一种溶液热回收装置的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及通风系统技术领域，特别涉及一种溶液热回收装置的控制系统及方法。


背景技术：

2.空调系统中的新风负荷占整个系统负荷的30％～50％，夏季时在人员密集的建筑物内区，新风负荷甚至占到70％以上，所以减小新风负荷已成为空调系统节能的主要途径之一。
3.随着人们生活水平的提高，室内空气品质问题日益受到人们的关注，增大新风速稀释室内空气中污染物浓度是改善室内空气品质最直接、最有效的方法之一。新风速的增大虽然显著改善了室内空气品质，但也导致新风负荷相应增加，使提高室内空气品质与实现空调系统节能相矛盾。热回收系统的使用在一定程度上解决了这个矛盾，利用排风中的能量来预热(预冷)新风，在新风进入室内或空气处理机组的表冷器进行热湿处理之前，增加(降低)新风焓值，从而减小空调系统负荷。
4.然而，现有的热回收系统只能控制开启或不开启热回收系统，并不能根据实际需要控制热回收系统中的部分装置参与热交换，因此，现有的热回收系统能耗仍然较大。


技术实现要素：

5.为了解决现有的热回收系统存在的上述问题，本发明提供了一种溶液热回收装置的控制系统及方法。本发明包括如下技术方案：
6.一种溶液热回收装置的控制系统，包括：
7.管道系统，所述管道系统包括第一新风管道、第二新风管道、第一排风管道和第二排风管道；
8.溶液热回收系统，所述溶液热回收系统包括若干组热回收单元，每一组热回收单元均包括第一溶液热回收装置和第二溶液热回收装置，所述第一溶液热回收装置设置于所述第一新风管道中，所述第二溶液热回收装置设置于所述第一排风管道中；其中，第一溶液热回收装置与第二溶液热回收装置之间连通且溶液形成循环；
9.通道控制系统，所述通道控制用于控制新风行走路径和排风行走路径；
10.所述控制终端用于控制热回收单元开启的数量；还用于控制通道控制系统，使新风通过开启的热回收单元的第一溶液热回收装置，使排风通过开启的热回收单元的第二溶液热回收装置。
11.进一步，第一溶液热回收装置和第二溶液热回收装置均包括壳体，设置在壳体内的填料，设置在壳体底部的溶液槽，设置在壳体顶部的布液管；
12.第一溶液热回收装置的溶液槽与第二溶液热回收装置的布液管连通，第二溶液热回收装置的溶液槽与第一溶液热回收装置的布液管之间连通。
13.进一步，溶液可以为氯化钙溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液等具有吸湿能力的溶
液。
14.进一步，所述的溶液热回收装置的控制系统还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括设置于新风进风口的第一温度传感器和含湿量传感器，设置于排风进风口第二温度传感器；
15.所述第一温度传感器和含湿量传感器用以测量新风进风口的温度t1和含湿量d1，所述第二温度传感器用以测量排风进风口的t2。
16.进一步，通道控制系统包括若干新风阀门和若干排风阀门，以及新风阀门控制器和排风阀门控制器；
17.第一新风管道和第二新风管道在相邻的热回收单元之间的位置设置有通道一；所述新风阀门设置在通道一处，用于开启通道一及封闭第一新风管道或第二新风管道；
18.第一排风管道和第二排风管道在相邻的热回收单元之间的位置设置有通道二；所述排风阀门设置在通道二处，用于开启通道二及封闭第一排风管道或第二排风管道；
19.新风阀门控制器用以控制新风进入第一新风管道或第二新风管道，还用于控制所述新风阀门；
20.排风阀门控制器用以控制排风进入第一排风管道或第二排风管道，还用于控制所述排风阀门。
21.进一步，溶液热回收装置的控制系统还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括设置于新风进风口的第一温度传感器，设置于排风进风口第二温度传感器；所述第一温度传感器用以测量新风进风口的温度t1，所述第二温度传感器用以测量排风进风口的t2；
22.所述控制终端用于接收数据采集系统的测量数据，并用于计算室内外温差，并根据室内外温差与能量平衡点温差t0之间的关系，控制是否开启溶液热回收系统。
23.进一步，所述数据采集系统包括设置于新风进风口的含湿量传感器，用以测量新风进风口的含湿量d1；
