一种变频直膨冷热回收空调系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调设备，具体涉及有一种变频直膨冷热回收空调系统及其控制方法。

背景技术：

1、基于当前工业化进程的速度加快，我国节能减排工作刻不容缓。

2、高精度恒温恒湿工业领域，一般使用直膨式恒温恒湿空调机组进行气流组织控制。而恒温恒湿空调机组一般要一直开启制冷或制热模式，而在某些相对比较干燥的地区对于加湿需求很大。针对直膨式恒温恒湿空调机组，由于冷凝除湿原理使得机组本身温度和湿度降低到露点温度进行除湿，这时候就要电再热进行温度补偿，电加湿进行湿度补偿。机组一般配备电预热段、过滤段、直膨式段、电再热段、加湿段、风机段，其中直膨段中氟盘管与空气换热蒸发会产生高温冷凝水，加湿段中电极加湿器因大负荷加湿需求会持续产生中温排水。一般情况下这两类中温、低温余热会直接排掉。

3、如申请号为cn207527749u的专利，公开了一种带热回收的全新风恒温恒湿空调系统，包括全新风恒温恒湿空调机组、带热回收的冷水机组、热水加热设备、热回收水箱、冷冻水循环水泵、热水循环水泵、热回收循环水泵、冷冻水供回水管路、热水供回水管路、热回收循环管路。带热回收装置的冷水机组，在夏季和春秋过渡季节运行制冷时，可以将热回收装置产生的热水供给全新风恒温恒湿空调机组再热盘管需要的热水，不消耗任何的能耗，有效实现了热量转移，把热量从不需要的地方转移到需要的地方，并减少了热能消耗和相应温室气体排放，对于环境保护和空调可持续发展非常有利。

4、如申请号为cn201652636u的专利，公开了一种一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，由新风进风段、过滤段、除湿段、加湿段、混合段、风机段、表冷段、加热段、送风段组合而成；该机组的空气温度和湿度的调节是分开进行的，其中用于调节湿度的除湿段和加湿段安装在混合段前面，用于调节空气温度，在干工况下运行的表冷段和加热段安装在混合段后面；所述的除湿段中设置有两级冷却盘管，第一级冷冻水盘管，第二级为直接蒸发式盘管，直接蒸发式盘管与压缩机、冷凝器、节流机构组成制冷回路；在表冷段的前面安装有旁通段，与旁通段并联有热回收段，所述的冷凝器安装在热回收段里。本实用新型节能效果显著，能满足不同场所恒温恒湿空调的使用要求。

5、如申请号为cn213020209u的专利，公开了一种带热回收的全新风恒温恒湿空调系统，包括设备外壳，所述设备外壳内腔的左侧活动安装有连接架，所述连接架的内腔固定安装有过滤网。该带热回收的全新风恒温恒湿空调系统，通过进水管对循环水管注水，通过吸热管使左右两侧的循环水管充满水，启动送风机使设备运转，气流首先通过过滤网进行过滤，接着通过预热盘进行恒温预热，加热后的气流通过加湿器进行加湿处理，使气流达到恒温恒湿效果，所产生的热量会吸收在循环水管以及吸热管上，在低温气流流入设备外壳内并通过循环水管时，循环水管的热量就会对其预热，使设备达到热回收效果，使得设备更加节能。

6、以上专利存在的问题是：直膨式热回收机组并未考虑其加湿器工作产生的中温热水和机组本身产生的冷凝水进行回收利用。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种变频直膨冷热回收空调系统及其控制方法，能够支持回收并协调机组排放的冷凝水、中温水去向，使冷凝水或者中温水辅助机组新风降温或者再热，节约机组运行成本。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种变频直膨冷热回收机组，包括变频直膨冷热回收机组、水蓄热器以及电极加湿器；

3、所述变频直膨冷热回收机组包括依次设置的进风段、直膨段、热回收段、加湿段和送风段；所述电极加热器连接有电加热棒，所述电加热棒设置于所述加湿段内；所述直膨段内设有直膨式换热盘管，所述直膨式换热盘管连接有第一排水管，所述电极加湿器上连接有第二排水管，所述第一排水管与第二排水管均连通至所述水蓄热器；

4、所述热回收段内设置有热回收盘管，所述热回收盘管与所述水蓄热器之间连接有冷热输水管；

5、所述送风段内设置有温湿度传感器；

6、所述第一排水管、第二排水管以及所述冷热输水管上分别设置有电磁阀。

7、进一步地，所述变频直膨冷热回收机组还包括设于所述进风段与所述直膨段之间的过滤段，以及设于所述直膨段与热回收段之间的再热段，所述再热段内设置有电再热器，所述送风段内设置有内风机。

