发明内容
本发明的目的之一,在于提供一种具有良好节电效果的带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调。
本发明的目的之二,在于提供一种硬件结构简单、抗干扰能力强、控制精度高、工作可靠、智能化的带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的控制系统。
本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调,其特征在于:它包括安装于室外机机箱内的第一热交换器和外风机以及安装于室内机机箱内的压缩机、连接管、四通阀、第二热交换器、第三热交换器、储液器、第一毛细管、第二毛细管、气液分离器、内风机、加湿器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀、第八单向阀和第九单向阀;所述的压缩机,其出气口通过连接管与四通阀的第一接口相连,所述的四通阀,其第三接口通过连接管与第一电磁阀的入口端连接,所述的第一电磁阀,其出口端通过连接管与第一单向阀的入口端相连,所述的第一单向阀,其出口端通过连接管与第一热交换器的一端相连,所述的第一热交换器,其另一端通过连接管与第二单向阀的入口端相连,所述的第二单向阀,其出口端通过连接管与第三单向阀的入口端相连,所述的第三单向阀,其出口端通过连接管与储液器的入口端相连,所述的储液器,其出口端通过连接管与第一毛细管的入口端相连,所述的第一毛细管,其出口端通过连接管与第二毛细管的入口端相连,所述的第二毛细管,其出口端通过连接管与第四单向阀的入口端相连,所述的第四单向阀,其出口端通过连接管与第二热交换器的一端相连,所述的第二热交换器,其另一端通过连接管与四通阀的第四接口相连,所述的四通阀,其第二接口通过连接管与气液分离器入口端相连,所述的气液分离器,其出口端通过连接管与压缩机的入口端相连,所述的第二电磁阀,其入口端通过连接管与连接于四通阀第三接口的连接管相连,其出口端通过连接管与第五单向阀入口端相连,所述的第五单向阀,其出口端通过连接管与第三热交换器的一端相连,所述的第三热交换器,其另一端通过连接管与连接于第二单向阀出口端的连接管相连,所述的第六单向阀,其入口端通过连接管与连接于第二单向阀出口端的连接管相连,其出口端通过连接管与第三电磁阀入口端相连,所述的第三电磁阀,其出口端通过连接管与连接于第二单向阀入口端的连接管相连,所述的第七单向阀,其入口端通过连接管与连接于第一单向阀出口端的连接管相连,其出口端通过连接管与连接于第一电磁阀入口端的连接管相连,所述的第八单向阀,其入口端通过连接管与连接于第四单向阀入口端的连接管相连,其出口端通过连接管与连接于第三单向阀入口端的连接管相连,所述的第九单向阀,其入口端通过连接管与连接于第四单向阀出口端的连接管相连,其出口端通过连接管与连接于第三单向阀出口端的连接管相连,所述的第四电磁阀,其入口端通过连接管与连接于第一毛细管入口端的连接管相连,其出口端通过连接管与连接于第一毛细管出口端的连接管相连,所述的外风机安装于第一热交换器的一侧,所述的内风机安装于可以使其形成的风先后经过第三热交换器和第二热交换器的位置,所述的加湿器安装于室内机机箱内空气流动处。
一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的控制系统,它包括硬件部分和软件部分,其特征在于:所述的硬件部分包括微处理器,通过第一总线与微处理器相连的人机接口,通过第一电源正端线、第一电源地线和第一数据线与微处理器相连的可编程数字温度传感器,通过第二电源正端线、第二电源地线、第二数据线和时钟线和与微处理器相连的可编程数字湿度传感器,通过第二总线与微处理器相连的继电器接口,与继电器接口分别相连的多个继电器和与部分继电器相连的接触器或固态继电器。
较之现有技术而言,本发明其制冷、制热、除湿全部采用热泵型空调工作原理,不需要电加热装置,具有良好节电效果,当这种设备处于除湿状态时,能耗不足电加热方式同类设备的50%;在包括制冷、制热、除湿的整个工作周期,其综合能耗不超过电加热方式同类设备的65%;且因采用专用的全数字硬件结构和信息处理,其温度传感器、湿度传感器均采用可编程数字集成芯片,温度传感器与微处理器采用“单线总线”直接连接,湿度传感器与微处理器采用“双线总线”直接连接,微处理器通过执行程序直接读取现场温度、湿度信息,温湿度检测精度仅与芯片本身所能达到的精度有关,而与外部电路无关,其工作时的温湿度控制精度仅取决于调节软件算法,只要算法合理,温度调节精度不超过±1℃,湿度调节精度不超过±5%RH,从而具有抗干扰能力强,控制精度高,系统工作可靠和智能化程度高等优点。
附图说明
