节能型转轮除湿系统及控制方法与流程

本发明涉及空调领域，尤其涉及一种节能型转轮除湿系统及控制方法。

背景技术：

1、传统转轮除湿机，采用固体硅胶或分子筛吸附材质轮芯，在处理区吸收水分子，转移到不规则生区后需约130℃高温脱附，需要耗费大量高品位能源，能耗较大。

2、转轮除湿机的除湿过程是一项系统工程，一般前段新风采用制冷冷凝除湿(相对湿度30％～20％)，制冷除湿后的新风与一次回风混合后采用一级轮芯进行吸附除湿至低露点区间(露点温度-10～-40℃)，若需处理至超低露点区域(露点温度-40～-70℃)，则需再加上二级轮芯进行超低湿吸附；与之一级轮芯、二级轮芯对应一级再生脱附、二级再生脱附。

3、传统转轮除湿机，采用热回收节能、低品位热能再生预热、增大单位风量轮芯体积等技术与方法，这些虽然能够带来节能效果，但如果制冷除湿与吸附除湿的处理比例不改变，一级轮芯与二级轮芯再生所占能耗比例较大(65％以上)，即使使用上述节能技术，节能效果也有限，一般在20％以内。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种节能型转轮除湿系统，其旨在解决传统转轮除湿机节能效果有限的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的方案是：

3、一种节能型转轮除湿系统，包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管；

4、所述转轮除湿单元包括第一除湿轮、第二除湿轮、表冷器、空气增压装置、第一蒸发器、调温换热器、调温加热装置、第一冷凝器、第一压缩机、第一节流装置、二级再生加热装置、一级再生加热装置和再生风机，所述第一除湿轮和所述第二除湿轮分别同时设置在所述新风风道和所述再生风道上；

5、所述耦合热泵单元包括第一控制阀、第二控制阀以及首尾依次连接的第一换热器、第二节流装置、第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第一除湿轮和第三节流装置；所述第一控制阀并联在第二节流装置的两侧，所述第二控制阀并联在所述第三节流装置的两侧；

6、所述深度除湿单元包括首尾依次连接的第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置，所述第三冷凝器的进水口与所述进水管连接，所述第三冷凝器的出水口与所述出水管连接；

7、所述第一换热器、所述表冷器、所述第三冷凝器、所述第一除湿轮、所述空气增压装置、所述第一蒸发器、所述第二除湿轮、所述调温换热器和所述调温加热装置依次设置在所述新风风道上，所述新风风道的出口用于与洁净干燥房连接，所述表冷器的进水口和所述调温换热器的进水口分别与进水管连接，所述表冷器的出水口和所述调温换热器的出水口分别与所述出水管连接，所述第一冷凝器、所述第一压缩机、所述二级再生加热装置、所述第二冷凝器、所述一级再生加热装置、所述第二蒸发器和所述再生风机沿再生方向依次设置在所述再生风道上，所述第一压缩机、所述第一冷凝器、所述第一节流装置和所述第一蒸发器首尾依次连接，所述冷却风道的一端与所述新风风道连接，并位于所述空气增压装置与所述第一蒸发器之间，另一端通过所述第二除湿轮与所述再生风道连接。

8、优选地，所述耦合热泵单元还包括第一气液分离器，所述深度除湿单元还包括第二气液分离器，所述第一气液分离器设置在所述第二蒸发器和所述第二压缩机之间，所述第二气液分离器设置在所述第三压缩机和所述第三蒸发器之间。

9、优选地，所述表冷器的进水口处、所述调温换热器的进水口处和所述第三冷凝器的进水口处分别设置有比例调节阀。

10、优选地，还包括新风风阀、新风排风阀和再生排风阀，所述新风风阀设置在所述新风风道的入口处，所述新风排风阀设置在所述新风风道的出口处，所述再生排风阀设置在所述再生风道的出口处。

11、优选地，所述新风风阀与所述第一换热器之间设置有初效过滤器，所述调温换热器与所述第二除湿轮之间设置有中效过滤器。

12、优选地，还包括与所述新风风道连接的回风管，所述回风管位于所述第一除湿轮与所述空气增压装置之间，所述回风管远离所述新风风道的一端用于与洁净干燥房连接，所述回风管上设置有回风风阀。

13、本发明的第二个目的在于提供一种节能型转轮除湿系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于实现如上所述的节能型转轮除湿系统的工作控制，所述控制方法包括：

14、实时获取环境新风干球温度和环境新风含湿量；

15、当环境新风干球温度>9℃或环境新风含湿量>6.8g/kg时，节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式，耦合热泵单元控制切换为制冷模式，深度除湿单元启动，在检测到进水管和出水管有水量以及空气增压装置打开时，将第三冷凝器和第四节流装置打开，并启动第三压缩机，第四节流装置以控制第三蒸发器的出风侧的温度为目标，并通过控制第三冷凝器的冷凝温度以保障蒸发侧与冷凝侧的最低运行压差；

