專利名稱：一種溫濕度選擇性控制的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以溶液除濕方式的溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)的溫濕度選擇性控制系統(tǒng)。其產(chǎn)品可替代常規(guī)溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)。
背景技術(shù)：
空調(diào)系統(tǒng)主要是由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流膨脹閥等組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化與外界進(jìn)行熱量交換。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，以實(shí)現(xiàn)制冷；壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將制冷劑的熱量一起傳遞給冷卻水或空氣帶走；節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)采用低于露點(diǎn)溫度的冷凍水或冷媒對(duì)空氣進(jìn)行降溫，由于采用的蒸發(fā)溫度低于露點(diǎn)溫度(例如冷水機(jī)組出水溫度7°C，空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)溫度為2°C)，所以在降溫的同時(shí)，室內(nèi)空氣的濕度也隨之降低。在此情況時(shí)，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)一般就只能犧牲對(duì)濕度的控制，而采用某一固定出水溫度或蒸汽溫度來(lái)滿足室內(nèi)溫度的單一指令要求，從而使?jié)穸绕x對(duì)人體有益的舒適度指標(biāo)，而且通過(guò)低溫冷媒降溫排濕顯熱負(fù)荷時(shí)的機(jī)組能效也很低?，F(xiàn)有技術(shù)存在的另外一個(gè)問(wèn)題，就是常規(guī)空調(diào)都是采用手動(dòng)式設(shè)定冷凍水出水溫度，這種控制不能適應(yīng)熱濕比大幅度變化對(duì)主機(jī)水溫變化的要求。中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授江億及其團(tuán)隊(duì)提出了溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，從原理論證到工程實(shí)踐，從高低溫冷源的制取到末端設(shè)備的設(shè)置與優(yōu)化等方面不斷拓展創(chuàng)新，并進(jìn)行了示范工程應(yīng)用，取得了很好的效果。但是也存在著結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、初投資過(guò)大、實(shí)際工程應(yīng)用中很難得到業(yè)主的響應(yīng)。另外，空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，要通過(guò)冷凝器直接向大氣環(huán)境排放大量的冷凝熱，造成能源浪費(fèi)和環(huán)境熱污染。針對(duì)上述不足，重慶大學(xué)鄭潔教授等發(fā)明了一種新型的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)?00710092891. 8，公開號(hào)CN101140089A)，旨在有效回收利用空氣源熱泵機(jī)組的冷凝熱，減少溶液除濕系統(tǒng)對(duì)其他熱量的需求，對(duì)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。但該發(fā)明中，溫度與濕度獨(dú)立控制的精度以及其適宜人體舒適度方面的控制量有所欠缺，在實(shí)際工程應(yīng)用中難以滿足人體舒適度的需求。因此，開發(fā)溫濕度選擇性控制系統(tǒng)，有效地利用冷熱源能量從而達(dá)到既滿足人體舒適度的需求又能滿足節(jié)能的需要，有利于溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)的推廣，對(duì)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對(duì)現(xiàn)有的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)中的溫度和濕度獨(dú)立控制的問(wèn)題加以改善，提供一種能根據(jù)室內(nèi)溫度及濕度情況自動(dòng)選擇性調(diào)節(jié)冷凍水流量、熱水流量、除濕溶液的流量、溫度及運(yùn)行工況的溫濕度選擇性控制系統(tǒng)。