不降溫除濕裝置及控制方法與流程
本發(fā)明屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種不降溫除濕裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
中國南方地區(qū)每年3月至4月時，從南海吹來的暖濕氣流與從西伯利亞南下的冷空氣相遇使得空氣變得陰冷潮濕，期間有小雨或大霧，此時一些冰冷的物體表面遇到暖濕氣流后，就開始在物體表面凝結(jié)、起水珠（例如回南天氣候）。
為了緩解這種潮濕天氣帶來的不適感，通常有兩種解決措施，一種是建筑中只有空調(diào)，沒有新風機組；如果用戶關(guān)閉窗戶避免潮濕的新風入侵，同時開啟空調(diào)以制冷模式運行，即通過使空調(diào)室內(nèi)機盤管的溫度低于空氣露點溫度從而使空氣中的水分凝結(jié)出來，但此時為初春，除濕后的空氣溫度較低，會給用戶帶去明顯的冷風感；如果此時用戶開啟空調(diào)除濕并開啟窗戶進行通風，由于室外空氣濕度較大，會加重室內(nèi)機的負荷，室內(nèi)機一直以高負荷運行，使得室內(nèi)溫度一直不能滿足設(shè)定溫度，同樣會給用戶帶去嚴重的冷風感，同時還會造成能耗較大，不節(jié)能。
另一種情況：建筑中安裝了新風機組，新風機組承擔潛熱負荷，為了達到除濕效果，采用較低蒸發(fā)溫度去處理新風，然后再將新風溫度加熱到室內(nèi)設(shè)定溫度附近，造成冷熱抵消的損失。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種新的除濕裝置及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的陰冷潮濕天氣下，空調(diào)除濕功能容易造成冷風感，且除濕過程能耗較大，先冷卻除濕再升溫的工作過程存在能量損失等問題
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
在一個方面，本發(fā)明提出了一種不降溫除濕裝置，其包括：
新風機組，所述新風機組包括新風入口、風道以及新風出口，沿著氣流流通方向，所述新風機組的所述風道內(nèi)依次設(shè)置有風機、風閥以及蒸發(fā)器；所述風閥用于調(diào)節(jié)經(jīng)過所述蒸發(fā)器的氣流量；
其中，從所述壓縮機輸出的冷媒，進入到蒸發(fā)器中，在蒸發(fā)器中冷媒蒸發(fā)吸熱，變成氣態(tài)，然后經(jīng)過冷凝器輸送回所述壓縮機內(nèi)。
在本申請的一些實施例中，所述蒸發(fā)器與所述風道之間形成輔風道，所述風閥包括分隔部，所述分隔部可移動或轉(zhuǎn)動連接在所述風道內(nèi)，在所述分隔部的作用下，氣流經(jīng)過輔風道和/或蒸發(fā)器，從所述新風出口輸出。
在本申請的一些實施例中，所述新風入口處設(shè)置有第一感應(yīng)件；所述蒸發(fā)器的輸出端設(shè)置有第二感應(yīng)件，所述目標調(diào)節(jié)環(huán)境中設(shè)置有第三感應(yīng)件。
在本申請的一些實施例中，所述第一感應(yīng)件、第二感應(yīng)件以及第三感應(yīng)件均為溫濕度感應(yīng)器
在本申請的一些實施例中，所述蒸發(fā)器以及所述冷凝器之間還形成有節(jié)流裝置。
在本申請的一些實施例中，所述冷凝器與所述壓縮機之間還形成有氣液分離器。
在本申請的一些實施例中，還包括四通閥，所述四通閥與所述壓縮機、所述氣液分離器、所述冷凝器以及所述蒸發(fā)器連接。
在另一個方面，本發(fā)明還提出了一種不降溫除濕控制方法，其包括上述任一所述的不降溫除濕裝置。
在本申請的一些實施例中，具體包括以下步驟：
s1：第一感應(yīng)件、第二感應(yīng)件以及第三感應(yīng)件分別監(jiān)測對應(yīng)新風入口處、蒸發(fā)器輸出端以及實際設(shè)定環(huán)境中對應(yīng)的溫度ta、tb、tn和濕度ba、bb和bn；
