高精度节能型恒温恒湿空调机及其控制方法技术

一种高精度节能型恒温恒湿空调机及其控制方法，所述空调机包括空调机壳体内的压缩机，以及设置于出风口上的送风机、电加湿器、电加热器和温湿度传感器，压缩机的排气管上连接有控温调湿部件；控温调湿部件包括依次相连的再热电磁阀、Ｍ个冷凝面积不相同的再热冷凝器、制冷电磁阀和Ｎ个换热面积相同的蒸发器构成。Ｍ和Ｎ的数目为１－１０个；再热电磁阀的数目等于Ｍ＋１个，制冷电磁阀的数目等于Ｎ－１个。本发明专利技术通过增设再热冷凝器和蒸发器，回收系统冷凝热，降低了机组的废热排放，具有节能和环保双重作用，并且可进一步提高压缩机组的季节能效比。通过切换再热冷凝器以及旁通管路的再热电磁阀，再配以电加热器和电加湿器的高精度补偿调节，整机可获得高精度的温湿度控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空调机，特别是一种高精度节能型恒温恒湿空调机及其控制方 法。
技术介绍
目前，恒温恒湿空调机广泛适用于烟草、医院、食品加工、印刷厂、机房仓库等对温 度和湿度有较高要求的场所。现有技术中的恒温恒湿空调机是采用制冷系统进行过度的 降温除湿后，再利用电加热进行再热升温以抵消过大的制冷量，利用加湿器进行湿度补偿 以抵消过大的除湿量，尽量避免压缩机停机以维持对空间温湿度精确控制的高耗能运行模 式。中国专利文献号CN2632546Y于2004年8月11日公开了一种恒温恒湿空调机组， 其特征在于包括机箱、压缩机、蒸发器、冷凝器、蒸发风机、冷凝风机，所述机箱分为两个相 互隔离的空间，蒸发器和蒸发风机位于一个机箱空间内，冷凝器和冷凝风机位于另一个机 箱空间内，压缩机位于机箱内，分别与蒸发器及冷凝器相连接。据称，其可以同时实现降温 除湿、升温除湿、室内通风等作用模式，功能多样，适用性较好，而且具有结构简单、合理，安 装、清洗与维修比较方便的优点。但是，该结构运行时向大气环境排放大量的冷凝热，这些 热量的散发又使周围环境温度升高，造成严重的环境热污染。并且其存在温度和湿度的控 制精度较低。因此，有必要作进一步改进和完善。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种结构简单合理、易于生产、制作成本低、高效节能的高 精度节能型恒温恒湿机及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种高精度节能型恒温恒湿空调机，包括空调机壳体内的压缩 机，和设置于出风口上的送风机、电加湿器、电加热器和温湿度传感器，其结构特征是压缩 机的排气管上连接有控温调湿部件；所述控温调湿部件包括依次相连的再热电磁阀、M个 冷凝面积不相同的再热冷凝器、制冷电磁阀和N个换热面积相同的蒸发器构成。所述M和N的数目为1-10个；再热电磁阀的数目等于M+1个，制冷电磁阀的数目 等于N-I个。所述再热冷凝器连接有一根与之并联设置的旁通管路，再热冷凝器的进口管以及 旁通管路与再热电磁阀的一端相连接，再热电磁阀的另一端与压缩机的排气管相连。所述再热冷凝器的出口管以及旁通管路连接有过冷冷凝器，过冷冷凝器的进口管 与再热冷凝器之间设有单向阀。所述过冷冷凝器的出口管上设有膨胀阀，且与膨胀阀的进口管相连接；过冷冷凝 器为风冷式冷凝器或者水冷式冷凝器，其放置于室内或者室外。所述膨胀阀的出口管与制冷电磁阀相连接，膨胀阀为热力式膨胀阀或者电子式膨 胀阀。所述制冷电磁阀与蒸发器的进口管相连，蒸发器的出口管与压缩机之间设有汽液 分离器，汽液分离器的进口管、出口管分别与蒸发器的出口管以及压缩机的吸气管相连接； 压缩机为定容量式压缩机、可变容量式压缩机、定频式压缩机或变频式压缩机。所述压缩机、再热电磁阀、膨胀阀、制冷电磁阀、电加热器、电加湿器、送风机和温 湿度传感器分别与空调机上的主控制器电连接。 