專利名稱：帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，適用于全年供冷時間
長，且對送風(fēng)溫、濕度要求較為嚴(yán)格的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)和舒適性空調(diào)系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)設(shè)備 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國目前的工業(yè)能耗中，空調(diào)系統(tǒng)占據(jù)了較大的比例。如在巻煙廠的全年能耗 中，空調(diào)系統(tǒng)能耗占30%以上。如此高的空調(diào)系統(tǒng)能耗一方面提高了生產(chǎn)成本，更重要的 是，能耗的居高不下給能源系統(tǒng)造成了巨大的壓力，在能源形勢日趨緊張的今天，這個問題 變得更加嚴(yán)峻。 不同的生產(chǎn)工藝決定了空調(diào)對象不同的熱濕負(fù)荷特性和溫濕度要求，其中有許多 生產(chǎn)工藝對送風(fēng)的溫濕度要求嚴(yán)格。以巻煙廠為例，大多數(shù)巻煙廠全年供冷時間長，夏季需 要實(shí)現(xiàn)制冷除濕，過渡季節(jié)和初冬需要制冷，而在冬季，還有部分時間需要供熱，有時需要 加濕。為了保證送風(fēng)參數(shù)在要求范圍內(nèi)，被處理空氣在降溫除濕后普遍存在再熱問題，目前 應(yīng)用較多的再熱方式為蒸汽再熱和電加熱，這些再熱方式均存在冷熱抵消現(xiàn)象，既浪費(fèi)冷 量又浪費(fèi)熱量，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。 在對溫濕度要求較高的舒適性空調(diào)系統(tǒng)中，也存在一些問題。例如舒適性要求較 高的建筑內(nèi)區(qū)，全年供冷時間長，由于空氣處理裝置供冷模式的單一性，導(dǎo)致在過渡季節(jié)和 冬季無法利用室外自然冷源等，間接造成了能源的浪費(fèi)，該問題同樣也存在于工業(yè)空調(diào)系 統(tǒng)中。 因此，如何根據(jù)生產(chǎn)和生活需求，構(gòu)造出能夠滿足空調(diào)對象溫濕度要求、適應(yīng)復(fù)雜 多變氣象的高效空氣處理裝置，使裝置能夠利用較少的能量投入滿足空調(diào)對象的不同需 求，最大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能當(dāng)前面臨的一個重要問題。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上這些問題，本實(shí)用新型提出一種帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝 置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)夏季降溫除濕、冷凝熱再熱，冬季供熱、加濕，在過渡季節(jié)和冬季需要供 冷時，可以運(yùn)行自然冷卻模式，有效地利用室外自然冷源，降低空調(diào)能耗。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 方案一 帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含壓縮機(jī)7、四 通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6 ;所述壓縮機(jī)7、四通閥8、 冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6通過管道連接構(gòu)成蒸汽壓縮式制 冷循環(huán)回路；四通閥8的進(jìn)氣口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，出氣口與壓縮機(jī)7的吸氣口相 連；在所述四通閥8的常閉端口和冷凝器1的連接管道上加設(shè)熱泵閥門IO，在四通閥8的 常開端口與冷凝器l的連接管路上加設(shè)熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9并聯(lián)； 在所述節(jié)流裝置4的兩端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發(fā)器6和熱管閥門9通過管道連接構(gòu)成一個制冷劑自然循環(huán)回路；所述蒸發(fā)器6和再熱冷凝器3處
在空氣處理箱11內(nèi)，待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器6，再經(jīng)過再熱冷凝器3 ;所述冷凝器1的
位置高于蒸發(fā)器6。 方案二 帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含壓縮機(jī)7、四 通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6 ;所述壓縮機(jī)7、四通閥8、 冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6通過管道連接構(gòu)成蒸汽壓縮式制 冷循環(huán)回路；四通閥8的進(jìn)氣口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，出氣口與壓縮機(jī)7的吸氣口相 連；在所述四通閥8的常閉端口和冷凝器1的連接管道上加設(shè)熱泵閥門IO，在四通閥8的 常開端口與冷凝器l的連接管路上加設(shè)熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9并聯(lián)； 在所述節(jié)流裝置4的兩端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發(fā)器6和 熱管閥門9通過管道連接構(gòu)成一個制冷劑自然循環(huán)回路，在該制冷劑自然循環(huán)回路中，在 冷凝器1的出口和蒸發(fā)器6的入口之間設(shè)置制冷劑泵13，并在所述制冷劑泵13的兩端并聯(lián) 閥門14 ;所述蒸發(fā)器6和再熱冷凝器3處在空氣處理箱11內(nèi)；待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器 6，再經(jīng)過再熱冷凝器3。 