專利名稱：恒溫除濕裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒溫除濕的方法及其實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置，屬于制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住、工作環(huán)境的舒適度要求也越來越高，不僅對(duì)溫度而且對(duì)濕度也要求進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。同時(shí)在各種行業(yè)中對(duì)溫度和濕度的控制也是保證其正常生產(chǎn)和運(yùn)作的前提。目前對(duì)溫度、濕度調(diào)節(jié)所采取的主要方式是采用恒溫恒濕機(jī)組進(jìn)行控制。其中對(duì)濕度控制所采取的主要方法有冷凍除濕、溶液除濕、吸附除濕等。其中以冷凍除濕應(yīng)用最為廣泛。但目前采取冷凍除濕方法的恒溫除濕機(jī)組大多是采用先將空氣通過蒸發(fā)器降溫除濕，控制濕度，然后再通過電加熱將空氣加熱升溫，來控制溫度。這種方式存在的弊端是經(jīng)過蒸發(fā)器冷凍除濕后處于露點(diǎn)狀態(tài)的空氣經(jīng)過電加熱器加熱大幅度升溫后才能達(dá)到送風(fēng)溫度要求，這就造成重復(fù)耗能，使得機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性較低。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有除濕裝置所存在能源消耗大、系統(tǒng)復(fù)雜、控制精度低的問題，提供一種控制精度高、能耗小、經(jīng)濟(jì)性能好的恒溫除濕裝置及方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的恒溫除濕裝置中，可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(變頻壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī))的輸入端與翅片管式蒸發(fā)器的輸出端相連接，翅片管式蒸發(fā)器的輸出端通過三通電子控制閥分別接翅片管式冷凝器和殼管式換熱器的輸入端，翅片管式冷凝器的輸出端通過第一單向閥接儲(chǔ)液器，殼管式換熱器的輸出端通過第二單向閥接儲(chǔ)液器，儲(chǔ)液器的輸出端順序通過第一截止閥、干燥過濾器、第二截止閥接翅片管式過冷器的輸入端，翅片管式過冷器的輸出端通過電子膨脹閥接翅片管式蒸發(fā)器的輸入端；殼管式換熱器的另一個(gè)輸入端接冷卻水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
在翅片管式蒸發(fā)器的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器，翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器。在翅片管式蒸發(fā)器的輸出端設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑溫度傳感器，翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑壓力傳感器。在殼管式換熱器與第二單向閥之間設(shè)有殼管式換熱器出口壓力傳感器。在翅片管式冷凝器的輸出端與第一單向閥之間設(shè)有翅片管式冷凝器出口壓力傳感器。在翅片管式冷凝器的出風(fēng)端設(shè)有輔助電加熱器。
本發(fā)明的空氣恒溫除濕的方法具體是空氣經(jīng)過恒溫除濕裝置時(shí)，首先經(jīng)過翅片管式蒸發(fā)器，空氣進(jìn)行降溫除濕，空氣被處理到露點(diǎn)狀態(tài)，空氣中含濕量大大降低，同時(shí)空氣的溫度也降低，在這過程中通過調(diào)節(jié)翅片管式蒸發(fā)器中制冷劑的流量可實(shí)現(xiàn)空氣中含濕量的控制。接著空氣經(jīng)過翅片管式過冷器，空氣的含濕量不變，但溫度將有所升高?？諝鈱⒗^續(xù)經(jīng)過翅片管式冷凝器，在這過程中空氣溫度大大升高，通過調(diào)節(jié)翅片管式冷凝器中制冷劑的流量可控制空氣的送風(fēng)溫度。如果此時(shí)溫度達(dá)不到所要求的空氣送風(fēng)溫度，輔助電加熱器將啟動(dòng)，將空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度。從而使空氣經(jīng)過整個(gè)裝置時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的溫度和濕度的控制。在整個(gè)過程中，空氣升溫所需要的熱量主要來源于制冷系統(tǒng)的冷凝熱。大多數(shù)情況下不需要外界消耗更多的能源還補(bǔ)充熱量，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的節(jié)能，具有更好的經(jīng)濟(jì)性。