24.所述控制终端用以计算新风进风口焓值，并计算新风进风口焓值h1与新风送风口需要的焓值h0的差值，根据每组热回收单元的处理的处理能力
△
h，判定需要开启的热回收单元的数量，并开启相应数量的热回收单元。
25.本发明还公开了一种溶液热回收装置的控制方法，采用所述的溶液热回收装置的控制系统；所述控制方法具体包括：
26.确定需要开启的热回收单元的数量，及新风行走路径和排风行走路径；所述新风行走路径通过需要开启的所有热回收单元的第一溶液热回收装置；所述排风行走路径通过需要开启的所有热回收单元的第二溶液热回收装置；
27.所述控制终端控制开启对应数量的热回收单元；
28.所述控制终端控制通道控制系统，使新风按照新风行走路径进入室内，使排风按照排风行走路径排出室外。
29.本发明还公开了另一种溶液热回收装置的控制方法，采用所述的溶液热回收装置的控制系统；所述控制方法具体包括：
30.所述第一温度传感器测量新风进风口的温度t1，所述第二温度传感器测量排风进风口的t2；所述含湿量传感器测量新风进风口的含湿量d1；
31.所述控制终端接收所述数据采集系统采集的温度数据t1、t2及含湿量d1，所述控制
终端中存储有能量平衡点温差t0和新风送风口需要的焓值h0；
32.当|t
1-t2|≤t0时，溶液热回收系统不开启，新风直接通过第二新风管道进入室内，排风直接通过第二排风管道直接排除室外；
33.当|t
1-t2|＞t0时，所述控制终端计算新风进风口焓值h1及比值|h
1-h0|/δh，其中，h1＝1.01t1+d1(2500+1.84t1)；设i-1＜|h
1-h0|/δh≤i，其中i＝1,2，
…
，n，n为溶液热回收系统包含的热回收单元的数量；所述控制终端控制开启i组热回收单元；所述控制终端控制通道控制系统，使新风通过所述i组热回收单元的第一溶液热回收装置，使排风通过所述i组热回收单元的第二溶液热回收装置。
34.进一步，当i＝1时，新风由第一新风管道的进风口进入，通过第一热回收单元，经第一新风阀门进入第二新风管道，然后进入室内；排风由第二排风管道的进风口进入，经第一排风阀门进入第一排风管道，经第一热回收单元后排出室外；或者，
35.新风由第二新风管道的进风口进入，经第三新风阀门进入第一新风管道，通过第四热回收单元进行室内；排风由第一排风管道的进风口进入，通过第四热回收单元，经第三排风阀门进入第二排风管道后排出室外。
36.本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明提供的溶液热回收装置的控制系统的溶液热回收系统包括多组热回收单元，根据需要开启相应组数的热回收单元，并通过控制终端控制通道控制系统，控制新风行走路径和排风行走路径，使新风通过开启的热回收单元的第一溶液热回收装置，使排风通过开启的热回收单元的第二溶液热回收装置，既能通过热交换能耗，同时又能通过开启最少的热回收单元，降低热交换过程的压力损失，提高热交换效率，降低全年运行能耗。
附图说明
37.图1为本发明中的溶液热回收装置的控制系统的示意图；
38.图2为本发明中的热回收单元的示意图；
39.图3为本发明中的溶液热回收系统处于关闭状态的新风、排风的行走路径；
40.图4为开启一组热回收单元时新风、排风的行走路径；
41.图5为开启两组热回收单元时新风、排风的行走路径；
42.图6为开启三组热回收单元时新风、排风的行走路径；
43.图7为开启一组热回收单元时新风、排风的另一种行走路径。
44.图中标号如下：
45.11-第一新风管道；12-第二新风管道；13-第一排风管道；14-第二排风管道；
46.20-第一热回收单元；21-第二热回收单元；22-第三热回收单元；23-第四热回收单元；210-第一溶液热回收装置；220-第二溶液热回收装置；201-壳体；202-填料；203-溶液槽；204-布液管；205-溶液泵；
47.31-第一新风阀门；32-第二新风阀门；33-第三新风阀门；34-第一排风阀门；35-第二排风阀门；36-第三排风阀门；
48.41-第一温度传感器；42-含湿量传感器；43-第二温度传感器；
49.50-控制终端。
具体实施方式
