一种节能型冷冻深度除湿空气处理方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于制冷与空调技术领域，涉及一种将内外复合式气液两相流热管冷量回收节能技术、内外复合式热泵节能技术、多级复合式冷冻深度除湿技术等有机结合而形成的空气处理装置，特别是一种高效节能型冷冻深度除湿空气处理方法。
【背景技术】
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[0002]目前，制药、电子、纺织等行业的许多生产过程中一年四季都必须有低湿的工艺性空调环境，而在夏季实现低湿的空气处理过程往往需要消耗大量的能源；对流干燥(也称气流干燥)是工农业生产过程中应用最为广泛的一种干燥方式，要实现对流干燥，必须有低湿度干燥气源，而提供该低湿气源往往也需要消耗大量的能源。现有实现空气除湿的处理方法主要包括冷冻除湿法和转轮除湿法两种方案，通常采用的冷冻除湿法是利用7-12°C的冷冻水作冷媒来冷却被处理的空气，可达到的机器露点温度一般在14°C以上，但是无法满足低温、低湿的空气处理要求；转轮除湿法尽管能达到很低的机器露点温度，能够满足低湿的空气处理要求，但处理过程能耗十分巨大。
[0003]为实现对空气较为彻底的除湿，同时降低除湿过程能耗，近几十年来，人们采用了直膨式冷冻除湿方法，如各类小型冷冻除湿机、小型冷冻调温调湿机等，使冷冻除湿法处理空气所能达到的机器露点温度由14°C以上降低为10°C以上，除湿深度有所提高，但仍不能满足许多生产过程的机器露点温度要求。本申请人提出的专利号为ZL2012102908855.4的发明专利公开了一种节能式调温调湿空气处理方法，通过将内外复合式两相流热管冷量回收利用技术、并联复合式压缩制冷技术、内外复合式热泵节能技术等有机结合，所构成的空调系统的能耗仅为利用转笼除湿方法空调系统的1/5-1/3，而其使机器露点温度能够长期稳定地控制在4°C，具有显著的节能效果，能够满足一般工业系统要求的机器露点温度要求，但该技术不能满足许多特殊生产过程要求的机器露点温度低于4°C，有时甚至要求低到-25 °C的情形。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种节能型冷冻深度除湿的空气处理方法，解决现有技术中低湿空气处理过程能耗巨大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明在节能型冷冻深度除湿空气处理装置中实现，其具体过程是:在风机的作用下，待处理的空气从空气预处理段中流出并进入调温调湿段，在调温调湿段内，被处理的空气先被内外复合式两相流热管冷量回收利用子系统中的热管冷量回收用蒸发器组冷却降温，然后再被预制冷用换热器子系统的预制冷用换热器组进一步冷却，接着被内外复合式热泵循环子系统的热泵循环用蒸发器组进一步冷却，此时，空气温度不低于4°C，达到第I露点温度；达到第I露点温度的空气经前挡水板去除液态水滴后，再经过多级复合式冷冻除湿制冷循环子系统的2-10个冷冻除湿制冷循环用蒸发器进行深度冷却，被处理的空气最终达到第2露点温度，最低达-25°C，随后，空气经后挡水板去除空气中夹带的液态水滴后依次流经多级复合式冷冻除湿制冷循环子系统的2-10个冷冻除湿制冷循环用冷凝器进行加热，空气温度从第2露点温度加热到4-12°C后，空气进入两相流冷量回收利用冷凝器组被进一步加热到12-20?，最后进入热泵循环子系统的热泵循环用冷凝器组进一步加热，空气达到设定的供风温度后进入空气后处理段，完成空气的调温调湿处理过程；其中，中央控制子系统通过调节预制冷用换热器子系统与热泵循环子系统的制冷能力控制第I露点温度，达到降温和初步除湿的目标；中央控制子系统通过调节多级复合式冷冻除湿制冷循环子系统的制冷能力控制第2露点温度，达到深度除湿和准确控制相对湿度的目标；再通过调节热泵循环子系统中对外排热量的大小及无排热热泵循环子系统的工作台数控制出风温度，达到调温的目标。