16、当环境新风干球温度≦9℃或环境新风含湿量≦6.8g/kg时，节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式，耦合热泵单元控制切换为制热模式，深度除湿单元不运行。

17、优选地，所述节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时，第三冷凝器进水口处的比例调节阀以10％的预设开度打开，第四节流装置以30％的预设开度打开。

18、优选地，所述耦合热泵单元控制切换为制冷模式时，第一换热器进入蒸发制冷模式，第二蒸发器停止运行，关闭第二控制阀和第二节流装置，打开第一控制阀、第三节流装置和第二压缩机，第三节流装置根据第一预设温度和预设相对湿度值的控制目标进行pid调节，第二压缩机将处理区的热量转移至第二冷凝器释放给再生侧用于再生加热，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节；耦合热泵单元控制切换为制热模式时，表冷器停止运行，关闭第一控制阀和第三节流装置，打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机，第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行pid调节，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节。

19、优选地，所述耦合热泵单元控制切换为制热模式，表冷器停止运行，关闭第一控制阀和第三节流装置，打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机，将第二节流装置以10％的预设开度打开，第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行pid调节，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节。

20、本发明提供的节能型转轮除湿系统包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元和深度除湿单元，其采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术，改变制冷除湿与吸附除湿比例，将新风含湿量30.7g/kg处理至4.5g/kg，接着再通过吸附除湿由第一除湿轮和第二除湿轮处理至低露点与超低露点，将制冷除湿与吸附除湿的处理比例由传统不足3：1提升至大于为6：1，将更多的水分在进入第一除湿轮之前去除，使系统除湿更节能。

技术特征：

1.一种节能型转轮除湿系统，其特征在于，包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管；

2.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统，其特征在于，所述耦合热泵单元还包括第一气液分离器，所述深度除湿单元还包括第二气液分离器，所述第一气液分离器设置在所述第二蒸发器和所述第二压缩机之间，所述第二气液分离器设置在所述第三压缩机和所述第三蒸发器之间。

3.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统，其特征在于，所述表冷器的进水口处、所述调温换热器的进水口处和所述第三冷凝器的进水口处分别设置有比例调节阀。

4.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统，其特征在于，还包括新风风阀、新风排风阀和再生排风阀，所述新风风阀设置在所述新风风道的入口处，所述新风排风阀设置在所述新风风道的出口处，所述再生排风阀设置在所述再生风道的出口处。

5.如权利要求4所述的节能型转轮除湿系统，其特征在于，所述新风风阀与所述第一换热器之间设置有初效过滤器，所述调温换热器与所述第二除湿轮之间设置有中效过滤器。

6.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统，其特征在于，还包括与所述新风风道连接的回风管，所述回风管位于所述第一除湿轮与所述空气增压装置之间，所述回风管远离所述新风风道的一端用于与洁净干燥房连接，所述回风管上设置有回风风阀。

7.一种节能型转轮除湿系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于实现如权利要求1-6任一项所述的节能型转轮除湿系统的工作控制，所述控制方法包括：

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时，第三冷凝器进水口处的比例调节阀以10％的预设开度打开，第四节流装置以30％的预设开度打开。

9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述耦合热泵单元控制切换为制冷模式时，第一换热器进入蒸发制冷模式，第二蒸发器停止运行，关闭第二控制阀和第二节流装置，打开第一控制阀、第三节流装置和第二压缩机，第三节流装置根据第一预设温度和预设相对湿度值的控制目标进行pid调节，第二压缩机将处理区的热量转移至第二冷凝器释放给再生侧用于再生加热，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节；耦合热泵单元控制切换为制热模式时，表冷器停止运行，关闭第一控制阀和第三节流装置，打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机，第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行pid调节，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节。

10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述耦合热泵单元控制切换为制热模式，表冷器停止运行，关闭第一控制阀和第三节流装置，打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机，将第二节流装置以10％的预设开度打开，第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行pid调节，一级再生加热装置用于再生温度补偿，并根据第一除湿轮后的出风湿度进行pid调节。

技术总结本发明适用于空调领域，公开了节能型转轮除湿系统及控制方法，该系统包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管；深度除湿单元包括第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置，第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置首尾依次连接，第三冷凝器的进水口与进水管连接，第三冷凝器的出水口与出水管连接，该系统采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术，改变制冷除湿与吸附除湿比例，将制冷除湿与吸附除湿的处理比例由传统不足3：1提升至大于为6：1，将更多的水分在进入第一除湿轮之前去除，使系统除湿更节能。技术研发人员：王亮添,唐力,黄云材,欧阳胜华受保护的技术使用者：广东申菱环境系统股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15