s2：根據(jù)風量平衡和濕平衡計算得出經(jīng)過輔風道以及蒸發(fā)器的氣流流量比例，進而確定風閥的開啟幅度，達到從新風出口輸出的新風濕度bc=bn；
s3：計算實際環(huán)境中的溫度tn與新風出口處的溫度tc之間的溫度差；
s4：判斷tn與tc之間的溫度差，如果溫度差的絕對值大于t，則調(diào)整壓縮機或者節(jié)流裝置，使得tn與tc之間的溫度差在t范圍內(nèi)。
在本申請的一些實施例中，具體包括以下步驟：
s1：第一感應(yīng)件以及第三感應(yīng)件分別監(jiān)測對應(yīng)新風入口處、蒸發(fā)器輸出端以及實際設(shè)定環(huán)境中對應(yīng)的溫度ta、tn和濕度ba和bn；
s2：根據(jù)風量平衡、熱平衡、濕平衡以及熱濕比線計算得出從蒸發(fā)器輸出的新風的理論焓值ib和濕度db以及經(jīng)過輔風道以及蒸發(fā)器的氣流流量ga和gb，進而確定風閥的開啟幅度；
s3：第二感應(yīng)件測量得到蒸發(fā)器輸出的新風的實際溫度tb，結(jié)合從蒸發(fā)器輸出的新風的理論焓值ib和濕度db，計算出蒸發(fā)器處理該比例狀態(tài)下的新風的制冷量；
s4：計算實際環(huán)境中的溫度tn與新風出口處的溫度tc之間的溫度差；
s5：判斷tn與tc之間的溫度差，如果溫度差的絕對值小于溫差允許值t，則按照現(xiàn)有參數(shù)繼續(xù)運行，如果溫度差的絕對值大于t，則對應(yīng)調(diào)整風閥、壓縮機或者節(jié)流裝置，使得tn與tc之間的溫度差在t范圍內(nèi)
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
通過設(shè)置在風道中的風閥，控制新風輸入過程中進行除濕和不進行除濕的比例，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便更易實現(xiàn)，以空氣濕度為參數(shù)調(diào)整風閥的開啟大小，通過控制冷媒的蒸發(fā)溫度和新風的流路和風量，調(diào)節(jié)新風輸出參數(shù)，解決新風處理過程中冷熱抵消的問題，達到不降溫除濕的目的；比傳統(tǒng)降溫除濕后還需再熱的方式相比，能夠更節(jié)能，且更舒適。
結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明所提出的不降溫除濕裝置的一種實施例的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2新風完全從輔風道流通的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3新風從輔風道及蒸發(fā)器流通的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是新風完全從蒸發(fā)器流通的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是風閥為折板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是實施例1不降溫除濕控制原理示意圖；
圖7是實施例1不降溫除濕控制流程示意圖；
圖8是實施例2中不降溫除濕控制原理示意圖；
圖9是實施例2中不降溫除濕控制流程示意圖；
圖中，
1、壓縮機；
2、四通閥；
3、冷凝器；
4、節(jié)流裝置；
5、蒸發(fā)器；
6、氣液分離器；
7、新風入口；
8、新風出口；
9、風機；
10、風閥；101、轉(zhuǎn)動軸；102、分隔部；
11、第一感應(yīng)件；
12、第二感應(yīng)件；
13、輔風道。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在上述實施方式的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
如圖1-4所示，實施例的不降溫除濕裝置包括新風機9組，該新風機9組形成有新風入口7以及新風出口8，在新風入口7及新風出口8之間形成風道。
