專(zhuān)利名稱(chēng)：高效節(jié)能的空氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)負(fù)荷分段處理的空氣處理方法及其實(shí)現(xiàn)這種方法 的裝置，屬于制冷、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空調(diào)負(fù)荷可分為顯熱負(fù)荷和濕負(fù)荷(潛熱負(fù)荷)，空氣處理過(guò)程中的濕負(fù)荷 處理方法主要有降溫除濕、溶液除濕、吸附除濕等。受到各方面因素制約，降溫 除濕仍然是目前使用最普遍的空調(diào)濕負(fù)荷處理方法。降溫除濕方法是采用較低溫度的冷凍水對(duì)空氣進(jìn)行一次性降溫除濕處理，將 其處理至所需的飽和狀態(tài)，然后再通過(guò)加熱將空氣升溫至送風(fēng)狀態(tài)。在這種方式 中，空調(diào)負(fù)荷中的顯熱負(fù)荷和濕負(fù)荷都是采用低溫冷凍水進(jìn)行處理，而為了兼顧 除濕的需求，冷凍水溫度必須足夠低(7'C左右)，導(dǎo)致冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度無(wú)法 提高，空調(diào)機(jī)組能效比較低，經(jīng)濟(jì)性較差，機(jī)組耗能量大。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有一次性降溫除濕空調(diào)裝置所存在 的蒸發(fā)溫度低、制冷機(jī)組能效比難以提升的問(wèn)題，提供一種實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷分段處 理，節(jié)能高效的熱濕分段處理的高效節(jié)能的空氣處理裝置。技術(shù)方案本實(shí)用新型高效節(jié)能的空氣處理裝置包括空氣處理部分和冷水機(jī) 組部分?？諝馓幚聿糠钟傻谝槐砝淦?、第二表冷器、加熱器、加濕器、風(fēng)機(jī)順序 連接而成。冷水機(jī)組部分包括第一冷水機(jī)組和第二冷水機(jī)組兩部分，兩個(gè)冷水機(jī) 組共用一個(gè)冷凝器。第一冷水機(jī)組用于制備高溫冷凍水，其設(shè)備按連接順序依次 為第一壓縮機(jī)、冷凝器、第一儲(chǔ)液罐、第一過(guò)濾器、第一電子膨脹閥、第一蒸發(fā) 器，第一蒸發(fā)器又與第一壓縮機(jī)相連構(gòu)成回路，其中高溫冷凍水部分從第一蒸發(fā) 器出發(fā)，經(jīng)第三電磁閥、第一表冷器、第一電磁閥、第一水泵再回到第一蒸發(fā)器。 第二冷水機(jī)組用于制備高溫冷凍水，其設(shè)備按連接順序依次為第二壓縮機(jī)、冷凝
器、第二儲(chǔ)液罐、第二過(guò)濾器、第二電子膨脹閥、第二蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器又與 第二壓縮機(jī)相連構(gòu)成回路，其中低溫冷凍水部分從第二蒸發(fā)器出發(fā)，經(jīng)第二表冷 器，再經(jīng)第二電磁閥、第二水泵回到第二蒸發(fā)器。在第一表冷器和第二表冷器的 冷凍水進(jìn)出口處增設(shè)了第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥，通過(guò)調(diào)節(jié)3個(gè)電 磁閥的開(kāi)閉，使第一表冷器、第二表冷器可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)通入高溫冷凍水。本實(shí)用新型熱濕分段處理的空氣處理方法是室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合后首先經(jīng) 過(guò)第一表冷器與高溫冷凍水換熱，經(jīng)等濕降溫到接近露點(diǎn)溫度，除去大部分顯熱 負(fù)荷后進(jìn)入第二表冷器；在第二表冷器中，空氣與低溫冷凍水進(jìn)一步換熱，降溫 并產(chǎn)生凝結(jié)水，除去濕負(fù)荷；降溫除濕后的空氣經(jīng)加熱器、加濕器處理到送風(fēng)狀 態(tài)點(diǎn)，最終經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后送入空調(diào)房間。