[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案為一種溫濕度選擇性控制的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)，包括空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，其特征在于空調(diào)系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器、壓縮機(jī)、第一閥門、“氣-液”換熱器、冷凝換熱器、溶液再生器、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、換熱器和第六閥門；蒸發(fā)器的兩個(gè)入口分別接冷凍水出口和壓縮機(jī)的出口 ；蒸發(fā)器的一個(gè)出口經(jīng)過(guò)膨脹閥與冷凝器的入口相連；冷凝器的空氣出口端通過(guò)管道與“氣-液”換熱器的一個(gè)入口端密封固定連通，冷凝器的出口與冷凝換熱器的一個(gè)入口連通，冷凝換熱器一出口串連有第三閥門構(gòu)成一支路，第一閥門與該支路并聯(lián)，該并聯(lián)的末端與壓縮機(jī)的入口相連；“氣-液”換熱器的另一個(gè)入口端和稀溶液管道出口端密封固定連通，“氣-液”換熱器的一個(gè)出口端通過(guò)管道與溶液再生器的一個(gè)入口端連通，在“氣-液”換熱器的一個(gè)出口端與溶液再生器的入口端之間的管道上有排風(fēng)口 ；“氣-液”換熱器的第二出口端接于冷凝換熱器出口和換熱器的入口連接的管道之間，該管道上設(shè)有第四閥門和第五閥門；換熱器的一個(gè)入口端與第五閥門的出口端密封固定連通，換熱器的另一個(gè)入口端通入65 95 °C的熱水，換熱器另一個(gè)出口端與熱水回水管密封固定連通； 控制系統(tǒng)由閥門控制器、空氣濕度傳感器、空氣溫度傳感器、熱水溫度傳感器、冷凍水溫度傳感器和溫濕度選擇性控制器組成；溫度傳感器、濕度傳感器、熱水溫度傳感器和冷凍水溫度傳感器的信號(hào)輸出端接至溫濕度選擇性控制器的輸入端；閥門控制器的輸出端接至選擇性控制器的輸入端，閥門控制器的輸入端分別與膨脹閥、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門的信號(hào)輸出端相接。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果所提供的溫濕度雙參數(shù)控制系統(tǒng)由溫濕度選擇性控制器、室內(nèi)溫度傳感器、閥門控制器、冷凍水溫度傳感器和熱水溫度傳感器組成。室內(nèi)濕度傳感器、室內(nèi)濕度傳感器、冷凍水溫度傳感器和熱水溫度傳感器的信號(hào)輸出端經(jīng)過(guò)溫濕度選擇性控制器后輸接至閥門控制器的輸入端。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)利用室內(nèi)溫度傳感器和室內(nèi)濕度傳感器分別對(duì)室內(nèi)空氣溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)控，另外通過(guò)冷凍水溫度傳感器和熱水溫度傳感器分別對(duì)冷凍水的溫度和熱水的溫度進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)溫濕度信號(hào)對(duì)溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)的冷凍水流量、除濕溶液的流量、溫度及運(yùn)行工況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，即溫濕度選擇性控制器根據(jù)室內(nèi)濕度自動(dòng)實(shí)時(shí)修正閥門控制器中冷凍水流量和熱水流量、溫度設(shè)定溫度參數(shù)。設(shè)定程序上，優(yōu)先保證室內(nèi)濕度，并根據(jù)相對(duì)濕度大小調(diào)整冷凍水流量和熱水流量、溫度，以達(dá)到調(diào)節(jié)相對(duì)濕度和溫度、節(jié)約能源的目的。上述的控制方式一方面同時(shí)保證室內(nèi)溫度、濕度達(dá)到設(shè)計(jì)及舒適性要求，另一方面在可允許范圍內(nèi)最大限度地提高冷凍水和熱水的利用率，從而達(dá)到提升機(jī)組性能系數(shù)COP以及實(shí)現(xiàn)最大限度節(jié)能的目的。本實(shí)用新型所述選擇性控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)室內(nèi)濕度過(guò)大時(shí)，冷凍水出水溫度低，出水量少，濕度適中則根據(jù)室內(nèi)溫度適當(dāng)降低冷凍水量，絕大部分運(yùn)行期間地域低于常規(guī)冷水機(jī)組設(shè)定的流量的20%。