恒溫除濕裝置所采取的方案為制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑過熱蒸氣，從壓縮機(jī)排出后，制冷劑將經(jīng)過三通電子控制閥，三通電子控制閥將制冷劑分成兩部分一部分制冷劑將進(jìn)入殼管式換熱器，制冷劑在其中冷凝成液體后通過第二單向閥后進(jìn)入儲(chǔ)液器；另一部分制冷劑將進(jìn)入翅片管式冷凝器進(jìn)行冷凝放出熱量，自身冷凝成液體并通過第一單向閥進(jìn)入儲(chǔ)液器，制冷劑在翅片管式冷凝器中與空氣進(jìn)行換熱，將空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度。儲(chǔ)液器中制冷劑經(jīng)過干燥過濾器過濾干燥后進(jìn)入翅片管式過冷器，制冷劑溫度進(jìn)一步降低，實(shí)現(xiàn)過冷。制冷劑經(jīng)過過冷后通過電子膨脹閥節(jié)流進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器蒸發(fā)，制冷劑在翅片管式蒸發(fā)器中與空氣進(jìn)行換熱，使空氣實(shí)現(xiàn)降溫除濕，同時(shí)制冷劑吸熱變成過熱蒸氣，最后被壓縮機(jī)吸入，重新進(jìn)行壓縮。
保證整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)恒溫除濕的關(guān)鍵是，通過三通電子控制閥調(diào)節(jié)流入翅片管式冷凝器中的制冷劑流量，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)溫度的控制(當(dāng)空氣中冷負(fù)荷太大，冷凝熱量不足時(shí)可啟動(dòng)輔助電加熱)，同時(shí)通過調(diào)節(jié)殼管式換熱器中的冷卻水進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)整個(gè)冷凝熱量的平衡。通過可調(diào)節(jié)容量的壓縮機(jī)與電子膨脹閥綜合控制可實(shí)現(xiàn)翅片管式蒸發(fā)器中的制冷劑調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣含濕量的控制。
有益效果該空氣恒溫除濕方法的優(yōu)點(diǎn)是將對(duì)整個(gè)空氣的溫度、濕度控制融合在一個(gè)裝置中實(shí)現(xiàn)，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。使用冷凍除濕方式時(shí)，充分利用制冷系統(tǒng)的冷凝熱，不需要外加能量對(duì)空氣進(jìn)行升溫，避免了能量的重復(fù)消耗，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的高效、節(jié)能，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明恒溫除濕方法的裝置示意圖。
以上圖中有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)1，三通電子控制閥2，翅片管式冷凝器3，殼管式換熱器4，第一單向閥5，第二單向閥6，儲(chǔ)液器7，第一截止閥8，干燥過濾器9，第二截止閥10，翅片管式過冷器11，電子膨脹閥12，翅片管式蒸發(fā)器13，輔助電加熱器14，冷卻水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥15，翅片管式冷凝器出口壓力傳感器31，殼管式換熱器出口壓力傳感器41，翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器131，翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器132，翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑溫度傳感器133，翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑壓力傳感器134。
具體實(shí)施例方式
恒溫除濕的裝置系統(tǒng)流程圖如圖1所示，通過安裝在裝置空氣入口位置的翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器檢測空氣的進(jìn)口溫度，通過翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器檢測空氣的進(jìn)口濕度。可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)1的輸入端與翅片管式蒸發(fā)器13的輸出端相連接，翅片管式蒸發(fā)器13的輸出端通過三通電子控制閥2分別接翅片管式冷凝器3和殼管式換熱器4的輸入端，翅片管式冷凝器3的輸出端通過第一單向閥5接儲(chǔ)液器7，殼管式換熱器4的輸出端通過第二單向閥6接儲(chǔ)液器7，儲(chǔ)液器7的輸出端順序通過第一截止閥8、干燥過濾器9、第二截止閥10接翅片管式過冷器11的輸入端，翅片管式過冷器11的輸出端通過電子膨脹閥12接翅片管式蒸發(fā)器13的輸入端；殼管式換熱器4的另一個(gè)輸入端接冷卻水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥15。