图1是本发明一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的一种实施例的结构示意图,图中箭头标示制冷时热交换介质的流向。
图2是图1所示实施例的另一种工作状态,图中箭头标示除湿时热交换介质的流向。
图3是图1所示实施例的第三种工作状态,图中箭头标示制热时热交换介质的流向。
图4是由内风机、第三热交换器和第二热交换器构成的结构示意图。
图5是本发明一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的控制系统中硬件部分的一种实施例的构成示意图。
图6是本发明一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的控制系统中软件部分的控制程序的一种实施例的构成示意图。
标号说明:1第一热交换器、2外风机、3压缩机、4连接管、5四通阀、6第二热交换器、7第三热交换器、8储液器、9第一毛细管、10第二毛细管、11气液分离器、12内风机、13加湿器、14第一电磁阀、15第二电磁阀、16第三电磁阀、17第四电磁阀、18第一单向阀、19第二单向阀、20第三单向阀、21第四单向阀、22第五单向阀、23第六单向阀、24第七单向阀、25第八单向阀、26第九单向阀。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明:
如图1、图2、图3和图4所示为本发明提供的一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的实施例示意图,它包括安装于室外机机箱内的第一热交换器1和外风机2以及安装于室内机机箱内的压缩机3、连接管4、四通阀5、第二热交换器6、第三热交换器7、储液器8、第一毛细管9、第二毛细管10、气液分离器11、内风机12、加湿器13、第一电磁阀14、第二电磁阀15、第三电磁阀16、第四电磁阀17、第一单向阀18、第二单向阀19、第三单向阀20、第四单向阀21、第五单向阀22、第六单向阀23、第七单向阀24、第八单向阀25和第九单向阀26;所述的压缩机3,其出气口通过连接管4与四通阀5的第一接口相连,所述的四通阀5,其第三接口通过连接管4与第一电磁阀14的入口端连接, 用于改变热交换介质的流向,所述的第一电磁阀14,其出口端通过连接管4与第一单向阀18的入口端相连,所述的第一单向阀18,其出口端通过连接管4与第一热交换器1的一端相连,所述的第一热交换器1,其另一端通过连接管4与第二单向阀19的入口端相连,所述的第二单向阀19,其出口端通过连接管4与第三单向阀20的入口端相连,所述的第三单向阀20,其出口端通过连接管4与储液器8的入口端相连,所述的储液器8,其出口端通过连接管4与第一毛细管9的入口端相连,具有缓冲、限压作用,所述的第一毛细管9,其出口端通过连接管4与第二毛细管10的入口端相连,所述的第二毛细管10,其出口端通过连接管4与第四单向阀21的入口端相连,所述的第四单向阀21,其出口端通过连接管4与第二热交换器6的一端相连,所述的第二热交换器6,其另一端通过连接管4与四通阀5的第四接口相连,所述的四通阀5,其第二接口通过连接管4与气液分离器11入口端相连,所述的气液分离器11,其出口端通过连接管4与压缩机3的入口端相连,所述的第二电磁阀15,其入口端通过连接管4与连接于四通阀5第三接口的连接管4相连,其出口端通过连接管4与第五单向阀22入口端相连,所述的第五单向阀22,其出口端通过连接管4与第三热交换器7的一端相连,所述的第三热交换器7,其另一端通过连接管4与连接于第二单向阀19出口端的连接管4相连,所述的第六单向阀23,其入口端通过连接管4与连接于第二单向阀19出口端的连接管4相连,其出口端通过连接管4与第三电磁阀16入口端相连,所述的第三电磁阀16,其出口端通过连接管4与连接于第二单向阀19入口端的连接管4相连,所述的第七单向阀24,其入口端通过连接管4与连接于第一单向阀18出口端的连接管4相连,其出口端通过连接管4与连接于第一电磁阀14入口端的连接管4相连,所述的第八单向阀25,其入口端通过连接管4与连接于第四单向阀21入口端的连接管4相连,其出口端通过连接管4与连接于第三单向阀20入口端的连接管4相连,所述的第九单向阀26,其入口端通过连接管4与连接于第四单向阀21出口端的连接管4相连,其出口端通过连接管4与连接于第三单向阀20出口端的连接管4相连,所述的第四电磁阀17,其入口端通过连接管4与连接于第一毛细管9入口端的连接管4相连,其出口端通过连接管4与连接于第一毛细管9出口端的连接管4相连,所述的外风机2安装于第一热交换器1的一侧,所述的内风机12安装于可以使其形成的风先后经过第三热交换器7和第二热交换器6的位置,所述的加湿器13安装于室内机机箱内空气流动处。