50.以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种溶液热回收装置的控制系统及方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
51.实施例一
52.如图1所示，本实施例提供的一种溶液热回收装置的控制系统包括管道系统、溶液热回收系统、通道控制系统、数据采集系统和控制终端。
53.所述管道系统包括第一新风管道11、第二新风管道12、第一排风管道13和第二排风管道14，四个管道并排排列。第一新风管道11、第二新风管道12用于使新风进入室内，第一排风管道13和第二排风管道14用于使排风排出室外。
54.结合图1和图2所示，所述溶液热回收系统包括若干组热回收单元，本实施例以4组热回收单元为例进行说明，分别为第一热回收单元20、第二热回收单元21、第三热回收单元22和第四热回收单元23。每一组热回收单元均包括第一溶液热回收装置210和第二溶液热回收装置220，所述第一溶液热回收装置210设置于所述第一新风管道11中，所述第二溶液热回收装置220设置于所述第一排风管道13中；其中，第一溶液热回收装置210与第二溶液热回收装置220之间连通且溶液形成循环。作为举例，第一溶液热回收装置210和第二溶液热回收装置220均包括壳体201，设置在壳体201内的填料202，设置在壳体201底部的溶液槽203，设置在壳体201顶部的布液管204。第一溶液热回收装置210的溶液槽203与第二溶液热回收装置220的布液管204连通，第二溶液热回收装置220的溶液槽203与第一溶液热回收装置210的布液管204之间连通。热回收单元工作方式为，第一溶液热回收装置210的溶液槽203中溶液通过溢流的方式或通过溶液泵205的方式流入第二溶液热回收装置220的布液管204，第二溶液热回收装置220的布液管204将溶液均匀喷洒在填料202上，经第二溶液热回收装置220的溶液槽203回收后，通过溶液泵或溢流的方式到达第一溶液热回收装置210的布液管204，第一溶液热回收装置210的布液管204将溶液均匀喷洒在填料202上，经第一溶液热回收装置210的溶液槽203回收，如此循环，可以实现第一新风管道11中的新风与第一排风管道13中的排风之间进行热量交换。其中填料202为多孔状物质，可以实现溶液均匀喷洒及空气通过即可，对其具体结构和材质不做限定。作为举例，溶液可以为氯化钙溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液等具有吸湿能力的溶液。
55.所述通道控制系统包括若干控制阀门；所述控制阀门用于控制新风进入时经过的热回收单元的数量，并用于排风排出时经过相同的热回收单元。作为举例，通道控制系统包括若干新风阀门和若干排风阀门，以及新风阀门控制器和排风阀门控制器。新风阀门控制器用以控制新风进入第一新风管道11或第二新风管道12，还用于控制所述新风阀门；排风阀门控制器用以控制排风进入第一排风管道13或第二排风管道14，还用于控制所述排风阀门。需要说明的是，新风阀门控制器控制新风进入第一新风管道11或第二新风管道12可通过现有技术实现，比如在第一新风管道11或第二新风管道12端口均设置端口阀门，通过控制端口阀门从而实现新风进入那个管道中。另外，空气运动的动力是由风机提供，风机可集成在空调系统中，这采用现有技术即可实现。
56.所述控制终端50用于控制控制热回收单元开启的数量；还用于控制通道控制系
统，使新风通过开启的热回收单元的第一溶液热回收装置210，使排风通过开启的热回收单元的第二溶液热回收装置220。
57.作为优选的实施方式，溶液热回收装置的控制系统还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括设置于新风进风口的第一温度传感器41和含湿量传感器42，设置于排风进风口第二温度传感器43。所述第一温度传感器41和含湿量传感器42用以测量进风口的温度t1和含湿量d1，所述第二温度传感器43用以测量排进风口的t2。通过设置数据采集系统，可掌握室外新风的温度和湿度，室内排风的温度等参数，为控制提供依据。