本實(shí)用新型高效節(jié)能的空氣處理裝置所采取的方案是第一冷水機(jī)組中制冷 劑在被第一壓縮機(jī)壓縮排出后進(jìn)入冷凝器冷凝，然后經(jīng)過(guò)第一儲(chǔ)液罐和第一過(guò)濾 器，再被第一電子膨脹閥節(jié)流降壓后，進(jìn)入第一蒸發(fā)器與冷凍水進(jìn)行換熱，制冷 劑吸熱蒸發(fā)，同時(shí)冷凍水溫度降低，制取高溫冷凍水，制冷劑完全蒸發(fā)后再次被 第一壓縮機(jī)吸入壓縮，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)。高溫冷凍水在第一水泵的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)第三電 磁閥流入第一表冷器，與空氣進(jìn)行換熱，吸收空氣中的顯熱，然后經(jīng)第一電磁閥、 第一水泵回到第一蒸發(fā)器。第二冷水機(jī)組中制冷劑在被第二壓縮機(jī)壓縮排出后進(jìn) 入冷凝器冷凝，然后經(jīng)過(guò)第二儲(chǔ)液罐和第二過(guò)濾器，再被第二電子膨脹閥節(jié)流降 壓后進(jìn)入第二蒸發(fā)器，制冷劑與冷凍水換熱，吸熱制取低溫冷凍水，制冷劑完全 蒸發(fā)后被第二壓縮機(jī)再次吸入，從而完成循環(huán)。低溫冷凍水受到第二水泵的驅(qū)動(dòng) 流入第二表冷器，吸收空氣中的潛熱，自身溫度升高，然后經(jīng)第二電磁閾、第二 水泵回到第二蒸發(fā)器。針對(duì)空調(diào)機(jī)組有較多時(shí)間在部分負(fù)荷、低濕負(fù)荷下運(yùn)行，本發(fā)明設(shè)計(jì)出部分 負(fù)荷、低濕負(fù)荷工況下的節(jié)能運(yùn)行方案在部分、低濕負(fù)荷工況下，第二冷水機(jī) 組停止工作，不制備低溫冷凍水。第一冷水機(jī)組正常工作，第二電磁閥、第三電 磁閥關(guān)閉，第四電磁閥、第五電磁閥開(kāi)啟，第一表冷器、第二表冷器形成串聯(lián)。 高溫冷凍水從第一蒸發(fā)器出發(fā)，在第一水泵的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)第五電磁閥進(jìn)入第二表冷 器，流出后再經(jīng)第四電磁閥流入第一表冷器，出來(lái)后經(jīng)第一電磁閥、第一水泵回 到第一蒸發(fā)器。此時(shí)的空氣處理過(guò)程為室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合后經(jīng)過(guò)第一表冷器、 第二表冷器與高溫冷凍水換熱，降溫除濕，然后經(jīng)加熱器、加濕器處理到送風(fēng)狀 態(tài)點(diǎn)，最終經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后送入空調(diào)房間。此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一水泵的轉(zhuǎn)速，即改變 高溫冷凍水的流量(流量變小，第一蒸發(fā)器的出水溫度將相應(yīng)降低，流量變大則 相反)，實(shí)現(xiàn)高溫冷凍水承擔(dān)小部分除濕負(fù)荷。兩個(gè)冷水機(jī)組中的兩臺(tái)壓縮機(jī)采用一定一變的形式。第一冷水機(jī)組中使用變 容量壓縮機(jī)用于制備高溫冷凍水，第二冷水機(jī)組中使用定容量壓縮機(jī)用于制備低 溫冷凍水。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)處在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，變?nèi)萘繅嚎s機(jī)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，適應(yīng) 負(fù)荷需要。