在上述兩個方案中，所述旁通閥門5、熱管閥門9、熱泵閥門IO和閥門14為電磁閥 或電動閥；所述節(jié)流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置的組合；所 述冷凝器1為風(fēng)冷式、水冷式或蒸發(fā)冷卻式換熱器；所述三通閥2為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁 三通調(diào)節(jié)閥；在再熱冷凝器3后加設(shè)加濕裝置12。 通過以上技術(shù)方案，本裝置實(shí)現(xiàn)了除濕降溫、等濕降溫、加濕升溫等空氣處理過 程，充分地滿足了空調(diào)對象不同季節(jié)的不同需求。在過渡季節(jié)和冬季，該裝置可以充分利用 自然冷源，通過制冷劑自然循環(huán)實(shí)現(xiàn)自然冷卻功能，實(shí)現(xiàn)了以較低的能源輸入將室內(nèi)多余 熱量向室外的轉(zhuǎn)移。該方案適用于全年供冷時間長，且對送風(fēng)溫濕度要求較為嚴(yán)格的工業(yè) 空調(diào)系統(tǒng)和舒適性空調(diào)系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型公開的 原理結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本實(shí)用新型公開的 模式一的運(yùn)行原理圖。 圖3為本實(shí)用新型公開的 模式二的運(yùn)行原理圖。 圖4為本實(shí)用新型公開的 模式三的運(yùn)行原理圖。 圖5為本實(shí)用新型公開的 模式四的運(yùn)行原理圖。 圖6為本實(shí)用新型公開的 原理結(jié)構(gòu)圖。 圖中1-冷凝器；2_三通閥；3_再熱冷凝器；4_節(jié)流裝置；5_旁通閥門；6_蒸發(fā) 器；7_壓縮機(jī)；8_四通閥；9_熱管閥門；10-熱泵閥門；11-空氣處理箱；12-加濕裝置；
"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一的 "帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例二的13-制冷劑泵；14-閥門。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型提供的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一的 原理結(jié)構(gòu)圖，帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含壓縮機(jī)7、四通閥 8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6 ;所述壓縮機(jī)7、四通閥8、冷凝 器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6通過管道連接構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循 環(huán)回路；四通閥8的進(jìn)氣口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，出氣口與壓縮機(jī)7的吸氣口相連；在 所述四通閥8的常閉端口和冷凝器1的連接管道上加設(shè)熱泵閥門IO，在四通閥8的常開端 口與冷凝器1的連接管路上加設(shè)熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9并聯(lián)；在所 述節(jié)流裝置4的兩端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發(fā)器6和熱管 閥門9通過管道連接構(gòu)成一個制冷劑自然循環(huán)回路；所述蒸發(fā)器6和再熱冷凝器3處在空 氣處理箱11內(nèi)，待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器6，再經(jīng)過再熱冷凝器3 ;所述冷凝器1的位置 高于蒸發(fā)器6。 在上述方案中，所述旁通閥門5、熱管閥門9、熱泵閥門IO和閥門14為電磁閥或電 動閥；所述節(jié)流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置的組合；所述冷 凝器1為風(fēng)冷式、水冷式或蒸發(fā)冷卻式換熱器；所述三通閥2為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁三通 調(diào)節(jié)閥；在再熱冷凝器3后加設(shè)加濕裝置12。 在上述方案中，共有四種運(yùn)行模式 模式一 圖2為本實(shí)用新型提供的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式一的運(yùn)行原理圖，在該模式下，四通閥的進(jìn)氣口與常閉口連通，常開端口與出氣 口連通，處于斷電制冷模式，旁通閥門5與熱管閥門9關(guān)閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝器 3不工作，加濕裝置12關(guān)閉，壓縮機(jī)7 、四通閥8 、熱泵閥門10 、冷凝器1 、三通閥2 、節(jié)流裝置 4和蒸發(fā)器6構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)制冷模式。 模式二 圖3為本實(shí)用新型公開的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式二的運(yùn)行原理圖，在該模式下，四通閥的進(jìn)氣口與常閉口連通，常開端口與出氣 口連通，處于斷電制冷模式，旁通閥門5與熱管閥門9關(guān)閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝器 3工作，實(shí)現(xiàn)再熱，加濕裝置12關(guān)閉，壓縮機(jī)7、四通閥8、熱泵閥門10、冷凝器1、三通閥2、 再熱冷凝器3、節(jié)流裝置4和蒸發(fā)器6構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā) 器6降溫除濕，再經(jīng)過再熱冷凝器3再熱，實(shí)現(xiàn)除濕、再熱模式。 