從外界引入的新風通過新風入口7進入到風道中，風道中沿著新風氣流的流動方向依次設(shè)置有風機9、風閥10以及蒸發(fā)器5，風機9的轉(zhuǎn)速可調(diào)，風機9轉(zhuǎn)速可以控制新風風量，新風進入風道之后，在風機9的作用下沿著風道流通，經(jīng)過風閥10的分配后流入蒸發(fā)器5或者蒸發(fā)器5與風道之間的安裝空隙（輔風道13）。
具體而言，所述蒸發(fā)器5與所述風道之間形成輔風道13，從新風入口輸入的新風氣流在從風道流通過程中，在風閥10的作用下，有多種流通方式，風閥10將輔風道13完全封堵的情況下，新風全部進入蒸發(fā)器5內(nèi)，經(jīng)過蒸發(fā)器5除濕后從新風出口輸出；當風閥10將輔風道13部分封堵后，新風部分從輔風道直接輸出到新風出口，另一部分經(jīng)過蒸發(fā)器5輸出；當風閥10將蒸發(fā)器5全部封堵后，新風全部從輔風道13輸出，不經(jīng)過蒸發(fā)器5除濕作用。
所述風閥包括分隔部102，所述分隔部102可移動或轉(zhuǎn)動連接在所述風道內(nèi)，通過分隔部102的隔擋作用，確定從輔風道13以及蒸發(fā)器5的分流比例。
以下提出一種風閥結(jié)構(gòu)的實施例，蒸發(fā)器5位于風道的底部，蒸發(fā)器5與風道的頂部間隔一定距離，形成輔風道13，新風從新風入口7進入風道之后，在風閥10的控制下，可以以一定比例經(jīng)過蒸發(fā)器5輸出到新風出口8或者直接從輔風道13輸送到新風出口8。
風閥10包括轉(zhuǎn)動軸101以及連接在轉(zhuǎn)動軸101上的分隔部102，轉(zhuǎn)動軸101垂直于氣流流通方向，可轉(zhuǎn)動連接在蒸發(fā)器5上，通過分隔部102在轉(zhuǎn)動軸101上的轉(zhuǎn)動角度，將從風機9輸出的新風分隔開來。
風閥結(jié)構(gòu)并不局限于上述實施例，還可以是以下的實現(xiàn)方式：蒸發(fā)器5設(shè)置在風道中，分隔部102為擋板結(jié)構(gòu)，分隔部102通過平移對蒸發(fā)器5的新風輸入量以及輔風道13的新風輸入量進行控制；
如圖5所示，分隔部102除了為擋板結(jié)構(gòu)外，還可以是折板結(jié)構(gòu)，通過折板的打開程度，改變通過蒸發(fā)器5和輔風道13的新風流量。
蒸發(fā)器5通過連接管路連接有壓縮機1、氣液分離器6、第一冷凝器3、第一節(jié)流裝置4以及四通閥2，四通閥2與壓縮機1、氣液分離器6、第一冷凝器3以及蒸發(fā)器5連接。
四通閥2分別將壓縮機1與蒸發(fā)器5連通、第一冷凝器3與氣液分離器6連通，在工作過程中，從壓縮機1輸出的冷媒通過連接管路輸送到蒸發(fā)器5內(nèi)，在蒸發(fā)器5中冷媒蒸發(fā)吸熱，變?yōu)闅鈶B(tài)，氣態(tài)冷媒經(jīng)過第一節(jié)流裝置4、第一冷凝器3以及氣液分離器6輸送回壓縮機1內(nèi)。
以風閥10包括轉(zhuǎn)動軸101以及連接在轉(zhuǎn)動軸101上的分隔部102為例，將新風流通過程進行詳細的說明：
如圖2所示，此狀態(tài)下，分隔部102的端部接觸風道底部，則分隔部102完全將蒸發(fā)器5前端封閉，此狀態(tài)下，新風從風機9輸出之后，完全經(jīng)過輔風道13輸出到新風出口8，新風完全不經(jīng)過除濕處理。
如圖3所示，此狀態(tài)下，分隔部102將新風平均分配到蒸發(fā)器5和輔風道13內(nèi)，新風除濕與未除濕的比例為1:1；隨著分隔部102的轉(zhuǎn)動角度，新風以不同的比例分配。
如圖4所示，此狀態(tài)下，分隔部102端部與風道頂部接觸，完全將輔風道13封堵，新風完全進入到蒸發(fā)器5內(nèi)，達到新風100%除濕。
根據(jù)具體的室內(nèi)環(huán)境需要，可以通過計算得出所需新風除濕與未除濕的混合比例，進而調(diào)節(jié)風閥10的具體開啟角度，此時需要采集新風入口7處、目標調(diào)節(jié)環(huán)境以及經(jīng)過蒸發(fā)器5處理之后這三個位置的新風參數(shù)。