當(dāng)總負(fù)荷較小、潛熱負(fù)荷不大的情況時(shí)，第二冷水機(jī)組停機(jī)，制冷負(fù) 荷完全由變?nèi)萘繅嚎s機(jī)制備高溫冷凍水來(lái)承擔(dān)。有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，在滿足空調(diào)除濕負(fù)荷要求的同時(shí)，將 空調(diào)負(fù)荷的顯熱負(fù)荷和濕負(fù)荷分段處理，實(shí)現(xiàn)提高冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度，進(jìn)而提 高整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能效比，提高能源利用率，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊。部分負(fù) 荷時(shí)也能充分利用設(shè)備資源，節(jié)能，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本實(shí)用新型高效節(jié)能的空氣處理裝置示意圖。圖中有新風(fēng)口l;回風(fēng)口2;第一表冷器3;第二表冷器4;加熱器5;加 濕器6;風(fēng)機(jī)7;送風(fēng)口8;第一水泵9;第一蒸發(fā)器10;第一壓縮機(jī)ll;冷凝 器12;冷凝器第一輸入端12a;冷凝器第一輸出端12b;冷凝器第二輸入端12c; 冷凝器第二輸出端12d;第一儲(chǔ)液罐13;第一過(guò)濾器14;第一電子膨脹閥15; 第二儲(chǔ)液罐16;第二過(guò)濾器17;第二電子膨脹閥18;第二蒸發(fā)器19;第二壓縮 機(jī)20;第二水泵21;第一電磁閥22;第二電磁閾23;第三電磁閥24;第四電 磁閥25;第五電磁閥26;冷卻水進(jìn)出管27。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
基于熱濕分段處理的空 調(diào)機(jī)組裝置包括空氣處理部分(I )和冷水機(jī)組部分(11)，其中空氣處理部分 由第一表冷器3、第二表冷器4、加熱器5、加濕器6和風(fēng)機(jī)7組成，并通過(guò)箱 體依次連接而成。冷水機(jī)組部分包括第一冷水機(jī)組和第二冷水機(jī)組，具體連接方 式為第一冷水機(jī)組壓縮機(jī)11的輸出端接冷凝器第一輸入端12a，冷凝器第一輸 出端12b接第一儲(chǔ)液罐13輸入端，第一儲(chǔ)液罐13輸出端通過(guò)第一過(guò)濾器14接
第一電子膨脹閥15輸入端，第一電子膨脹閥15輸出端接第一蒸發(fā)器10輸入端， 第一蒸發(fā)器10輸出端接第一壓縮機(jī)11輸入端。第一蒸發(fā)器10的冷凍水輸出端 通過(guò)第三電磁閥24接第一表冷器3的冷凍水輸入端，第一表冷器3的冷凍水輸 出端通過(guò)第一電磁閥22接第一水泵9的輸入端，第一水泵9的輸出端接第一蒸 發(fā)器10的冷凍水輸入端。第二冷水機(jī)組的壓縮機(jī)20輸出端接冷凝器第二輸入端 12c，冷凝器第二輸出端12d接第二儲(chǔ)液罐16輸入端，第二儲(chǔ)液罐16輸出端通 過(guò)第二過(guò)濾器17接第二電子膨脹閥18輸入端，第二電子膨脹閥18輸出端接第 二蒸發(fā)器19輸入端，第二蒸發(fā)器19輸出端接第二壓縮機(jī)20輸入端。第二蒸發(fā) 器19的冷凍水輸出端接第二表冷器4的冷凍水輸入端，同時(shí)通過(guò)第五電磁閥26 與第一蒸發(fā)器10的冷凍水輸出端相連，第二表冷器4的冷凍水輸出端通過(guò)第二 電磁閥23接第二水泵21的輸入端，同時(shí)通過(guò)第四電磁閥25與第一表冷器3的 冷凍水輸入端相連，第二水泵21的輸出端接第二蒸發(fā)器19的冷凍水輸入端。