一种具有缓冲间的制冷除湿系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种具有缓冲间的制冷除湿系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着国家对农业越来越重视、扶持力度越来越大，农业等领域对高精度恒温恒湿设备要求越来越多和越来越高。

2、干燥箱等特定场所一般采取制冷设备+除湿机的方式解决湿度问题，近年来采用制冷兼除湿一体功能新设备、新技术的范围越来越广；因其工作原理导致干燥箱内温度差值大(一般场合湿度45％时温度差达到8～10℃)、湿度差值同样大(典型表现为停机后湿度1～2分钟内上升5％～15％左右，波动很大)。

3、现有技术存在以上缺点的原因分析：在干燥箱等特殊恒温恒湿场合，采用制冷除湿时，因制冷除湿原理决定了干燥箱内蒸发器风扇电机转速较低；制冷除湿参数感知是通过传感器实现，而温湿度越低、风速越低，影响的范围越小；再加上干燥箱内货物的堆放阻碍空气流动等因素，形成的循环范围有限，温度和湿度难以渗透到每个角落，造成干燥箱内温度和湿度不均匀，对货物储藏带来较大负面影响，极大的限制了技术的推广应用。

4、常规获取超低湿度的方法，湿度在50％以上目前一般采用专业除湿机、极少部分非标产品可达30％左右；缺点是除湿机设计的一体化(受诸多因素制约市场上无分体式除湿机)，自身压缩机制冷产生的热量排在室内、需要与之配套的制冷系统平衡其热量、方能达到恒温恒湿的要求，能耗较高；

5、同时存在温湿度不均、并在除湿机附近形成热岛区域。

6、另外，某些特定环境需要的条件较为苛刻：

7、(1)需要极低湿度条件(15％±2％)的所有场所；

8、(2)需要温度和湿度及其稳定(±1％)的场所。

9、目前行业内无该类制冷除湿产品报道。

10、另外，目前获取低湿度(15％±2％)的方法为：

11、利用制冷除湿(多为除湿机)建造一个外部空间环境(湿度25％左右)：

12、因此，有必要设计一种新型的制冷除湿系统。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种具有缓冲间的制冷除湿系统及其控制方法，该具有缓冲间的制冷除湿系统及其控制方法能有效保障干燥箱内(温)湿度的均匀性，能实现温湿度控制，且能促进原有制冷除湿系统效率、创造更低湿度环境(例如无风道系统时系统除湿到18％再难下降，使用本风道系统后能够达到13％左右、温湿度波动范围小)。

2、发明的技术解决方案如下：

3、一种具有缓冲间的制冷除湿系统，包括缓冲间和设置在缓冲间内的干燥箱；

4、缓冲间内配置制冷除湿设备；

5、干燥箱内配置具有余热回收管的制冷除湿设备。

6、缓冲间内配置具有余热回收管的制冷除湿设备。

7、干燥箱内配置双循环风道机构，双循环风道包括内循环风道和外循环风道和外循环风道，内循环风扇用于推动空气在内循环风道及干燥箱中循环流动；外循环风扇用于推动空气在外循环风道及干燥箱中循环流动。

8、缓冲间和干燥箱的侧壁均设有保温板。

9、干燥箱内配置备用电热补偿装置。备用电热补偿装置为电加热管(即发热管)，所述的加热管设置在蒸发器内，加热管受控于控制模块。

10、干燥箱的制冷除湿设备的主机设置在干燥箱内，循环风道沿干燥箱的内壁设置；

11、干燥箱的制冷除湿设备包括制冷装置和控制模块；所述的制冷装置包括压缩机、冷凝器和蒸发器和膨胀阀；蒸发器处设有蒸发器风机；蒸发器以及蒸发器风机均设置干燥箱内；压缩机与冷凝器都设置在缓冲间外。

12、缓冲间的制冷除湿设备的主机设置在缓冲间内；缓冲间的制冷除湿设备包括制冷装置和控制模块；所述的制冷装置包括压缩机、冷凝器和蒸发器和膨胀阀；蒸发器处设有蒸发器风机；蒸发器以及蒸发器风机均设置缓冲间内；压缩机与冷凝器都设置在缓冲间外。

