一种空调及一种除湿方法与流程

本发明属于制冷
技术领域：
，尤其是一种空调及该空调的除湿方法。
背景技术：
：当前，地铁、轻轨等轨道车辆具有较大的运载量，早晚高峰期，车厢内乘客密度可达到6-9人/㎡，为了保证车内乘客的供氧量，轨道车辆内一般有1/3的通风量为新风，同时人体散热中有一半以上为潜热负荷，导致轨道车辆空调机组在制冷季时，用于除湿的潜热负荷占到空调制冷总热负荷的一半以上，但实际上，当前轨道车辆一般未设置独立除湿功能，除湿仅做为制冷时的附属功能，除湿效果并不理想，特别是当外部空气湿度较高时，会造成车内相对湿度可达70％左右，在南方的梅雨季节时甚至会达到80％以上。较大的相对湿度会对乘客产生憋闷感，同时会造成车内细菌和病毒的繁殖，因此在制冷季降低车内相对湿度迫在眉睫。同样的，普通家用空调或是写字楼等场所使用的商用空调也存在同样的问题，现有的产品及除湿方法无法满足有效除湿的需求。技术实现要素：本发明主要目的在于解决上述问题和不足，首先提供了一种可根据相对湿度及环境温度进行有效除湿的空调，并进一步提供一种除湿方法，通过控制流经过冷回热器的制冷剂流量实现过冷除湿效果和除湿量的调节，实现制冷和除湿的双重效果。为实现上述目的，本发明首先提供了一种空调，其技术方案是：一种空调，包括通过管路连接成回路的压缩机、四通阀、蒸发器、膨胀阀、电磁阀、冷凝器以及控制空调运行的控制器，所述电磁阀包括可分别控制开启状态的主电磁阀和一个或多个并联设置的过冷电磁阀，所述过冷电磁阀的出口与过冷回热器的入口连接，所述过冷回热器的出口与所述膨胀阀的进口连接，所述控制器根据实时接收的温、湿度数据与预设值的比较结果，控制各所述过冷电磁阀及主电磁阀的工作状态，实现单独制冷、制冷加过冷除湿的操作，并通过控制过冷电磁阀开启数量进行除湿量的调整。进一步的，所述过冷电磁阀通过过冷连接管与所述冷凝器连接，所述主电磁阀通过主连接管与所述冷凝器连接，所述过冷连接管的管径小于所述主连接管的管径。进一步的，各所述过冷电磁阀的口径小于所述主电磁阀。本发明进一步提供了一种除湿方法，采用如下技术手段：一种除湿方法，采用如前文所述的一种空调，制冷模式下，制冷剂在压缩机的作用下，经四通阀进入冷凝器换热，控制器根据实时接收的温、湿度数据与预设值的比较结果，选择相应的控制程序，控制主电磁阀、过冷电磁阀的工作状态及过冷电磁阀的开启数量，制冷剂经主电磁阀或过冷电磁阀及与其连接的过冷回热器后，再经膨胀阀、蒸发器实现制冷，最后回流到压缩机，完成制冷或制冷加过冷除湿过程，控制器控制过冷电磁阀的开启数量，控制过冷除湿量。进一步的，当环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，且相对湿度rh<a*tim+b时，过冷电磁阀开启数量为1个，其中tim为环境实时温度，t1和t2为控制器预设的温度限值，rh为环境相对湿度，a、b为公式系数，经验值，常数。进一步的，当环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，且相对湿度rh<c*tim+d时，过冷电磁阀开启数量为1个，其中tim为环境实时温度，t1和t2为控制器预设的温度限值，rh为环境相对湿度，c、d为公式系数，经验值，常数，c*tim+d≤a*tim+b。进一步的，当环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，相对湿度处于c*tim+d≤rh≤a*tim+b范围内时，主电磁阀关闭，过冷电磁阀开启数量通过公式n＝n*0.1*(rh-(c*tim+d)-toe/tim-2))计算取得，其中tim为环境实时温度，t1和t2为控制器预设的温度限值，rh为环境相对湿度，a、b、c、d为公式系数，经验值，常数，n为计算得来的过冷电磁阀开启数量，整数，计算得到数据向上取整，n为过冷电磁阀总数，toe为实时冷凝温度。进一步的，当环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，且相对湿度rh≥a*tim+b时，过冷电磁阀全部开启，主电磁阀关闭。