圖I為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 —蒸發(fā)器；2 —膨脹閥；3 —冷凝器；4 —壓縮機(jī)；5 —第一閥門；6 —“氣-液”換熱器-J 一冷凝換熱器；8 —溶液再生器；9 一第二閥門；10 —第三閥門；11 —第四閥門；12 —第五閥門；13 —換熱器；14 一第六閥門；15 —閥門控制器；16 —空氣濕度傳感器；17 —空氣溫度傳感器；18 —熱水溫度傳感器；19 一冷凍水溫度傳感器；20 —溫濕度選擇性控制器。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型溫濕度選擇性控制的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)，包括溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器I、膨脹閥2、冷凝器3、壓縮機(jī)4、第一閥門5、“氣-液”換熱器6、冷凝換熱器7、溶液再生器8、第二閥門9、第三閥門10、第四閥門11、第五閥門12、換熱器13和第六閥門14。蒸發(fā)器I的兩個(gè)入口分別接冷凍水出口和壓縮機(jī)4的出口，冷凍水管道上設(shè)有第 六閥門14 ;蒸發(fā)器I的一個(gè)出口經(jīng)過(guò)膨脹閥2與冷凝器3的入口相連；冷凝器3的空氣出口端通過(guò)管道與“氣-液”換熱器6的一個(gè)入口端密封固定連通，冷凝器3的出口與冷凝換熱器7的一個(gè)入口連通，冷凝換熱器7 —出口串連有第三閥門10構(gòu)成一支路，第一閥門5與該支路并聯(lián)，該并聯(lián)的末端與壓縮機(jī)4的入口相連；“氣-液”換熱器6的另一個(gè)入口端和稀溶液管道出口端密封固定連通，稀溶液管道上設(shè)有第二閥門9，“氣-液”換熱器6的一個(gè)出口端通過(guò)管道與溶液再生器8的一個(gè)入口端連通，在“氣-液”換熱器6的一個(gè)出口端與溶液再生器8的入口端之間的管道上有排風(fēng)口 ；“氣-液”換熱器6的第二出口端接于冷凝換熱器7出口和換熱器13的入口連接的管道之間，該管道上設(shè)有第四閥門11和第五閥門12 ;換熱器13的一個(gè)入口端與第五閥門12的出口端密封固定連通,換熱器13的另一個(gè)入口端通入65 95°C的熱水，換熱器13另一個(gè)出口端與熱水回水管密封固定連通。工作過(guò)程中，打開第二閥門9，關(guān)閉第一閥門5，打開第三閥門10，調(diào)節(jié)第四閥門11和第五閥門12，使冷凝換熱器7和換熱器13中除濕稀溶液流量的比例控制在1:3 3:1，或關(guān)閉第五閥門12，打開第四閥門11，除濕稀溶液經(jīng)過(guò)“氣-液”換熱器6進(jìn)行第一次加熱，再經(jīng)過(guò)冷凝換熱器7和換熱器13同時(shí)進(jìn)行第二次加熱后，進(jìn)入溶液再生器8。室外空氣經(jīng)過(guò)冷凝換熱器7變成高溫?zé)峥諝猓摳邷責(zé)峥諝庠凇皻?液”換熱器6內(nèi)與除濕稀溶液進(jìn)行熱交換后，10 30%的空氣進(jìn)入溶液再生器8，吸收稀除濕溶液中的水分變成濕空氣，其余空氣通過(guò)排風(fēng)口排入大氣?？刂葡到y(tǒng)由閥門控制器15、空氣濕度傳感器16、空氣溫度傳感器17、熱水溫度傳感器18、冷凍水溫度傳感器19和溫濕度選擇性控制器20組成；溫度傳感器16、濕度傳感器17、熱水溫度傳感器18和冷凍水溫度傳感器19的信號(hào)輸出端接至溫濕度選擇性控制器20的輸入端；閥門控制器15的輸出端接至選擇性控制器20的輸入端，閥門控制器15的輸入端分別與膨脹閥2、第一閥門5、第二閥門9、第三閥門10、第四閥門11、第五閥門12、第六閥門14的信號(hào)輸出端相接。工作過(guò)程中，空氣濕度傳感器16和溫度傳感器17分別實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)兩出風(fēng)口的溫度和濕度，以及熱水溫度傳感器18、冷凍水溫度傳感器19實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凍水溫度和熱水溫度，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至選擇性控制器20，后者根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的程序向閥門控制器15發(fā)布控制指令，各閥門根據(jù)得到的不同指令進(jìn)行流量控制調(diào)整。具體結(jié)構(gòu)中，選擇性控制器可20采用DTC-Ol器件，閥門控制器15采用DMC-Ol部件。根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的溫濕度選擇性控制系統(tǒng)控制空調(diào)機(jī)組，利用溫度傳感器和濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控溫、濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)兩出口的溫度和濕度，對(duì)帶有余熱回收裝置的溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)閥門進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。其工作原理總體可概括為“溫濕度獨(dú)立控制，雙參數(shù)協(xié)調(diào)”，即在溫度傳感器和濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度和濕度參數(shù)中，通過(guò)與室內(nèi)制冷需求和控制程序制定能耗等級(jí)相磨合，經(jīng)由參數(shù)控制器最終把控制信號(hào)傳到閥門控制器，由閥門控制器對(duì)溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)技能調(diào)節(jié)控制，從而提升機(jī)組制冷時(shí)的性能系數(shù)COP和所需制冷環(huán)境的舒適度，并且達(dá)到節(jié)能的效果。