13、一种具有缓冲间的制冷除湿系统的控制方法，采用前述的制冷除湿系统。

14、控制策略为：

15、(1)干燥箱内的实际温度t＜t1时，不启动任何加热设备；

16、(2)当t1≤t＜t2，启动废热回收过程；

17、(3)当t2≤t＜t3，启动废热回收过程和发热管热补过程。缓冲间的控制可以采用相似的策略，即：

18、(1)缓冲间内的实际温度t1＜t1时，不启动任何加热设备；

19、(2)当t1≤t1＜t2，启动废热回收过程；

20、(3)当t2≤t1＜t3，启动废热回收过程和发热管热补过程。

21、缓冲间内的湿度控制在20％～25％。

22、干燥箱内的温度控制在14±1℃范围内；湿度控制在14±1％内。

23、缓冲间中的温度控制在14±1℃范围内；湿度控制在20±2％内。

24、启动制冷除湿机组后、通过plc编写程序来控制不同的除湿阶段所需最佳的风量和风速，通过外循环管道系统吸入室内空气进行除湿加工、后送入室内多处不同位置；同步启动内循环风道，使室内空气处于不断均匀流动状态；二者空气流在相对固定区域交汇、交流，使新的干燥空气不断进入内循环系统、同时部分空气进入制冷除湿机进一步加工为更加干燥的空气。

25、有益效果：

26、本发明的具有缓冲间的制冷除湿系统及其控制方法，设置缓冲间，再在缓冲间内设置干燥箱，然后缓冲间和干燥箱内均控制温湿度，最终使得干燥箱中的温湿度更容易达到预设的范围内，而且节能效果明显。干燥箱中，配置保温板以及一套或多套内循环风道系统，选用通用风扇为动力、采用上进下出或下进上出等方式，使干燥箱内空气充分流动，大幅都减少干燥箱内温湿度死角、有效提高干燥箱内温湿度的均匀性。

27、采用本系统，将正常配置的各型制冷设备直接转变为制冷除湿设备，节约了单独的除湿机系统添置成本和运行成本、以及因平衡除湿机产生的热量而需增大制冷设备的购置成本和该部分的运行成本，节能减排效果以及节约成本的效益非常显著；

28、通过在室内配置制冷设备废热回收装置、用来平衡因制冷除湿导致的温度下降，不但实现快速除湿，而且能节约能耗。

29、为了获取超低湿度和维护超低湿度的稳定性等需求，以及在克服外界环境温度过低不利影响时、在使用机组废热前提下仍不能达到温度平衡时，启动备用电热补偿。该电热补偿接受plc程序控制，最大电流在热补偿功率80％以下自动运行(热补偿电热管采用的防干烧类型，一般通电即100％功率，虽然其设计具有自身安全系数、但调节系统根据热量需要、限制在0～80％之间按需运行，进一步保障其不超过温度和电流，从设计上进一步降低过热导致的消防风险)，安全系数高。

30、采用本发明，所使用的是传统标准制冷设备，根据湿度使用要求不同只需稍有调整定制，无需专业设备生产、利于充分利用现有社会生产资源。

31、因其制冷除湿特点、配合plc编程技术，使得机组运行工况长期处于在额定工况以内运行，大幅延长其运行寿命。

32、本发明能够大幅度改善干燥箱内特定需要恒温恒湿场所内温湿度的均匀性，满足高精度恒温恒湿场所的需求。

33、采用本发明系统及方法，湿度可达到15％±1℃的稳定状态。

34、本发明的核心原理，在于实现除湿控制时，为降低能耗，优先通过余热回收方式升高干燥箱内的温度，必要时，再启动加热管升高冷干燥箱内的温度，使得湿度处于预设的范围；本发明中：突出除湿第一、制冷为除湿过程中的副产物(正常的干燥箱制冷设备因散热器在库外、如果除湿过程中无热量补充、温度必然是一个下降过程；一般标准除湿机设计成一体化机组、考虑到能效损失，制冷量小于机组产生的热量，温度是上升的，需要制冷机组来平衡这个热量，这与我们的制冷除湿机组存在本质区别，因此制冷除湿机组设计为废热回收来平衡干燥箱内温度、获取最廉价热源的途径；如不足以平衡时再采用少许电热来平衡-这一点为本发明的核心。

35、本发明与现有技术的本质区别：1.制冷设备主要功能是将密闭空间内空气降至所需温度，附带有一定除湿效果、但不明显、无实际商业价值；2.制冷除湿设备则相反：通过种种措施创造理想的除湿环境，制冷温度降低变为副产物，相当于节约了传统除湿机的所有功耗，因此节能效果显著；3.采用本发明，相当于将传统除湿机分为了除湿内机和除湿外机，由控制模块控制除湿外机热量直接排入外界空气中还是回收到库内利用。

36、实践证明，应用本发明能实现制冷和除湿的效果，而且节能效果明显。