在翅片管式蒸發(fā)器13的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器131，翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器132。在翅片管式蒸發(fā)器13的輸出端設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑溫度傳感器133，翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑壓力傳感器134。在殼管式換熱器4與第二單向閥6之間設(shè)有殼管式換熱器出口壓力傳感器41。在翅片管式冷凝器3的輸出端與第一單向閥5之間設(shè)有翅片管式冷凝器出口壓力傳感器31。在翅片管式冷凝器3的出風(fēng)端設(shè)有輔助電加熱器14。
空氣的恒溫除濕在裝置上的具體過程為1)、空氣首先經(jīng)過裝置的翅片管式蒸發(fā)器，空氣在其中進(jìn)行降溫除濕，變成低溫低濕的空氣，空氣的含濕量大大降低，在這個(gè)除濕的過程中裝置控制系統(tǒng)通過翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器檢測進(jìn)口空氣的含濕量，通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)和電子膨脹閥改變蒸發(fā)器中制冷劑的流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣含濕量的控制，使空氣含濕量達(dá)到所需要求；2)、空氣經(jīng)過翅片管式蒸發(fā)器除濕后，將與翅片管式過冷器進(jìn)行換熱，空氣溫度有所升高，翅片管式過冷器中的制冷劑溫度降低實(shí)現(xiàn)過冷，同時(shí)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的翅片管式過冷器可起到擋水板的作用；3)、空氣將經(jīng)過翅片管式冷凝器，并進(jìn)行換熱，在這過程中空氣溫度將升高，裝置控制系統(tǒng)通過翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器檢測到的進(jìn)口空氣的溫度，調(diào)節(jié)三通電子控制閥控制進(jìn)入翅片管式冷凝器的制冷劑流量，也即是調(diào)節(jié)翅片管式冷凝器的換熱量，來達(dá)到控制空氣溫度的目的。如果系統(tǒng)的負(fù)荷太大，全部制冷劑在翅片管式冷凝器中的冷凝熱也不能滿足時(shí)，可通過輔助電加熱器進(jìn)行補(bǔ)充，從而在這過程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣溫度的控制。
制冷系統(tǒng)的具體過程為1)、制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑過熱蒸氣，從壓縮機(jī)排出后，經(jīng)過一個(gè)三通電子控制閥，三通電子控制閥將制冷劑分成兩部分一部分制冷劑進(jìn)入殼管式換熱器，制冷劑在其中冷凝成液體后通過第二單向閥后進(jìn)入儲(chǔ)液器；另一部分制冷劑進(jìn)入翅片管式冷凝器進(jìn)行冷凝放出熱量，自身冷凝成液體并通過第一單向閥進(jìn)入儲(chǔ)液器，制冷劑在翅片管式冷凝器中與空氣進(jìn)行換熱，將空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度，在這過程中裝置控制系統(tǒng)根據(jù)翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器所檢測的溫度控制三通電子控制閥；2)、儲(chǔ)液器中制冷劑經(jīng)過干燥過濾器過濾干燥后進(jìn)入翅片管式過冷器，制冷劑溫度進(jìn)一步降低，實(shí)現(xiàn)過冷，從而提高整個(gè)制冷系統(tǒng)的效率；
3)、制冷劑經(jīng)過過冷后通過電子膨脹閥節(jié)流進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器蒸發(fā)，制冷劑在翅片管式蒸發(fā)器中與空氣進(jìn)行換熱，使空氣實(shí)現(xiàn)降溫除濕，在這過程中電子膨脹閥通過翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑溫度傳感器、翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑壓力傳感器檢測翅片管式蒸發(fā)器出口的制冷劑壓力和溫度，裝置控制系統(tǒng)將其換算成翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度，根據(jù)過熱度控制電子膨脹閥的開度；4)、制冷劑在翅片管式蒸發(fā)器中吸熱變成過熱蒸氣最后被壓縮機(jī)吸入，重新進(jìn)行壓縮。
同時(shí)裝置控制系統(tǒng)檢測翅片管式冷凝器出口壓力傳感器、殼管式換熱器出口壓力傳感器得出翅片管式冷凝器與殼管式換熱器的出口壓力，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，控制殼管式換熱器中冷卻水的流量，從而實(shí)現(xiàn)殼管式換熱器中的制冷劑壓力與翅片管式冷凝器相等。