空氣熱濕分段處理過(guò)程為新風(fēng)、室內(nèi)回風(fēng)分別由新風(fēng)口、回風(fēng)口進(jìn)入空調(diào) 箱并混合，經(jīng)第一表冷器與高溫冷凍水換熱，經(jīng)等濕降溫后，除去大部分顯熱負(fù) 荷，進(jìn)入第二表冷器，在第二表冷器中空氣與低溫冷凍水換熱，進(jìn)一步降溫并產(chǎn) 生凝結(jié)水，除去濕負(fù)荷，空氣然后依次經(jīng)過(guò)加熱器、加濕器、風(fēng)機(jī)后最終從送風(fēng) 口送入室內(nèi)。冷水機(jī)組的工作過(guò)程為制冷劑在第一壓縮機(jī)中被壓縮排出后進(jìn)入冷凝器進(jìn) 行冷凝，冷凝成液體后依次經(jīng)過(guò)第一儲(chǔ)液罐、第一過(guò)濾器后被第一電子膨脹閥節(jié) 流降壓，進(jìn)入第一蒸發(fā)器蒸發(fā)，制取高溫冷凍水，制冷劑完全蒸發(fā)后再次被第一 壓縮機(jī)吸入壓縮，從而形成循環(huán)，完成制取高溫冷凍水，高溫冷凍水在第一蒸發(fā) 器中與制冷劑換熱，放出熱量，溫度降低后通過(guò)第三電磁閥進(jìn)入第一表冷器(此 時(shí)第四電磁閥、第五電磁閥關(guān)閉)，冷凍水在其中與空氣換熱，溫度降低后通過(guò) 第一電磁閥、第一水泵再次進(jìn)入第一蒸發(fā)器。制冷劑在第二壓縮機(jī)中被壓縮排出 后進(jìn)入冷凝器冷凝，冷凝成液體后依次經(jīng)過(guò)第二儲(chǔ)液罐、第二過(guò)濾器后，再被第 二電子膨脹閥節(jié)流降壓變成氣液兩相進(jìn)入第二蒸發(fā)器，制冷劑在其中蒸發(fā)制取低 溫冷凍水，制冷劑完全蒸發(fā)后再次進(jìn)入第二壓縮機(jī)壓縮，從而形成循環(huán)，低溫冷 凍水在第二蒸發(fā)器中與制冷劑換熱，放出熱量，溫度降低后進(jìn)入第二表冷器(此 時(shí)第四電磁閥、第五電磁閥關(guān)閉)，冷凍水在其中與空氣換熱，溫度降低后通過(guò) 第二電磁閥、第二水泵再次進(jìn)入第二蒸發(fā)器。
當(dāng)空調(diào)在部分負(fù)荷、低濕負(fù)荷工況下時(shí)，空調(diào)機(jī)組切換到低負(fù)荷工況運(yùn)行， 此時(shí)第一電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥開(kāi)啟，第二電磁閥、第三電磁閥關(guān)閉， 第一表冷器、第二表冷器串聯(lián)接入高溫冷凍水。第二壓縮機(jī)、第二水泵停止運(yùn)行。 第一冷水機(jī)組中制冷劑流動(dòng)回路不變，冷凍水部分高溫冷凍水從第一蒸發(fā)器出來(lái) 后經(jīng)過(guò)第五電磁閥(此時(shí)第三電磁閥關(guān)閉)進(jìn)入第二表冷器，從第二表冷器出來(lái) 后，冷凍水通過(guò)第四電磁閥進(jìn)入第一表冷器，冷凍水從第一表冷器出來(lái)經(jīng)過(guò)第一 電磁閥、第一水泵后再次進(jìn)入第一蒸發(fā)器完成冷凍水循環(huán)。此工況下通過(guò)調(diào)節(jié)第 一水泵的轉(zhuǎn)速(即調(diào)節(jié)水泵的流量)和對(duì)第一壓縮機(jī)進(jìn)行變?nèi)萘靠刂瓶蓪?shí)現(xiàn)機(jī)組 制冷量和空調(diào)總負(fù)荷之間的匹配。從以上過(guò)程可以看出，采用熱濕分段處理的空調(diào)機(jī)組裝置，在一般工況下， 空氣顯熱負(fù)荷主要通過(guò)高溫冷凍水處理，該部分冷量由第一冷水機(jī)組產(chǎn)生。第一 冷水機(jī)組制取高溫冷凍水，蒸發(fā)溫度較高，能效比可得到顯著提升。在低負(fù)荷工 況下，全部熱濕負(fù)荷均通過(guò)高溫冷凍水處理，冷量全部由第一冷水機(jī)組產(chǎn)生。由 于第一制冷循環(huán)蒸發(fā)溫度較高，能效比高，機(jī)組耗能減少，機(jī)組整體性能顯著提 升。