一种高精度节能型恒温恒湿空调机的控制方法，再热电磁阀的控制步骤为1) 根据受控环境通过温湿度传感器的信号反馈，与温度设定值进行检测，并进行执行下一步 骤；2)当环境温度值低于温度设定值，或者不断下降并趋近于温度设定值，旁通管路 上的再热电磁阀处于开启状态，而与每个再热冷凝器连接的再热电磁阀，则启动其中冷凝 面积最小的一个再热冷凝器上的再热电磁阀，如果当时冷凝面积最小的一个再热冷凝器上 的再热电磁阀处于开启状态，则启动冷凝面积稍大一个的再热冷凝器上的再热电磁阀；当 所有再热电磁阀，包括与再热冷凝器及旁通管路相连接的再热电磁阀均开启，温度仍然没 有达到设定值，则关闭与旁通管路相连接的再热电磁阀，使得回收的冷凝再热量达到最大， 并进行执行下一步骤；3)当再热冷凝器相连接的再热电磁阀均开启、与旁通管路相连接的再热电磁阀 关闭的状态下，且环境温度值仍然低于温度设定值，或者不断下降并趋近于温度设定值，电 加热器开始投入使用，根据PID判断，按比例逐步加载投入或减载投入，并进行执行下一步 骤；4)当环境温度值高于温度设定值，或者不断上升并趋近于温度设定值，再热电磁 阀则按上述相反的顺序动作先打开与旁通管路相连接的再热电磁阀，再根据PID判断，按 冷凝面积从大到小的顺序，逐步关闭每个再热冷凝器，直到冷凝面积最小的一个再热冷凝 器上的再热电磁阀为止，此时没有回收冷凝热。所述高精度节能型恒温恒湿空调机的控制方法，制冷电磁阀的控制步骤为1) 根据受控环境通过温湿度传感器的信号反馈，与温度设定值进行检测，并进行执行下一步 骤；2)当环境湿度值高于湿度设定值，或者不断上升并趋近于湿度设定值，且其上升 速率大于某个PID值时如果当时全部的制冷电磁阀都处于开启状态，则关闭第一个蒸发 器相连接的制冷电磁阀；如果当时只有第一个蒸发器的制冷电磁阀关闭，则关闭第二个蒸 发器的制冷电磁阀；如此类推，直到所有制冷电磁阀都关闭，并进行执行下一步骤；3)当环境湿度值低于湿度设定值，或者不断下降并趋近于湿度设定值，且其下降 速率大于某个PID值时，制冷电磁阀则按上述相反的顺序动作如果当时全部的制冷电磁 阀都处于关闭状态，则开启第一个蒸发器相连接的制冷电磁阀；如果当时只有第二个蒸发 器的制冷电磁阀开启，则开启第二个蒸发器的制冷电磁阀；如此类推，直到所有制冷电磁阀 都开启。本专利技术与现有技术相比具有以下有益之处1、通过增设冷凝面积不相同的再热冷凝器回收系统冷凝热，利用原本废弃的部分 和全部冷凝热量作为再热能源，不但减少了电加热器再热补偿量的节能运行，而且降低了 机组的废热排放，具有节能和环保双重作用。2、通过增设换热面积相同的蒸发器，使得机组制冷量和环境热负荷更匹配，故实际运行更节能，可进一步提高压缩机组的季节能效比。3、通过切换再热冷凝器以及旁通管路的再热电磁阀，从而获得不同的再热量调节 级数，再配以电加热器和电加湿器的高精度补偿调节，整机可以获得非常高精度的温湿度 控制。附图说明图1为本专利技术一实施例的工作原理示意图。图中1为压缩机，2为再热电磁阀，3为再热冷凝器，a为再热冷凝器的进口管，b 为再热冷凝器的出口管，4为单向阀，5为过冷冷凝器，6为膨胀阀，7为蒸发器，71为第一个 蒸发器，72为第二个蒸发器，c为蒸发器的进口管，d为蒸发器的出口管，8为汽液分离器，9 为电加热器，10为电加湿器，11为送风机，12为制冷电磁阀，121为第一个制冷电磁阀，122 为第二个制冷电磁阀，13为主控制器，14为温湿度传感器，15为旁通管路。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本高精度节能型恒温恒湿空调机，包括空调机壳体内的压缩机1，和设 置于出风口上的送风机11、电加湿器10、电加热器9和温湿度传感器14。压缩机1的排气 管上连接有控温调湿部件。控温调湿部件包括依次相连的再热电磁阀2、M个冷凝面积不相 同的再热冷凝器3、制冷电磁阀12和N个换热面积相同的蒸发器7构成。所述压缩机1、再 热电磁阀2、制冷电磁阀12、电加热器9、膨胀阀6、电加湿器10、送风机11和温湿度传感器 14分别与空调机上的主控制器13电连接。压缩机1为可变容量式压缩机、也可以是变频式 压缩机。再热冷凝器3连接有一根与之并联设置的旁通管路15，用于增加再热量调节级 数，亦即扩大冷凝再热量的调节范围。附图中再热冷凝器3的数目为两个，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度节能型恒温恒湿空调机，包括空调机壳体内的压缩机（１），以及设置于出风口上的送风机（１１）、电加湿器（１０）、电加热器（９）和温湿度传感器，其特征是压缩机的排气管上连接有控温调湿部件；所述控温调湿部件包括依次相连的再热电磁阀（２）、Ｍ个冷凝面积不相同的再热冷凝器（３）、制冷电磁阀（１２）和Ｎ个换热面积相同的蒸发器（７）构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏华，刘文彬，原志锋，王亮添，
申请(专利权)人：广东申菱空调设备有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]