專利名稱：一種節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種節(jié)能高精 度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，公知的高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)是風(fēng)冷直接蒸發(fā)機(jī) 組或水冷式機(jī)組，其構(gòu)造是由蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹 閥、電極式蒸汽加濕器、電熱式加熱器、傳感器及控制器組成。高精 度恒溫恒濕機(jī)組在調(diào)溫調(diào)濕過(guò)程中，是通過(guò)時(shí)間、比例、積分的方式 對(duì)制冷、加熱、加濕、除濕等工作裝態(tài)進(jìn)行控制，使其交替工作，以 實(shí)現(xiàn)溫濕度的動(dòng)態(tài)平衡。就現(xiàn)有的恒溫恒濕機(jī)組在制冷、加熱、加濕、 除濕的工況控制， 一般都采用分級(jí)卸載控制方式，制冷 一個(gè)(壓縮 機(jī))制冷系統(tǒng)為一個(gè)卸載級(jí)別， 一臺(tái)機(jī)組最多做成3個(gè)系統(tǒng)。由于溫 濕度設(shè)置精度高，會(huì)造成壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)啟停特別頻繁，耗能較高，機(jī) 械部件壽命降低，調(diào)節(jié)連續(xù)性較差。
加熱電級(jí)式加熱一般也是做成三組，直接電極加熱能耗巨大。 由于電熱管的加熱控制方式所限，所以當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，雖 然加熱器電源斷開，但此時(shí)加熱管的溫度依然很高，會(huì)造成房間溫度 的慣性沖高。對(duì)房間控制精度造成波動(dòng)。
加濕電極式加濕的控制是水位和電流調(diào)節(jié)，當(dāng)電流超過(guò)標(biāo)定值時(shí)，自動(dòng)排出沸騰熱水然后重新注入冷水再電極加熱至沸騰產(chǎn)出蒸 汽，這樣反復(fù)進(jìn)行，能耗較高且連續(xù)性較差，不利于高精度調(diào)節(jié)。
除濕 一般是通過(guò)關(guān)閉蒸發(fā)面積來(lái)達(dá)到冷凝除濕，即除濕時(shí)要啟 動(dòng)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。這樣又會(huì)對(duì)房間溫度造成沖擊。
根據(jù)此種類型機(jī)組控制原理，精度要求越高的恒溫恒濕機(jī)組其控 制難度越大，且能耗越高，整體部件壽命短。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的為提供一種高精度控制和使用能耗低、解決部 件頻繁動(dòng)作影響機(jī)組整體壽命問(wèn)題的節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室 空調(diào)系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
一種節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)，包括熱回收冷水機(jī) 組，與熱回收冷水機(jī)組連接的風(fēng)機(jī)冷凝器、水力節(jié)能模塊和室內(nèi)機(jī)， 所述熱回收冷水機(jī)組包括壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)連接的冷凍水換熱器和熱 回收換熱器，風(fēng)機(jī)冷凝器與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接；水力 節(jié)能模塊包括熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱，所述熱回收蓄能水箱 上設(shè)有輔助電加熱器，所述輔助電加熱器連接有熱水水箱溫控器，所 述熱回收換熱器通過(guò)設(shè)有熱水循環(huán)泵和閥門的水管與熱回收蓄能水 箱連通，所述冷凍水換熱器通過(guò)設(shè)有冷凍水循環(huán)泵和閥門的水管與冷 水蓄能水箱連通，所述熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱分別連接到室 內(nèi)機(jī)的制冷蒸發(fā)器盤管和制熱蒸發(fā)盤管，所述室內(nèi)機(jī)的制冷蒸發(fā)器盤 管和制熱蒸發(fā)盤管分別與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接。所述室內(nèi)機(jī)通過(guò)0-10V的三通比例調(diào)節(jié)閥對(duì)冷凍水和熱水進(jìn)行 0-100%連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型在高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室的總控制系統(tǒng)上選用時(shí)間、 比例、積分調(diào)節(jié)，對(duì)于制冷、加熱、加濕、除濕采用連續(xù)輸出調(diào)節(jié)控 制。對(duì)于制冷和加熱部分采用熱回收和熱儲(chǔ)存技術(shù)，達(dá)到能源的重復(fù) 利用。
制冷制冷系統(tǒng)采用帶有熱回收功能冷水機(jī)組+室內(nèi)機(jī)冷凍水調(diào)