新風入口7處設(shè)置有第一感應(yīng)件11、蒸發(fā)器5的輸出端設(shè)置有第二感應(yīng)件12，目標調(diào)節(jié)環(huán)境中設(shè)置有第三感應(yīng)件。
根據(jù)具體的參數(shù)需求，第一感應(yīng)件11、第二感應(yīng)件12以及第三感應(yīng)件均為溫濕度感應(yīng)器，采集者三處的溫濕度信息，定義未經(jīng)過除濕處理的新風a、經(jīng)過蒸發(fā)器5除濕處理之后的新風b以及混合之后的新風c。
蒸發(fā)器5以及冷凝器3之間還形成有節(jié)流裝置4，用于控制流經(jīng)管道的冷媒量，冷凝器3與壓縮機1之間還形成有氣液分離器6，四通閥2與壓縮機1、氣液分離器6、冷凝器3以及蒸發(fā)器5連接。
四通閥2分別將壓縮機1與蒸發(fā)器5連通、將冷凝器3與氣液分離器6連通，在工作過程中，從壓縮機1輸出的冷媒通過連接管路輸送到蒸發(fā)器5內(nèi)，在蒸發(fā)器5中冷媒蒸發(fā)吸熱，變?yōu)闅鈶B(tài)，氣態(tài)冷媒經(jīng)過節(jié)流裝置4、冷凝器3以及氣液分離器6輸送回壓縮機1內(nèi)。
本申請實現(xiàn)不降溫除濕的實施例1如下：
新風的處理過程如圖6所示，圖6中，橫坐標為濕度，縱坐標為溫度值。
室外新風a分成兩部分，一部分經(jīng)過蒸發(fā)器5處理到b點，一部分不經(jīng)過處理依然保持狀態(tài)a點，然后處理后的狀態(tài)b點的新風與狀態(tài)a點的新風混合成c點，且使c點與n點的絕對濕度相同，然后通過不斷反復調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行狀態(tài)從而改變b點的狀態(tài)最終目的是使c點與n點接近，達到不降溫除濕的目的。
具體如下：
如圖7所示，定義經(jīng)過輔風道13的a點狀態(tài)的新風風量為ga，經(jīng)過蒸發(fā)器5處理的新風風量為gb，從新風機9組輸出的總的風量為gc；
定義經(jīng)過輔風道13的a點狀態(tài)的新風的焓值和絕對濕度分別為ia、da，經(jīng)過蒸發(fā)器5處理的新風的焓值和絕對濕度分別為ib、db，從新風機9組輸出的新風的焓值和絕對濕度分別為ic、dc；待調(diào)節(jié)環(huán)境n中的絕對濕度為dn。
a點絕對濕度da可根據(jù)新風入口7處的第一感應(yīng)件11的檢測溫度和相對濕度確定，同理b點絕對濕度db可根據(jù)新風入口7處的第二感應(yīng)件12的檢測溫度和相對濕度確定,因此da和db是已知的；
不經(jīng)過除濕處理的新風a與經(jīng)過了除霜處理的新風b混合為c，c點的絕對濕度與設(shè)定點的絕對濕度相同。
若以新風的送風濕度為控制目標，也即是混合點c的濕度要和設(shè)定點n的濕度相同，而設(shè)定點n的濕度可以有室內(nèi)側(cè)控制器上的第三感應(yīng)件確定。
則，
按照風量平衡：ga+gb=gc；
總新風量gc可通過風機9轉(zhuǎn)速確定，所以是已知的；
按照濕平衡：gada+gbdb=gcdc，
dc=dn；
已知gc、da、db、dc可以求出ga和gb，進而確定經(jīng)過輔風道13和蒸發(fā)器5的新風流量，從而確定風閥10的開啟大小。
風閥10位置確定之后，通過第三感應(yīng)件監(jiān)測目標環(huán)境中的實際溫度tc和絕對濕度dc，并與目標溫度tn和dn進行比較，當環(huán)境中的︱tc-tn︱小于允許溫度誤差t的時候，則不需要進一步調(diào)整，按照此參數(shù)狀態(tài)運行即可。
當環(huán)境中的︱tc-tn︱大于允許溫度誤差t的時候，調(diào)整壓縮機1的運行頻率或者節(jié)流裝置4的閥開度，使得c點的溫度值向n點靠攏，達到緩慢調(diào)節(jié)的目的。