所述的连接管4为用于连接四通阀5、各个电磁阀、各个单向阀、各个热交换器、各个毛细管、储液器8、气液分离器11和压缩机3的铜管。
所述的内风机12、第三热交换器7和第二热交换器6构成一个独立部件,内风机12安装于第三热交换器7的后方,第二热交换器6安装于第三热交换器7的前方;内风机12将空气吸入,依次经过第三热交换器7、第二热交换器6,从第二热交换器6前方吹出,在进行除湿时,来自第三热交换器7的热空气经过第二热交换器6时遇冷形成水,从而达到除湿效果。
如图5和图6所示为本发明提供的一种带有热泵型除湿装置的恒温恒湿空调的控制系统的实施例示意图,它包括硬件部分和软件部分。所述的硬件部分包括微处理器,通过第一总线与微处理器相连的人机接口,通过第一电源正端线、第一电源地线和第一数据线与微处理器相连的可编程数字温度传感器,通过第二电源正端线、第二电源地线、第二数据线和时钟线和与微处理器相连的可编程数字湿度传感器,通过第二总线与微处理器相连的继电器接口,与继电器接口分别相连的多个继电器和与部分继电器相连的接触器或固态继电器。
所述的继电器,包括与四通阀5、第三电磁阀16、第四电磁阀17相连的第一继电器,与第一电磁阀14相连的第二继电器,与第二电磁阀15相连的第三继电器,与加湿器13经第一接触器或固态继电器相连的第四继电器,与压缩机3经第二接触器相连的第五继电器,与内风机12经第三接触器或固态继电器相连的第六继电器,与外风机2经第四接触器或固态继电器相连的第七继电器。
所述的软件部分是由微处理器直接读取可编程数字温度传感器所检测的现场温度和可编程数字湿度传感器所检测的现场湿度,根据所检测的温度、湿度与设定温度、湿度进行比较,按照一定的控制程序,控制四通阀5、各个电磁阀、加湿器13的通断及压缩机3的启停。
所述的控制程序,其步骤如下:
(a)从可编程数字温度传感器和可编程数字湿度传感器上分别读取实测温度和实测湿度,
(b)对步骤(a)进行“实测温度是否小于设定温度下限”的判断,
(c)当步骤(b)判断为“是”时,发出制热指令,即接通第一继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器,同时断开其它继电器,其后返回步骤(a),
(d)当步骤(b)判断为“否”时,进行“实测温度是否小于设定温度上限”的判断,
(e)当步骤(d)判断为“否”时,发出制冷指令,即接通第二继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器,同时断开其它继电器,其后返回步骤(a),
(f)当步骤(d)判断为“是”时,进行“实测湿度是否小于设定湿度下限”的判断,
(g)当步骤(f)判断为“是”时,发出加湿指令,即接通第四继电器,并发出停机指令,即断开第五继电器,其后返回步骤(a),
(h)当步骤(f)判断为“否”时,进行“实测湿度是否大于设定湿度上限”的判断,
(i)当步骤(h)判断为“是”时,发出除湿指令,即接通第三继电器、第五继电器、第六继电器,同时断开其它继电器,其后返回步骤(a),
(j)当步骤(h)判断为“否”时,发出停机指令,即断开第五继电器,其后返回步骤(a)。
当执行制热指令时,四通阀5通电,第三电磁阀16和第四电磁阀17开启,压缩机3、内风机12和外风机2处于工作状态,其热交换介质依次经过压缩机3出气口、四通阀5第一接口、四通阀5第四接口、第二热交换器6、第九单向阀26、储液器8、第四电磁阀17、第二毛细管、第八单向阀25、第六单向阀23、第三电磁阀16、第一热交换器1、第七单向阀24、四通阀5第三接口、四通阀5第二接口、气液分离器11、压缩机3进气口,从而形成制热工作状态时的热交换介质循环。
当执行制冷指令时,四通阀5断电,第一电磁阀14开启,压缩机3、内风机12和外风机2处于工作状态,其热交换介质依次经过压缩机3出气口、四通阀5第一接口、四通阀5第三接口、第一电磁阀14、第一单向阀18、第一热交换器1、第二单向阀19、第三单向阀20、储液器8、第一毛细管9、第二毛细管10、第四单向阀21、第二热交换器6、四通阀5第四接口、四通阀5第二接口、气液分离器11、压缩机3进气口,从而形成制冷工作状态时的热交换介质循环。
当执行加湿指令时,加湿器13工作,从而形成加湿工作状态。
当执行除湿指令时,四通阀5断电,第二电磁阀15开启,压缩机3和内风机12处于工作状态,其热交换介质依次经过压缩机3出气口、四通阀5第一接口、四通阀5第三接口、第二电磁阀15、第五单向阀22、第三热交换器7、第三单向阀20、储液器8、第一毛细管9、第二毛细管10、第四单向阀21、第二热交换器6、四通阀5第四接口、四通阀5第二接口、气液分离器11、压缩机3进气口,从而形成除湿工作状态时的热交换介质循环。
当执行停机指令时,压缩机3停止工作,从而停止制冷、制热和除湿的工作状态。