8、进一步地，所述水蓄热器上设置有排水口。

9、进一步地，所述冷热输水管数量为两根，且至少有一根所述冷热输水管连接在水蓄热器靠近底部的位置。

10、进一步地，所述第一排水管与所述第二排水管通过三通接口连接在同一个管道后与所述水蓄热器连接。

11、进一步地，变频直膨冷热回收机组的控制方法，包括以下步骤：

12、步骤a,变频直膨冷热回收机组运行时，通过所述温湿度传感器实时监测全新风机组的送风温度、相对湿度；

13、步骤b,通过所述温湿度传感器实时反馈的数据，判断温度差值△t的绝对值是否小于预设温度，△t=t实时-t设定，t实时为所述温湿度传感器实时反馈的新风机组的送风温度，t设定为设定的新风温度，若|△t|＜预设温度，则继续执行步骤a，若|△t|≥预设温度，则执行下一个步骤；

14、步骤c,判断所述内风机的启动时间是否超过设定时间，若未超过，则则继续执行步骤b若超过，则根据所述温度差值所处的预设范围，执行相应预设范围对应的控制操作。

15、进一步地，变频直膨冷热回收机组的控制方法，所述温度差值△t所处的预设范围包括；

16、预设范围a，预设温度＜|△t|＜1.5℃；

17、预设范围b，△t≤-1.5℃；

18、预设范围c，△t≥1.5℃。

19、进一步的，变频直膨冷热回收机组的控制方法，所述根据所述温度差值所处的预设范围，执行相应预设范围对应的控制操作，包括：

20、若所述温度差值在所述预设范围a内,则执行以下步骤，

21、步骤d,判断温度变化趋势y是否小于0，y=△t2-△t1，△t2与△t1分别表示两个时间点的温度差值△t，△t2所在时间点在△t1所在时间点之后，△t2与△t1的时间间隔自定义设置；

22、步骤d-1，若y＜0，则控制所述电再热器的再热输出量增加百分率r，此时qout1=qout（1+r），qout1表示所述电再热器的实时再热输出量，qout表示所述电再热器在步骤a中变频直膨冷热回收机组运行时的再热输出量；

23、步骤d-11，判断机组相对湿度偏差△hout是否大于等于预设湿度偏差，h实时为所述温湿度传感器实时反馈的新风相对湿度，h设定为设定的新风相对湿度，若△hout≥预设湿度偏差，则控制所述电再热器的再热输出量增加j，此时qout1=qout（1+j），并控制所述第一排水管上设置的电磁阀a关闭，所述第二排水管上设置的电磁阀b和所述冷热输水管上设置的电磁阀c打开；若△hout＜预设湿度偏差，则控制电再热器的再热输出量增加百分率r，此时qout1=qout（1+r），并控制所述电磁阀a和所述电磁阀c打开，关闭所述电磁阀b；

24、步骤d-2，若y≥0，则控制所述电再热器的再热输出量减少百分率r，此时qout1=qout（1-r）；

25、步骤d-21，判断机组△hout是否大于等于预设湿度偏差，若△hout≥预设湿度偏差，则控制所述电再热器的再热输出量减少百分率j，此时qout1=qout（1-j），并将所述电磁阀a、电磁阀b和所述电磁阀c打开，若相对湿度偏差△hout＜预设湿度偏差，则控制所述电磁阀a和所述电磁阀c打开，关闭所述电磁阀b。

26、进一步的，变频直膨冷热回收机组的控制方法，所述根据所述温度差值所处的预设范围，执行相应预设范围对应的控制操作，还包括：若温度差值在所述预设范围b内，则执行以下步骤，

27、步骤e,控制所述电再热器的再热输出量增加百分率r，此时qout1=qout（1+r），并执行步骤d-11的内容。

28、进一步的，变频直膨冷热回收机组的控制方法，所述根据所述温度差值所处的预设范围，执行相应预设范围对应的控制操作，还包括：若温度差值在所述预设范围c内,则执行以下步骤，

29、步骤f,控制所述电再热器的再热输出量减少百分率r，此时qout1=qout（1-r），并执行步骤d-21的内容。

30、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明的有益效果：

31、（1）、通过回收利用机组运行产生的冷凝水、中温水，将供给侧（电极加湿器排水动作、冷凝水动作）与需求侧（电再热器动作、水蓄热器动作）进行了耦合控制，利用供给侧处电极加湿器产生的中温排水（100℃左右）对需求侧新风进行二次再热处理，以及利用机组运行过程产生的冷凝水（15℃左右）对新风进行二次再冷处理；利用了加湿器段中温排水余热进行再热，利用了低温冷凝水进行再冷，高低温余热合理利用，节约了机组大量的运行成本；

32、（2）、机组新风的温度略低于设定温度时候，此时采用加湿器工作过程中产生的中温排水（100℃左右）对使新风升温，当新风的温度远低于设定温度时，此时再开启再热段中的电再热器，与加湿器排出的中温排水共同作用，使新风温度快速达到设定温度；

33、（3）、水蓄热器中存储的冷凝水和/或中温排水超出水蓄热器容量或者自然冷却/升温无法回收利用时，可以通过水蓄热器上的排水口集中排放；

34、（4）、通过温湿度传感器实施反馈的数据，依据温度差值所处的范围，变换机组的控制操作，增加中温排水余热再热、低温冷凝水再冷辅助新风升温/降温的精准度。依据相对湿度偏差所处的范围，增加或减少电再热器的再热输出量输出幅度，以准确调控新风湿度。