58.作为优选的实施方式，通道控制系统包括若干新风阀门和若干排风阀门，以及新风阀门控制器和排风阀门控制器，第一新风管道11和第二新风管道12在相邻的热回收单元之间的位置设置有通道一；所述新风阀门设置在通道一处，用于控制通道一的开启及封闭第一新风管道11或第二新风管道12；第一排风管道13和第二排风管道14在相邻的热回收单元之间的位置设置有通道二；所述排风阀门设置在通道二处，用于控制通道二的开启及封闭第一排风管道13或第二排风管道14；新风阀门控制器用以控制新风进入第一新风管道11或第二新风管道12，还用于控制所述新风阀门；排风阀门控制器用以控制排风进入第一排风管道13或第二排风管道14，还用于控制所述排风阀门。作为举例，参见图1、图3至图7所示，新风阀门包括第一新风阀门31、第二新风阀门32、第三新风阀门33；排风阀门包括第一排风阀门34、第二排风阀门35、第三排风阀门36。
59.进一步，为了实现节能，在溶液热回收装置的控制系统本身耗能大于热交换的新风节能时，关闭溶液热回收系统。判断的依据为室内外温差与能量平衡点温差t0之间的关系，即|t
1-t2|与t0之间的关系，能量平衡点温差是指溶液热回收装置的控制系统本身耗能等于热交换的新风节能时的室内外温差，可通过公式计算得到，也可以根据经验值或实验确定，作为举例t0为8℃～10℃。当|t
1-t2|≤t0时，系统耗能大于新风节能，关闭溶液热回收系统，如图3所示，新风直接通过第二新风管道12送进室内，排风直接通过第二排风管道14直接排除室外。
60.进一步，当|t
1-t2|＞t0时，新风节能大于系统耗能，可以开启溶液热回收系统。然而，在满足室内新风送风口焓值h0要求的前提下，开启的热回收单元的组数越少越节能。新风进风口焓值h1＝1.01t1+d1(2500+1.84t1)，每组热回收单元处理能力为δh，根据|h
1-h0|/δh的值判定开启几组热回收单元。
61.本实施例的图1、图2至图7中，均采用4组热回收单元进行说明，当然，采用其它组数的热回收单元原理相同，均在本发明的保护范围之内。为了实现对4组热回收单元的控制，在相邻的两个热回收单元之间设置一个新风阀门和一个排风阀门，新风阀门设置在第一新风管道11和第二新风管道12之间，排风阀门设置在第一排风管道13和第二排风管道14。图1、图2至图7中均包括第一新风阀门31、第二新风阀门32、第三新风阀门33，以及第一排风阀门34、第二排风阀门35、第三排风阀门36。下面具体介绍热回收单元开启的组数和对应的阀门的开启方式，具体如下：
62.当|h
1-h0|/δh≤1时，仅需运行1组热回收单元即可满足要求。如图4所示，新风阀门控制器控制新风由第一新风管道11的进风口进入，并经过第一热回收单元20，位于第一热回收单元和第二热回收单元之间的第一新风阀门31处于开启状态，使第一新风管道11在第一新风阀门31处关闭，新风由第一新风阀门31进入第二新风管道12，然后进入室内。排风
阀门控制器控制排风由第二排风管道14的进风口进入，位于第一热回收单元和第二热回收单元之间的第一排风阀门34处于开启状态，使第二排风管道14在第一排风阀门34处关闭，排风由第一排风阀门34进入第一排风管道13，经第一热回收单元20后排出室外。
63.当1＜|h
1-h0|/δh≤2时，运行2组热回收单元即可满足要求。如图5所示，新风阀门控制器控制新风由第一新风管道11的进风口进入，并经过第一热回收单元20和第二热回收单元21，位于第二热回收单元和第三热回收单元之间的第二新风阀门32处于开启状态，使第一新风管道11在第二新风阀门32处关闭，新风由第二新风阀门32进入第二新风管道12，然后进入室内。排风阀门控制器控制排风由第二排风管道14的进风口进入，位于第二热回收单元和第三热回收单元之间的第二排风阀门35处于开启状态，使第二排风管道14在第二排风阀门35处关闭，排风由第二排风阀门35进入第一排风管道13，经第二热回收单元21、第一热回收单元20后排出室外。
64.当2＜|h
1-h0|/δh≤3时，运行3组热回收单元即可满足要求。如图6所示，新风阀门控制器控制新风由第一新风管道11的进风口进入，并经过第一热回收单元20、第二热回收单元21和第三热回收单元22，位于第三热回收单元和第四热回收单元之间的第三新风阀门33处于开启状态，使第一新风管道11在第三新风阀门33处关闭，新风由第三新风阀门33进入第二新风管道12，然后进入室内。排风阀门控制器控制排风由第二排风管道14的进风口进入，位于第三热回收单元和第四热回收单元之间的第三排风阀门36处于开启状态，使第二排风管道14在第三排风阀门36处关闭，排风由第三排风阀门36进入第一排风管道13，经第三热回收单元22、第二热回收单元21、第一热回收单元20后排出室外。