进一步的，当环境温度非处于t1≤tim≤t2范围内时，各过冷电磁阀关闭，主电磁阀开启，其中tim为环境实时温度，t1和t2为控制器预设的温度限值。进一步的，控制器定时接收室内温度和相对湿度的实时信号与预设值进行比较，当接收到下次温度信号值时，当∣timi-timi+1∣>1℃时，重新将tim与相对湿度实时值与预设值进行比较判断，确定过冷电磁阀的开启状态及开启数量，当∣timi-timi+1∣≤1℃时，维持上次的开启状态。综上所述，本发明提供的一种空调及一种除湿方法，通过设置过冷回热器，相当于将蒸发器分为两部分，制冷模式下，利用过冷回热器将流经蒸发器后湿度较大的空气进行升温，使空气内的水汽凝结，从而降低送风相对湿度；同时，该过冷换热器作为蒸发器的一部分，可将冷凝后的制冷剂进行进一步过冷，以提高蒸发器冷量的输出，根据能量守恒原理，该过冷回热器不会对空调机组最终的制冷量输出产生影响，但可以提高空调机组的除湿量来降低室内相对湿度，通过控制流经过冷回热器的制冷剂流量同步实现除湿效果和过冷度的调节；制热模式下，通过设置可短接过冷回热器的主电磁阀，避免对空调机组的制热量产生影响。附图说明：图1：本发明一种空调制冷结构示意图；图2：本发明一种除湿方法的除湿控制流程示意图；其中，压缩机1，通风机2，蒸发器3，膨胀阀4，过冷回热器5，过冷电磁阀6，主电磁阀9，冷凝器10，冷凝风机11，四通阀12，过冷连接管13，主连接管16。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。本发明首先提供了一种空调，包括通过管路连接成回路的压缩机1、四通阀12、蒸发器3、膨胀阀4、电磁阀、冷凝器10以及控制空调运行的控制器，电磁阀包括可分别控制开启状态的主电磁阀9和一个或多个并联设置的过冷电磁阀6，过冷电磁阀6的出口与过冷回热器5的入口连接，过冷回热器5的出口与膨胀阀4的进口连接，控制器根据实时接收的温、湿度数据与预设值的比较结果，控制各过冷电磁阀6及主电磁阀9的工作状态，实现单独制冷、制冷加过冷除湿的操作，并通过控制过冷电磁阀6开启数量进行除湿量的调整。以制冷模式制冷剂流向为例，介绍本发明提供的空调的制冷部件的连接方式，如图1所示，压缩机1的出口经管路顺序与四通阀12、冷凝器10连接，制冷剂在冷凝器10内进行换热，冷凝器10处设置有冷凝风机11，将产生的热量散发出去。在本实施例中，为进行有效除湿，实现制冷的同时完成必要的除湿操作，电磁阀包括主电磁阀9和过冷电磁阀6，主电磁阀9和过冷电磁阀6并联设置，且过冷电磁阀6也可为多个，同样并联设置，各过冷电磁阀6和主电磁阀9可由空调的控制器在分别控制开启状态，冷凝器10的出口或出口管路经主管路与主电磁阀9的进口连通，同时，冷凝器10的出口或出口管路通过过冷连接管13与过冷电磁阀6连通，过冷电磁阀6的出口与过冷回热器5连接，主电磁阀9的出口及过冷回热器5的出口经管路合流后或是分别与膨胀阀4的进口连通。在特定条件下(制冷加过冷除湿模式下)，主电磁阀9关闭，制冷剂从冷凝器10出来后，经过冷连接管13、过冷电磁阀6后进入到过冷回热器5进行换热，可将经冷凝器10换热后的制冷剂进一步过冷，以提高蒸发器3的冷量输出，过冷过程中可使其周围的空气升温，空气中的水汽凝结，实现过冷除湿的效果。从过冷回热器5内出来的过冷后的制冷剂经膨胀阀3后进入蒸发器3，进一步液化，吸收热量，使周围空气温度降低，实现制冷效果。蒸发器3处设置通风机2，将冷却后的空气排出。过冷回热器5与蒸发器2可为一体结构，减小空调机组的整体体积，过冷回热器5设置在通风机2和蒸发器3之间，使一体化蒸发器3附近处的空气经过冷回热器5的升温除湿及蒸发器3的液化降温后，在通风机2作用下，流通起来，实现室内、机组内部、室内外的空气循环。利用过冷回热器5，实现过冷除湿，不影响后续的制冷效果，增强除湿效果。