節(jié)末端，根據(jù)熱交換原理，在制冷機(jī)組制造冷水(7-10°C)的時(shí)候， 其排除的熱量可以回收加熱成熱水(40-50°C)。室內(nèi)機(jī)制冷系統(tǒng)通過(guò) 0—10V的三通比例調(diào)節(jié)閥對(duì)(7-10°C)的冷凍水進(jìn)行0~100%連續(xù) 無(wú)極調(diào)節(jié)。在管路系統(tǒng)中增加了水力模塊(儲(chǔ)能水罐)，使得出回水 溫度更平穩(wěn)，并能起到儲(chǔ)存能量的作用，減少壓縮機(jī)起停次數(shù)。
加熱加熱系統(tǒng)的熱量的主要來(lái)源是通過(guò)室外制冷機(jī)組工作時(shí)回
收的熱能，其回收的熱量應(yīng)大于制冷機(jī)組的制冷量。回收的熱水
(40-50°C)被儲(chǔ)存在水力模塊中，供室內(nèi)機(jī)加熱補(bǔ)償時(shí)使用。在水 力模塊(儲(chǔ)能水罐)中增加一套溫控裝置和2組輔助電加熱，以便在 冬季低溫啟動(dòng)機(jī)組是加熱熱水和對(duì)熱水水溫的輔助加熱。室內(nèi)機(jī)溫度 調(diào)節(jié)是通過(guò)0~10V的三通比例調(diào)節(jié)閥對(duì)(45-50°C)的熱水進(jìn)行 0~100%連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，進(jìn)行房間加熱調(diào)節(jié)。
加濕加濕系統(tǒng)選用電熱式加濕控制，通主電腦板4—20MA信 號(hào)對(duì)加濕器內(nèi)的電加熱管進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，來(lái)控制加濕蒸汽的輸出量。 以達(dá)到對(duì)濕度的連續(xù)調(diào)節(jié)目的除濕除濕是通過(guò)冷凝除濕，通過(guò)0~10￥三通比例閥0—100%調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型技術(shù)的顯著有益效果是，該高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室系 統(tǒng)在經(jīng)過(guò)上述技術(shù)改進(jìn)后，既能提高控制精度、降低綜合能耗，又能 最大限度地延長(zhǎng)了機(jī)組的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本實(shí)用新型的室內(nèi)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
' 圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1、冷凝器及風(fēng)機(jī)；2、熱力膨脹閥；3、熱回收換熱器；4、壓縮 機(jī)；5、冷凍水換熱器；6、熱回收冷水機(jī)組；7、熱水供水管；8、熱 水循環(huán)水泵；9、冷凍水循環(huán)水泵；10、熱回收蓄能水箱；11、輔助 電加熱器；12、輔助電加熱器；13、冷凍水回水水管；14、熱水水箱 溫控器；15、熱水回水管；16、水力節(jié)能模塊；17、冷凍水儲(chǔ)水箱； 18、冷凍水供水管；19、室內(nèi)機(jī)；21、電機(jī)；22、風(fēng)機(jī)；23、電熱加 濕器0-100%; 24、加濕噴桿；25、輔助電加熱；26、熱水盤管0-100%;
27、表冷器0-100%。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作迸一步說(shuō)明。 如圖1和圖2所示， 一種節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)， 包括熱回收冷水機(jī)組，與熱回收冷水機(jī)組連接的風(fēng)機(jī)冷凝器、水力節(jié) 能模塊和室內(nèi)機(jī)，所述熱回收冷水機(jī)組包括壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)連接的冷凍水換熱器和熱回收換熱器，風(fēng)機(jī)冷凝器與冷凍水換熱器和熱回收 換熱器連接；水力節(jié)能模塊包括熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱，所 述熱回收蓄能水箱上設(shè)有輔助電加熱器，所述輔助電加熱器連接有熱 水水箱溫控器，所述熱回收換熱器通過(guò)設(shè)有熱水循環(huán)泵和閥門的水管 與熱回收蓄能水箱連通，所述冷凍水換熱器通過(guò)設(shè)有冷凍水循環(huán)泵和 閥門的水管與冷水蓄能水箱連通，所述熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水 箱分別連接到室內(nèi)機(jī)制冷蒸發(fā)器盤管和制熱蒸發(fā)盤管，所述室內(nèi)機(jī)制 冷蒸發(fā)器盤管和制熱蒸發(fā)盤管分別與冷凍水換熱器和熱回收換熱器
連接，所述室內(nèi)機(jī)通過(guò)o-iov的三通比例調(diào)節(jié)閥對(duì)冷凍水進(jìn)行o-ioon/。
連續(xù)無(wú)級(jí)凋節(jié)。
通過(guò)開啟熱回收冷水機(jī)組6來(lái)制取7-l(TC冷凍水的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生 45-5(TC的熱回收熱水。制出的冷水和熱水分別通過(guò)冷凍水供水管18 和熱水供水管7供應(yīng)給室內(nèi)機(jī)19，分別用作冷源和熱源的供應(yīng)。冷、 熱水經(jīng)過(guò)室內(nèi)機(jī)熱交換后在分別回到水力節(jié)能模塊16的冷水儲(chǔ)能箱 17和熱水儲(chǔ)能水箱10中。已達(dá)到能量的循環(huán)利用。