權(quán)利要求
1.一種恒溫除濕裝置，其特征在于可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(1)的輸入端與翅片管式蒸發(fā)器(13)的輸出端相連接，翅片管式蒸發(fā)器(13)的輸出端通過三通電子控制閥(2)分別接翅片管式冷凝器(3)和殼管式換熱器(4)的輸入端，翅片管式冷凝器(3)的輸出端通過第一單向閥(5)接儲(chǔ)液器(7)，殼管式換熱器(4)的輸出端通過第二單向閥(6)接儲(chǔ)液器(7)，儲(chǔ)液器(7)的輸出端順序通過第一截止閥(8)、干燥過濾器(9)、第二截止閥(10)接翅片管式過冷器(11)的輸入端，翅片管式過冷器(11)的輸出端通過電子膨脹閥(12)接翅片管式蒸發(fā)器(13)的輸入端；殼管式換熱器(4)的另一個(gè)輸入端接冷卻水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置，其特征在于在翅片管式蒸發(fā)器(13)的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度傳感器(131)，翅片管式蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)濕度傳感器(132)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置，其特征在于在翅片管式蒸發(fā)器(13)的輸出端設(shè)有翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑溫度傳感器(133)，翅片管式蒸發(fā)器出口制冷劑壓力傳感器(134)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置，其特征在于在殼管式換熱器(4)與第二單向閥(6)之間設(shè)有殼管式換熱器出口壓力傳感器(41)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置，其特征在于在翅片管式冷凝器(3)的輸出端與第一單向閥(5)之間設(shè)有翅片管式冷凝器出口壓力傳感器(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置，其特征在于在翅片管式冷凝器(3)的出風(fēng)端設(shè)有輔助電加熱器(14)。
7.如權(quán)利要求1所述的恒溫除濕裝置的恒溫除濕方法，其特征在于恒溫除濕裝置的方法為制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑過熱蒸氣，從壓縮機(jī)排出后，制冷劑將經(jīng)過三通電子控制閥，三通電子控制閥將制冷劑分成兩部分一部分制冷劑將進(jìn)入殼管式換熱器，制冷劑在其中冷凝成液體后通過第二單向閥后進(jìn)入儲(chǔ)液器；另一部分制冷劑將進(jìn)入翅片管式冷凝器進(jìn)行冷凝放出熱量，自身冷凝成液體并通過第一單向閥進(jìn)入儲(chǔ)液器，制冷劑在翅片管式冷凝器中與空氣進(jìn)行換熱，將空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度；儲(chǔ)液器中制冷劑經(jīng)過干燥過濾器過濾干燥后進(jìn)入翅片管式過冷器，制冷劑溫度進(jìn)一步降低，實(shí)現(xiàn)過冷；制冷劑經(jīng)過過冷后通過電子膨脹閥節(jié)流進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器蒸發(fā)，制冷劑在翅片管式蒸發(fā)器中與空氣進(jìn)行換熱，使空氣實(shí)現(xiàn)降溫除濕，同時(shí)制冷劑吸熱變成過熱蒸氣，最后被壓縮機(jī)吸入，重新進(jìn)行壓縮。
全文摘要
恒溫除濕裝置及方法涉及一種恒溫除濕的方法及其實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置，其恒溫除濕裝置的方法為制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑過熱蒸氣，從壓縮機(jī)排出后，制冷劑將經(jīng)過三通電子控制閥，三通電子控制閥將制冷劑分成兩部分一部分制冷劑將進(jìn)入殼管式換熱器，制冷劑在其中冷凝成液體后通過第二單向閥后進(jìn)入儲(chǔ)液器；另一部分制冷劑將進(jìn)入翅片管式冷凝器進(jìn)行冷凝放出熱量，自身冷凝成液體并通過第一單向閥進(jìn)入儲(chǔ)液器，制冷劑在翅片管式冷凝器中與空氣進(jìn)行換熱，將空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度；制冷劑經(jīng)過過冷后通過電子膨脹閥節(jié)流進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器蒸發(fā)，制冷劑在翅片管式蒸發(fā)器中與空氣進(jìn)行換熱，使空氣實(shí)現(xiàn)降溫除濕。
文檔編號(hào)F25B1/00GK1908552SQ20061008840
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者梁彩華, 張小松 申請(qǐng)人:東南大學(xué)