65.当3＜|h
1-h0|/δh≤4时，运行4组热回收单元才能满足要求。如图1所示，新风阀门控制器控制新风由第一新风管道11的进风口进入，并经过第一热回收单元20、第二热回收单元21、第三热回收单元22和第四热回收单元23后进入室内。排风阀门控制器控制排风由第一排风管道13的进风口进入，并经第四热回收单元23、第三热回收单元22、第二热回收单元21、第一热回收单元20后排出室外。
66.实施例二
67.本实施例提供了一种溶液热回收装置的控制方法，采用实施例一中的所述的溶液热回收装置的控制系统；
68.所述控制方法具体包括：
69.确定需要开启的热回收单元的数量，及新风行走路径和排风行走路径；所述新风行走路径通过需要开启的所有热回收单元的第一溶液热回收装置；所述排风行走路径通过需要开启的所有热回收单元的第二溶液热回收装置；
70.所述控制终端50控制开启对应数量的热回收单元；
71.所述控制终端50控制通道控制系统，使新风按照新风行走路径进入室内，使排风按照排风行走路径排出室外。
72.需要说明的是，新风行走路径与需要开启的热回收单元的数量相匹配，作为举例，如图3所示，当不需要开启溶液热回收系统时，参图3所示，新风路径为直接通过第二新风管道12送进室内，排风路径为直接通过第二排风管道14直接排除室外。如图4所示，当需要开启一组热回收单元时，新风路径为：由第一新风管道11的进风口进入，通过第一热回收单元20，经第一新风阀门31进入第二新风管道12，然后进入室内；排风路径为由第二排风管道14
的进风口进入，经第一排风阀门34进入第一排风管道13，经第一热回收单元20后排出室外。图5和图6与图4原理相同，对于新风路径和排风路径完全可以由图中得出，此处不再赘述。当然，当需要开启一组热回收单元时，也可以采用其它路径，如图7所示，新风路径为：由第二新风管道12的进风口进入，经第三新风阀门33进入第一新风管道11，通过第四热回收单元23进行室内；排风路径为：由第一排风管道13的进风口进入，通过第四热回收单元23，经第三排风阀门36进入第二排风管道14后排出室外；对于图5和图6中展示的路径，可同理参照图7进行改变，对改变后的新风路径和排风路径不再进行介绍。
73.实施例三
74.本实施例提供了一种溶液热回收装置的控制方法，采用实施例一中的所述的溶液热回收装置的控制系统；
75.所述控制方法具体包括：
76.所述第一温度传感器41测量新风进风口的温度t1，所述第二温度传感器43测量排风进风口的t2；所述含湿量传感器42测量新风进风口的含湿量d1；
77.所述控制终端50接收所述数据采集系统采集的温度数据t1、t2及含湿量d1，所述控制终端50中存储有能量平衡点温差t0和新风送风口需要的焓值h0；
78.当|t
1-t2|≤t0时，溶液热回收系统不开启，新风直接通过第二新风管道12进入室内，排风直接通过第二排风管道14直接排除室外；
79.当|t
1-t2|＞t0时，所述控制终端50计算新风进风口焓值h1及比值|h
1-h0|/δh，其中，h1＝1.01t1+d1(2500+1.84t1)；设i-1＜|h
1-h0|/δh≤i，其中i＝1,2，
…
，n，n为溶液热回收系统包含的热回收单元的数量；所述控制终端50控制开启i组热回收单元；所述控制终端50控制通道控制系统，使新风通过所述i组热回收单元的第一溶液热回收装置210，使排风通过所述i组热回收单元的第二溶液热回收装置220。
80.需要说明的是，图1、图3至图7中展示的溶液热回收装置的控制系统的溶液热回收系统均包括4组热回收单元，即n＝4。图3对应于|t
1-t2|≤t0的情形，图4和图7为i＝1的两种情形，图5对应于i＝2的情形，图6对应于i＝3的情形，图1对应于i＝4的情形，具体描述参见实施例一和实施例二，此处不再赘述。
81.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
82.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。