平衡配热转轮除湿系统及控制方法与流程

本发明涉及空调领域，尤其涉及一种平衡配热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材质吸附材质轮芯，在处理区吸收水分子，转移到再生区后需约130℃高温脱附，需要耗费大量高品位能源，能耗较大；一般再生热源为电加热、蒸汽加热、导热油加热，热泵加热等方式。

2、传统转轮除湿机，采用电加热、蒸汽加热、导热油加热等传统加热方式，能耗高不节能；

3、一般节能热泵型转轮除湿机，采用热泵加热，能够从再生排风或环境空气中获取低品位热源，通过第一压缩机提升为高温热源用于再生加热，节能高效；夏季运行时，以热定冷匹配运行，热泵系统匹配能够实现平衡，系统运行正常。但是冬季运行时，在处理区的新风需要预热加热，在再生区的转轮进风前亦需要再生加热，导致需要热量多冷量少，热泵系统冷热需求不平衡，热泵系统全年无法正常运行。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种平衡配热转轮除湿系统，其旨在解决现有的热泵系统冷热需求不平衡，热泵系统全年无法正常运行的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种平衡配热转轮除湿系统，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；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；

3、所述耦合热泵单元包括第一换热器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第二节流装置、第三节流装置、第二蒸发器、第二压缩机和第二冷凝器，所述第一换热器、所述第二节流装置、所述第二蒸发器、所述第二压缩机、所述第二控制阀、所述第二冷凝器、所述第一除湿轮和所述第三节流装置首尾依次连接，所述第一控制阀并联在所述第二节流装置的两侧，所述第三控制阀的一端设置在所述第二控制阀与所述第二压缩机之间，另一端设置在第二冷凝器与第一除湿轮之间，第四控制阀并联在第三节流装置的两侧；

4、所述第一换热器、所述表冷器、所述深度除湿单元、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所述进水管连接，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，所述深度除湿单元用于将经过所述表冷器的新风降温至预设温度和预设湿度。

5、优选地，所述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，所述第三冷凝器、所述第三压缩机、所述第三蒸发器和所述第四节流装置首尾依次连接，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，所述第三冷凝器设置在所述新风风道上，并位于所述表冷器和所述第一除湿轮之间。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、本发明的第二个目的在于提供一种平衡配热转轮除湿系统的控制方法，所述控制方法用于实现如权利要求1-7任一项所述的平衡配热转轮除湿系统的工作控制，所述控制方法包括：实时获取环境新风干球温度和环境新风含湿量；当环境新风干球温度>9℃或环境新风含湿量>6.8g/kg时，平衡配热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，耦合热泵单元控制将进入表冷器前的新风处理至第一预设温度和预设相对湿度值，并将第一除湿轮的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；当环境新风干球温度≦9℃或环境新风含湿量≦6.8g/kg时，平衡配热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，耦合热泵单元将进入表冷器前的新风处理至大于第二预设温度，并将热量从第一除湿轮的再生区回收转移至第一除湿轮的处理区及再生区的第一除湿轮进风前用于预热。

12、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，关闭第三控制阀、第四控制阀和第二节流装置，打开第一控制阀、第二控制、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，耦合热泵单元以第一换热器的出风温度达到第二预设温度为控制目标，表冷器停止运行，关闭第一控制阀、第二控制阀和第三节流装置，打开第三控制阀、第四控制阀、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；当达到控制目标后，检测第二压缩机的电流判断有无达到对应工况的上限，如有余量，则开启第二控制阀，将剩余热量用于第一除湿轮再生区的再生加热，并从第二蒸发器加收热量用于第一换热器与第二冷凝器加热，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。

13、优选地，所述第一预设温度为17℃，所述预设相对湿度值为95％，所述第二预设温度为5℃。

14、本发明提供的平衡配热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，其采用多级多换热器耦合热泵技术，在新风侧的第一除湿轮进风前、再生风道的第二除湿轮的再生进风处、再生风道的第一除湿轮的再生排风处三个位置分别设置换热器，并匹配多个节流装置及控制阀，可平衡转轮除湿系统全年运行冷热量，实现高效能量转移，达到节能的目的。