在蒸发器3实现制冷过程中，本身可实现一定的除湿效果，而根据能量守恒原理，该过冷回热器5对空调最终的制冷量输出不会产生影响，但作为单独存在的增加除湿功能部件，可进一步提高空调的除湿效率，以降低室内相对湿度。汽化后的制冷剂回流压缩机1，完成制冷剂的一个闭合回路流程，完成一次制冷、除湿操作。回流后的制冷剂在压缩机1的驱动下，循环不断的运转，实现连续的制冷、除温操作。制热模式下，主电磁阀9开启，所有过冷电磁阀6关闭，制冷剂在前文所述部件连接的回路中反向流动，但不流经过冷回热器5，由压缩机1出发，再回到压缩机1内。空调的控制器在在收到开机信号后，根据环境温度或是用户设置，选择相应的制冷或制热模式，再根据接收到的室内温度、相对湿度的数据值，与预设值进行比较后，确定主电磁阀9和过冷电磁阀6的开启状态，确定制冷剂的流向和路径，并选择相应的控制程序，实现除湿量的调节。进一步的，过流电磁阀6可为一个或是多个，在本实施例中，过冷电磁阀6共有三个，各过冷电磁阀6之间并联设置，通过过冷连接管13相互连接并与冷凝器10连接。过冷连接管13的管径小于与主电磁阀9连接的主连接管16，且过冷电磁阀6的口径小于主电磁阀9，以便更好的实现制冷剂的分流，且不产生能量损失。电磁阀也可由球阀、毛细管、单向阀等装置替代，起来类似的制冷剂流通、截止的作用即可。本发明进一步提供了前文所述的空调的除湿方法，空调在制暖模式下，无需除湿，主电磁阀9打开，三个过冷电磁阀6关闭，制冷剂经压缩机1、蒸发器3和膨胀阀4后，经主电磁阀9进入冷凝器10，与现有制暖模式相同，不做赘述，在本实施例中，主要以制冷模式为主，介绍本文提供的除湿方法，在本实施例中，除湿包括普通制冷除湿及制冷除湿加过冷除湿。空调的控制器在在接受到开机信号后，根据用户的需求或程序控制，与各部件电连接的控制器控制压缩机1开始工作，控制器检测用户的开机需求，当检测到制冷模式需求时，在制冷模式下，制冷剂在压缩机1的作用下，经四通阀2进入冷凝器10，在冷凝器10换热后，控制器控制主电磁阀9关闭，过冷电磁阀6开启，制冷剂经并联的各过冷电磁阀6及与其连接的过冷回热器5，实现过冷除湿后，制冷剂再经膨胀阀4、蒸发器3给周围空气降温后回流到压缩机1，完成制冷剂的一个制冷循环，实现制冷及除湿的操作。此种过冷除湿控制方式较为简单，本发明进一步提供了一种在此基础上可根据环境温度和相对湿度的实时数据，配合内置的除湿调节控制程序，从而有效控制室内湿度。在这种除湿方法中，空调机构还包括一个或多个温度传感器和湿度传感器，实时检测室内环境温度tim和实时的相对湿度值ph，在本实施例中，相对湿度ph值采用回风口处的回风相对湿度，以获取更准确的室内实际湿度值，进行精准控制，当设有多个温/湿度传感器时，各传感器收集的数据进行加权平均值计算，或通过其他方式进行计算，以确定用于控制除湿调节的数据，此计算方法非本发明重点，可采用现有技术中常用的计算方法、公式，或将来可能出现的其他技术方案，不做要求和限制。各传感器将实时检测到的温/湿度值实时或定时传输给控制器，如图2所示，控制器将实时数据与内置程序中预存的预设值进行对比后，根据内置控制程序控制电磁阀的工作状态，内置程序在制冷模式下以如下原则进行判断：首先，实时检测环境温度tim，当环境温度非处于t1≤tim≤t2范围时，即当tim＜t1时，控制器默认为环境温度过低，需制暖，当tim＞t2时，控制器认为环境温度过高，需先进行制冷，以降低环境温度，因此，以普通制冷的方式同步实现除湿效果，不需要进行额外过冷除湿操作，控制各过冷电磁阀6关闭，主电磁阀9打开，进行普通制冷操作；当控制器检测到环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，可直接控制主电磁阀9关闭，各过冷电磁阀6打开，也可进一步检测相对湿度值，尤其是回风口处的回风相对湿度rh，当相对湿度rh≥a*tim+b时，控制器默认环境湿度过大，需全力除湿，过冷电磁阀6全部开启，配合制冷，增加过冷除湿，且是全效过冷除湿操作；当控制器检测到环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，且当相对湿度rh<a*tim+b时，控制器控制过冷电磁阀开启数量为1个，主电磁阀9关闭，制冷剂经冷凝器10、一个过冷电磁阀6、过冷回热器5后，再经蒸发器3、膨胀阀4回到压缩机1，实现制冷的同时，单独再进行一次过冷除湿操作。