權(quán)利要求1. 一種高效節(jié)能的空氣處理裝置，其特征在于該裝置包括空氣處理部分(I)和冷水機(jī)組部分(II)；空氣處理部分(I)包括第一表冷器(3)、第二表冷器(4)、加熱器(5)、加濕器(6)和風(fēng)機(jī)(7)，并通過(guò)箱體依次連接而成；冷水機(jī)組部分(II)包括第一冷水機(jī)組和第二冷水機(jī)組；第一冷水機(jī)組中，第一壓縮機(jī)(11)的輸出端接冷凝器(12)的冷凝器第一輸入端(12a)，冷凝器第一輸出端(12b)接第一儲(chǔ)液罐(13)的輸入端，第一儲(chǔ)液罐(13)輸出端通過(guò)第一過(guò)濾器(14)接第一電子膨脹閥(15)的輸入端，第一電子膨脹閥(15)輸出端接第一蒸發(fā)器(10)的制冷劑輸入端，第一蒸發(fā)器(10)的制冷劑輸出端接第一壓縮機(jī)(11)的輸入端；第一蒸發(fā)器(10)的冷凍水輸出端通過(guò)第三電磁閥(24)接第一表冷器(3)的冷凍水輸入端，第一表冷器(3)的冷凍水輸出端通過(guò)第一電磁閥(22)接第一水泵(9)的輸入端，第一水泵(9)輸出端接第一蒸發(fā)器(10)的冷凍水輸入端；第二冷水機(jī)組中，第二壓縮機(jī)(20)輸出端接冷凝器第二輸入端(12c)，冷凝器第二輸出端(12d)接第二儲(chǔ)液罐(16)輸入端，第二儲(chǔ)液罐(16)輸出端通過(guò)第二過(guò)濾器(17)接第二電子膨脹閥(18)輸入端，第二電子膨脹閥(18)輸出端接第二蒸發(fā)器(19)制冷劑輸入端，第二蒸發(fā)器(19)制冷劑輸出端接第二壓縮機(jī)(20)輸入端；第二蒸發(fā)器(19)的冷凍水輸出端接第二表冷器(4)的冷凍水輸入端，同時(shí)通過(guò)第五電磁閥(26)與第一蒸發(fā)器(10)的冷凍水輸出端相連，第二表冷器(4)的冷凍水輸出端通過(guò)第二電磁閥(23)接第二水泵(21)的輸入端，同時(shí)通過(guò)第四電磁閥(25)與第一表冷器(3)的冷凍水輸入端相連，第二水泵(21)的輸出端接第二蒸發(fā)器(19)的冷凍水輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能的空氣處理裝置，其特征在于空調(diào)處理箱 中有兩個(gè)表冷器第一表冷器(3)和第二表冷器(4);第一表冷器(3)中通高 溫冷凍水，第二表冷器(4)通低溫冷凍水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能的空氣處理裝置，其特征在于第一表冷器 (3)和第二表冷器(4)的進(jìn)出口間有由第三電磁閥(24)、第四電磁閥(25)、第五電磁閥(26)組成的閥門(mén)組，用于在小負(fù)荷時(shí)將兩表冷器串聯(lián)通入高溫冷凍 水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能的空氣處理裝置，其特征是采用兩臺(tái)壓 縮機(jī)分別制備高溫冷凍水和低溫冷凍水，其中用于制備高溫冷凍水的第一壓縮機(jī) (11)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，用于制備低溫冷凍水的第二壓縮機(jī)(20)為定容量壓縮機(jī)，第一水泵(9)為變流量水泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能的空氣處理裝置，其特征是所述第一冷水 機(jī)組與第二冷水機(jī)組共用一個(gè)冷凝器(12)。
專(zhuān)利摘要高效節(jié)能的空氣處理裝置是一種解決現(xiàn)有一次性降溫除濕空調(diào)裝置所存在的蒸發(fā)溫度低、制冷機(jī)組能效比難以提升的問(wèn)題，提供一種實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷分段處理，節(jié)能高效的熱濕分段處理的裝置，該裝置包括空氣處理部分(Ⅰ)和冷水機(jī)組部分(Ⅱ)；空氣處理部分(Ⅰ)包括第一表冷器(3)、第二表冷器(4)、加熱器(5)、加濕器(6)和風(fēng)機(jī)(7)，并通過(guò)箱體依次連接而成；冷水機(jī)組部分(Ⅱ)包括第一冷水機(jī)組和第二冷水機(jī)組。
文檔編號(hào)F24F3/12GK201215362SQ20082003425
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者張小松, 梁彩華, 蔣赟昱 申請(qǐng)人:東南大學(xué)