由于高精度恒溫恒濕系統(tǒng)在調(diào)節(jié)溫度和濕度的過(guò)程中，會(huì)非常頻 繁的用到制冷和加熱的功能，并且制冷和加熱會(huì)在多數(shù)的時(shí)候同時(shí)工 作。根據(jù)能量守恒的原理，當(dāng)回收的熱量大于需要使用的熱量時(shí)，會(huì) 通過(guò)冷凝器及風(fēng)機(jī)1來(lái)排出多余的熱量。當(dāng)遇到冬季低溫天氣，開機(jī) 后需要提升溫度時(shí)，會(huì)通過(guò)輔助加熱器ll、 12和電加熱溫控器14來(lái) 控制熱水溫度來(lái)達(dá)到溫度提升。
由于冷源和熱源是用水作為傳導(dǎo)載體，并且有水力儲(chǔ)能水箱。在輸出控制上運(yùn)用0-10V或4-20MA模擬信號(hào)控制，會(huì)使得輸出控制更 加平穩(wěn)，更能有效地提高控制精度。
對(duì)于制冷、制熱、除濕系統(tǒng)的工作狀況，只受冷水或熱水的回水 水溫變化來(lái)作為控制依據(jù)，即受控制房間溫度高出設(shè)定值很小范圍 時(shí)，機(jī)組首先是打開0-100%冷凍水流量比例調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)。而不是 馬上啟動(dòng)制冷壓縮機(jī)，只有冷凍水水溫高出水溫設(shè)定時(shí)才啟動(dòng)制冷設(shè) 備。
制熱和除濕工況工作啟動(dòng)流程同制冷工況一樣。
加濕系統(tǒng)工作當(dāng)房間傳感器感測(cè)到的濕度值小于設(shè)定濕度值 時(shí)，圖2中電熱式加濕器0-100% (23)會(huì)根據(jù)比例積分控制逐漸加 大加濕量的輸出，當(dāng)濕度接近設(shè)定值時(shí)，加濕器的輸出逐漸縮小。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)，包括熱回收冷水機(jī)組，與熱回收冷水機(jī)組連接的風(fēng)機(jī)冷凝器、水力節(jié)能模塊和室內(nèi)機(jī)，其特征為所述熱回收冷水機(jī)組包括壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)連接的冷凍水換熱器和熱回收換熱器，風(fēng)機(jī)冷凝器與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接；水力節(jié)能模塊包括熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱，所述熱回收蓄能水箱上設(shè)有輔助電加熱器，所述輔助電加熱器連接有熱水水箱溫控器，所述熱回收換熱器通過(guò)設(shè)有熱水循環(huán)泵和閥門的水管與熱回收蓄能水箱連通，所述冷凍水換熱器通過(guò)設(shè)有冷凍水循環(huán)泵和閥門的水管與冷水蓄能水箱連通，所述熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱分別連接到室內(nèi)機(jī)的制冷蒸發(fā)器盤管和制熱蒸發(fā)盤管，所述室內(nèi)機(jī)的制冷蒸發(fā)器盤管和制熱蒸發(fā)盤管分與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系 統(tǒng)，其特征為所述室內(nèi)機(jī)通過(guò)0-10V的三通比例調(diào)節(jié)閥對(duì)冷凍水和 熱水進(jìn)行0-100%連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種節(jié)能型高精度恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)，包括熱回收冷水機(jī)組，與熱回收冷水機(jī)組連接的風(fēng)機(jī)冷凝器、水力節(jié)能模塊和室內(nèi)機(jī)，所述熱回收冷水機(jī)組包括壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)連接的冷凍水換熱器和熱回收換熱器，風(fēng)機(jī)冷凝器與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接；水力節(jié)能模塊包括熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱，所述熱回收蓄能水箱上設(shè)有輔助電加熱器，所述輔助電加熱器連接有熱水水箱溫控器，所述熱回收換熱器通過(guò)設(shè)有熱水循環(huán)泵和閥門的水管與熱回收蓄能水箱連通，所述冷凍水換熱器通過(guò)設(shè)有冷凍水循環(huán)泵和閥門的水管與冷水蓄能水箱連通，所述熱回收蓄能水箱和冷水蓄能水箱分別連接到室內(nèi)機(jī)，所述室內(nèi)機(jī)分別與冷凍水換熱器和熱回收換熱器連接。該空調(diào)系統(tǒng)能提高控制精度、降低綜合能耗以及延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)F24F3/08GK201396865SQ20092007235
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者陳致彬 申請(qǐng)人:上海安本電子科技有限公司