允許溫度誤差t可以根據(jù)實際的環(huán)境需求來提前設(shè)定，在此并不做特殊限定，控制系統(tǒng)接收第一感應(yīng)件11、第二感應(yīng)件12以及第三感應(yīng)件檢測溫度，并進行相關(guān)程序的運算，并發(fā)送控制信號給壓縮機1、節(jié)流裝置4以及風閥10等，對壓縮機1的頻率和節(jié)流裝置4以及風閥10的開度進行調(diào)整和控制。
如圖8、圖9所示，本申請還提出了另一種不降溫除濕的控制方式，實施例2：
圖8中，橫坐標為濕度，縱坐標為溫度，在新風裝置中，外界的新風a分為兩為兩部分，一部分經(jīng)過蒸發(fā)器5處理到b點，一部分不經(jīng)過處理從輔風道13輸出，此部分的新風依然保持狀態(tài)a點，然后蒸發(fā)器5處理后的狀態(tài)b點的新風與未經(jīng)過處理的處于狀態(tài)a點的新風混合成c點，控制的目標為使混合之后的c點與目標n點重合。
此控制方式的控制目標是根據(jù)風量平衡、熱平衡以及濕平衡計算得到b點的參數(shù)：
具體計算方法如下：
按照風量平衡：ga+gb=gc；
根據(jù)熱平衡：gaia+gbib=gcic
按照濕平衡：gada+gbdb=gcdc，
總新風量gc可通過風機9轉(zhuǎn)速確定，所以是已知的，
且，dc=dn
已知gc、da、db、dc可以求出ga和gb，進而確定經(jīng)過輔風道13和蒸發(fā)器5的新風流量，從而確定風閥10的開啟大小。
a點絕對濕度da可根據(jù)新風入口7處的第一感應(yīng)件11的檢測溫度和相對濕度確定，因此da是已知的；
而設(shè)定點n的濕度可以有室內(nèi)側(cè)控制器上的第三感應(yīng)件確定，因此可根據(jù)設(shè)定溫度和設(shè)定的相對濕度計算出dn。
再根據(jù)熱濕比線算出ib與db的關(guān)系，如下
=
綜上，根據(jù)上面四個公式可以求出b點的焓值ib以及濕度db。
根據(jù)b點的焓值、溫度和絕對溫度，計算a點處理到b點所需要的制冷量，從而控制壓縮機1的運行頻率和節(jié)流裝置4的閥開度。
同樣的，風閥10位置以及壓縮機1頻率、節(jié)流裝置4的閥開度確定之后，通過第三感應(yīng)件監(jiān)測目標環(huán)境中的實際溫度tc和絕對濕度dc，并與目標溫度tn和dn進行比較，當環(huán)境中的︱tc-tn︱小于允許溫度誤差t的時候，則不需要進一步調(diào)整，按照此參數(shù)狀態(tài)運行即可。
當環(huán)境中的︱tc-tn︱大于允許溫度誤差t的時候，調(diào)整壓縮機1的運行頻率或者節(jié)流裝置4的閥開度，使得c點的溫度值向n點靠攏，達到緩慢調(diào)節(jié)的目的。
允許溫度誤差t可以根據(jù)實際的環(huán)境需求來提前設(shè)定，在此并不做特殊限定，控制系統(tǒng)接收第一感應(yīng)件11、第二感應(yīng)件12以及第三感應(yīng)件檢測溫度，并進行相關(guān)程序的運算，并發(fā)送控制信號給壓縮機1、節(jié)流裝置4以及風閥10等，對壓縮機1的頻率和節(jié)流裝置4以及風閥10的開度進行調(diào)整和控制。
本申請通過控制新風的流路分配，來解決傳統(tǒng)除濕新風處理過程中冷凝除濕后還需再熱的問題，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便更易實現(xiàn)，以空氣濕度為參數(shù)調(diào)整風閥10的開啟大小，通過控制冷媒的蒸發(fā)溫度和新風的流路和風量，調(diào)節(jié)新風輸出參數(shù)，解決新風處理過程中冷熱抵消的問題，達到不降溫除濕的目的；比傳統(tǒng)降溫除濕后還需再熱的方式相比，能夠更節(jié)能，且更舒適。
在上述實施方式的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
以上僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。
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