因只开一个过冷电磁阀6，过冷除湿能力较低，除湿效率不高，适合空气湿度较低情况；为进一步精准控制除湿能力，可在控制器检测到相对湿度rh<c*tim+d时，关闭主电磁阀9，过冷电磁阀6开启数量为1个，其中，a、b、c、d为计算系数，可为经验值，常数，b＞d，t1和t2为内置的温度限值。根据大量实验总结得来的经验，各系数/限值可采用表1所示的取值：表1t1t2abcd15-18℃31-35℃-4至-3.6150-165-4至-3.6150-165表1中的数据仅为参考值，在实际应用中，可根据空调的制冷能力不同，使用环境的不同取用不同的数据，如表2的所示，为本实施例中各系数/限值的取值：表2t1t2abcd17℃33℃-3.33160-3.33150如表2所示，a＝c，b＞d，在实际应用中，可根据需要，按上述原则，选择合适的a、b、c、d值，但需使a*tim+b>c*tim+d，当控制器检测到环境温度处于t1≤tim≤t2范围内，而相对湿度rh处于c*tim+d≤rh≤a*tim+b范围内时，主电磁阀9关闭，过冷电磁阀6开启数量通过公式n＝n*0.1*(rh-(c*tim+d)-toe/tim-2))计算取得，进行过冷除湿量的在线、实时可调，其中n为计算得来的过冷电磁阀6开启数量，整数，当计算值为小数里，向上取，n为过冷电磁阀总数，toe为实时冷凝温度,通过计算，确定过冷电磁阀的开启数量，通过改变过流段制冷剂流量，调节除湿量，更加节能环保。需要说明的是，在前文所述以及图2所示的控制流程，仅为环境温度tim和回风口处回风相对湿度rh值的实测值的组合控制，可同时检测tim和rh的实时数据并与预设数据进行比较，在预设流程中综合选择合适的除湿方式、过冷电磁阀6的开启状态及开启数量，但不可视为对控制流程前后顺序的限制，可根据需要确定温/湿度的判断方式、先后顺序。温/湿度传感器可实时检测环境温度tim值和回风处相对温度rh值，实时向控制器传输数据，控制器实时对制冷、除湿状态进行调节，实现除湿功能的无级调节；为节能降耗，控制器可定时接收环境温度tim和相对湿度rh的数据并与预设值进行比较，当接收到下次(第i+1次)环境温度tim信号值时，首先判断tim的变化情况，当∣timi-timi+1∣>1℃时，重新将环境温度tim及相对湿度rh实时值与预设值按前文所述的方法进行比较判断，重新确定过冷电磁阀6的开启状态及开启数量并调整，当∣timi-timi+1∣≤1℃时，维持上次的开启状态，其中i为收集数据的次数，整数。按规定原则，循环进行检测、判断，进行过冷除湿的实时调节。本发明提供的一种空调及除湿方法，可广泛应用在热泵空调、制冷空调，也可应用在普通家用空调、车载空调(汽车、普通轨道车辆、动车)、商/家用中央空调等，不做要求和限制，环境温度为待制冷/除湿的室内、车内温度。综上所述，本发明提供的一种空调及一种除湿方法，通过设置过冷回热器，相当于将蒸发器分为两部分，制冷模式下，利用过冷回热器将流经蒸发器处湿度较大的空气进行升温，使空气内的水汽凝结，从而降低送风相对湿度；同时，该过冷换热器做为蒸发器的一部分，可将冷凝后的制冷剂进行进一步过冷，以提高蒸发器冷量的输出，根据能量守恒原理，该过冷回热器不会对空调机组最终的制冷量输出产生影响，但可以提高空调机组的除湿量来降低室内相对湿度，通过控制流经过冷回热器的制冷剂流量同步实现除湿效果和过冷度的调节；制热模式下，通过设置可短接过冷回热器的主电磁阀，避免对空调机组的制热量产生影响。如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 2 3 

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