本實(shí)用新型能根據(jù)室內(nèi)溫濕度的不同情況適當(dāng)改變冷凍水出水量和熱水的出水量，冷凍水量降低意味著系統(tǒng)在制冷的同時(shí)提高了運(yùn)行效率，熱水的出水量降低則意味著除濕的同時(shí)提高了利用效率。根據(jù)末端溫濕度的變化通過(guò)閥門實(shí)時(shí)調(diào)整冷凍水量、除濕溶液溫度、流量，這樣既能滿足室內(nèi)熱濕比的變化需求，又使機(jī)組自身效率提高，并有明顯的節(jié)能效果。本實(shí)用新型的控制原理同樣適用于其他溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)機(jī)組。 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種溫濕度選擇性控制的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)，包括空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，其特征在于 空調(diào)系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器、壓縮機(jī)、第一閥門、“氣-液”換熱器、冷凝換熱器、溶液再生器、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、換熱器和第六閥門；蒸發(fā)器的兩個(gè)入口分別接冷凍水出口和壓縮機(jī)的出口 ；蒸發(fā)器的一個(gè)出口經(jīng)過(guò)膨脹閥與冷凝器的入口相連；冷凝器的空氣出口端通過(guò)管道與“氣-液”換熱器的一個(gè)入口端密封固定連通，冷凝器的出口與冷凝換熱器的一個(gè)入口連通，冷凝換熱器一出口串連有第三閥門構(gòu)成一支路，第一閥門與該支路并聯(lián)，該并聯(lián)的末端與壓縮機(jī)的入口相連；“氣-液”換熱器的另一個(gè)入口端和稀溶液管道出口端密封固定連通，“氣-液”換熱器的一個(gè)出口端通過(guò)管道與溶液再生器的一個(gè)入口端連通，在“氣-液”換熱器的一個(gè)出口端與溶液再生器的入口端之間的管道上有排風(fēng)口 ；“氣-液”換熱器的第二出口端接于冷凝換熱器出口和換熱器的入口連接的管道之間，該管道上設(shè)有第四閥門和第五閥門；換熱器的一個(gè)入口端與第五閥門的出口端密封固定連通，換熱器的另一個(gè)入口端通入65 95°C的熱水,換熱器另一個(gè)出口端與 熱水回水管密封固定連通； 控制系統(tǒng)由閥門控制器、空氣濕度傳感器、空氣溫度傳感器、熱水溫度傳感器、冷凍水溫度傳感器和溫濕度選擇性控制器組成；溫度傳感器、濕度傳感器、熱水溫度傳感器和冷凍水溫度傳感器的信號(hào)輸出端接至溫濕度選擇性控制器的輸入端；閥門控制器的輸出端接至選擇性控制器的輸入端，閥門控制器的輸入端分別與膨脹閥、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門的信號(hào)輸出端相接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種溫濕度選擇性控制的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)，包括空調(diào)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，空調(diào)系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器、壓縮機(jī)、第一閥門、“氣-液”換熱器、冷凝換熱器、溶液再生器、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、換熱器和第六閥門；以及由溫濕度選擇性控制器、溫濕度傳感器、閥門控制器組成的選擇性控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的工作原理是利用溫、濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境溫、濕度和室內(nèi)實(shí)際空調(diào)效果，對(duì)出風(fēng)口溫度、濕度以及運(yùn)行工況進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，保證室內(nèi)溫、濕度達(dá)到舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)要求和工藝空調(diào)設(shè)計(jì)要求，從而達(dá)到提升機(jī)組性能系統(tǒng)COP以及實(shí)現(xiàn)最大限度節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)F24F11/02GK202613685SQ20122030148
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者鄭潔, 郭睿, 曾誠(chéng), 陳文華 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)