[0006]本发明所述节能型冷冻深度除湿空气处理装置的主体结构包括内外复合式气液两相流热管冷量回收、预制冷用换热器、内外复合式热泵循环、多级复合式冷冻除湿制冷循环和中央控制五个子系统，内外复合式气液两相流热管冷量回收子系统包括热管冷量回收用蒸发器组和热管冷量回收用冷凝器组，热管冷量回收用蒸发器组的两端分别与调温调湿段和预制冷用换热器组连通，调温调湿段的前端与空气预处理段连通；预制冷用换热器子系统包括预制冷用换热器组、预制冷用换热器内外连接管和预制冷用换热器的室外机组；预制冷用换热器组的上端通过预制冷用换热器内外连接管与预制冷用换热器的室外机组连通；内外复合式热泵循环子系统包括热泵循环用蒸发器组和热泵循环用冷凝器组；热泵循环用蒸发器组的前端与预制冷用换热器组连通，后端设有前挡水板，前挡水板后端设有第I露点温度传感器，第I露点温度传感器通过第I露点温度传感器信号线与中央控制器电信息连接；多级复合式冷冻除湿制冷循环子系统由2-10个冷冻除湿制冷循环按照串、并联复合的结构形式布置构成，2-10个冷冻除湿制冷循环的结构与大小完全相同，按气流流动方向，2-10个冷冻除湿制冷循环蒸发器采用并联方式布置，2-10个冷冻除湿制冷循环冷凝器采用串联方式布置，每个冷冻除湿制冷循环均包括冷冻除湿制冷循环蒸发器供液管、冷冻除湿制冷循环化霜电磁阀、冷冻除湿制冷循环节流阀、冷冻除湿制冷循环化霜蒸汽管、冷冻除湿制冷循环干燥过滤器、冷冻除湿制冷循环储液罐、回液管、冷冻除湿制冷循环回气温度传感器、冷冻除湿制冷循环蒸发器用接水盘、冷冻除湿制冷循环回气管、冷冻除湿制冷循环压缩机、冷冻除湿制冷循环排气母管电磁阀、冷冻除湿制冷循环排气母管、冷冻除湿制冷循环用蒸发器和冷冻除湿制冷循环用冷凝器，冷冻除湿制冷循环用蒸发器的后侧设有冷冻除湿制冷循环冷凝器后调节风阀，冷冻除湿制冷循环用蒸发器的下端设有冷冻除湿制冷循环蒸发器用接水盘，冷冻除湿制冷循环用蒸发器分别通过冷冻除湿制冷循环蒸发器供液管、冷冻除湿制冷循环化霜蒸汽管、回液管、冷冻除湿制冷循环回气管和冷冻除湿制冷循环排气母管与冷冻除湿制冷循环用冷凝器管道联通，冷冻除湿制冷循环压缩机通过冷冻除湿制冷循环回气管从冷冻除湿制冷循环用蒸发器中吸入低压蒸汽，冷冻除湿制冷循环压缩机的排气送入冷冻除湿制冷循环化霜蒸汽管和冷冻除湿制冷循环排气母管，冷冻除湿制冷循环蒸发器供液管和回液管串接联通，冷冻除湿制冷循环蒸发器供液管和回液管之间从前向后依次设有冷冻除湿制冷循环节流阀、冷冻除湿制冷循环干燥过滤器和冷冻除湿制冷循环储液罐，冷冻除湿制冷循环化霜蒸汽管上设有冷冻除湿制冷循环化霜电磁阀，冷冻除湿制冷循环回气管和冷冻除湿制冷循环排气母管之间的管路上依次设有冷冻除湿制冷循环回气温度传感器、冷冻除湿制冷循环压缩机和冷冻除湿制冷循环排气母管电磁阀；第一个冷冻除湿制冷循环用冷凝器的前端设有后挡水板，后挡水板和第一个冷冻除湿制冷循环用冷凝器之间设有第2露点温度传感器；最后一个冷冻除湿制冷循环用冷凝器的后侧依次设有热管冷量回收用冷凝器组、热泵循环用冷凝器组、风机和空气后处理段，空气后处理段内设置有出风口温湿度传感器和出风口风速风量传感器；中央控制子系统包括中央控制器、冷冻除湿制冷循环化霜电磁阀控制线、冷冻除湿制冷循环回气温度传感器信号线、第I露点温度传感器信号线、冷冻除湿制冷循环蒸发器后调节风阀控制线、冷冻除湿制冷循环压缩机控制线、冷冻除湿制冷循环排气母管电磁阀控制线、第2露点温度传感器信号线、风机风量调节控制线、出风口温湿度传感器信号线和出风口风速风量传感器信号线，冻除湿制冷循环化霜电磁阀、冷冻除湿制冷循环回气温度传感器、第I露点温度传感器、冷冻除湿制冷循环蒸发器后调节风阀、冷冻除湿制冷循环压缩机、冷冻除湿制冷循环排气母管电磁阀、第2露点温度传感器、风机、出风口温湿度传感器和出风口风速风量传感器分别通过冷冻除湿制冷循环化霜电磁阀控制线、冷冻除湿制冷循环回气温度传感器信号线、第I露点温度传感器信号线、冷冻除湿制冷循环蒸发器后调节风阀控制