模式三圖4為本實(shí)用新型公開的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式三的運(yùn)行原理圖，在該模式下，四通閥的進(jìn)氣口與常開端口連通，常閉端口與出 氣口連通，處于通電制熱模式，旁通閥門5與熱管閥門9關(guān)閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝 器3不工作，壓縮機(jī)7、四通閥8、蒸發(fā)器6、節(jié)流裝置4、三通閥2、冷凝器1和熱泵閥門10構(gòu) 成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，加濕裝置12關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)升溫模式，加濕裝置12開啟，實(shí)現(xiàn)升溫加濕 模式。 模式四圖5為本實(shí)用新型公開的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí) 施例一中模式四的運(yùn)行原理圖，在該模式下，旁通閥門5和熱管閥門9開啟，熱泵閥門IO關(guān) 閉，壓縮機(jī)7 、四通閥8 、再熱冷凝器3和節(jié)流裝置4不工作，冷凝器1 、三通閥2 、旁通閥門5 、蒸發(fā)器6和熱管閥門9構(gòu)成一個制冷劑自然循環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)自然冷卻模式。 圖6為本實(shí)用新型提供的"帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例二的
原理結(jié)構(gòu)圖，該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于，本實(shí)施例中，在制冷
劑自然循環(huán)回路中，在冷凝器1的出口和蒸發(fā)器6的入口之間設(shè)置制冷劑泵12，并在制冷劑
泵12兩端并聯(lián)閥門14，因此消除了冷凝器1和蒸發(fā)器6之間的高差限制。運(yùn)行模式與實(shí)施
例一基本相同，區(qū)別在于，在自然冷卻模式下，制冷劑泵13工作，閥門14關(guān)閉，在其他模式
下，制冷劑泵13不工作，閥門14開啟。
權(quán)利要求帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含壓縮機(jī)(7)、四通閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)和蒸發(fā)器(6)；所述壓縮機(jī)(7)、四通閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)和蒸發(fā)器(6)通過管道連接構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路；所述四通閥(8)的進(jìn)氣口與壓縮機(jī)(7)的排氣口相連，出氣口與壓縮機(jī)(7)的吸氣口相連；在所述四通閥(8)的常閉端口和冷凝器(1)的連接管道上加設(shè)熱泵閥門(10)，在所述四通閥(8)的常開端口與冷凝器(1)的連接管路上加設(shè)熱管閥門(9)，所述的熱泵閥門(10)與熱管閥門(9)并聯(lián)；在所述節(jié)流裝置(4)的兩端并聯(lián)旁通閥門(5)；所述冷凝器(1)、三通閥(2)、旁通閥門(5)、蒸發(fā)器(6)和熱管閥門(9)通過管道連接構(gòu)成一個制冷劑自然循環(huán)回路；所述蒸發(fā)器(6)和再熱冷凝器(3)處在空氣處理箱(11)內(nèi)，待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器(6)，再經(jīng)過再熱冷凝器(3)；所述冷凝器(1)的位置高于蒸發(fā)器(6)。
2. 帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含壓縮機(jī)(7)、四通閥(8)、 冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)和蒸發(fā)器(6);所述壓縮機(jī)(7)、四通 閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)和蒸發(fā)器(6)通過管道連接 構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路；四通閥(8)的進(jìn)氣口與壓縮機(jī)(7)的排氣口相連，出氣口與 壓縮機(jī)(7)的吸氣口相連；在所述四通閥(8)的常閉端口和冷凝器(1)的連接管道上加設(shè) 熱泵閥門(IO)，在四通閥(8)的常開端口與冷凝器(1)的連接管路上加設(shè)熱管閥門(9)，所 述的熱泵閥門(10)與熱管閥門(9)并聯(lián)；在所述節(jié)流裝置(4)的兩端并聯(lián)旁通閥門(5); 所述冷凝器(1)、三通閥(2)、旁通閥門(5)、蒸發(fā)器(6)和熱管閥門(9)通過管道連接構(gòu)成 一個制冷劑自然循環(huán)回路，在該制冷劑自然循環(huán)回路中，在冷凝器(1)的出口和蒸發(fā)器(6) 的入口之間設(shè)置制冷劑泵(13)，并在所述制冷劑泵(13)的兩端并聯(lián)閥門(14);所述蒸發(fā)器 (6)和再熱冷凝器(3)處在空氣處理箱(11)內(nèi)；待處理的空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器(6)，再經(jīng)過再 熱冷凝器(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于 所述旁通閥門(5)、熱管閥門(9)、熱泵閥門(10)和閥門(14)為電磁閥或電動閥；所述節(jié)流 裝置(4)為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置的組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于 所述冷凝器(1)為風(fēng)冷式、水冷式或蒸發(fā)冷卻式換熱器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于所述三通閥(2)為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁三通調(diào)節(jié)閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于在再熱冷凝器(3)后加設(shè)加濕裝置(12)。
專利摘要帶自然冷卻和濕度控制的空氣處理裝置，包含壓縮機(jī)、冷凝器、再熱冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置、四通閥和加濕器。本實(shí)用新型利用四通閥和閥門來實(shí)現(xiàn)蒸氣壓縮式制冷、熱泵和自然冷卻之間的功能切換，能夠?qū)崿F(xiàn)除濕降溫、等濕降溫、等濕升溫、加濕升溫等多種熱力過程，即可以實(shí)現(xiàn)夏季供冷、除濕和冬季供熱、加濕功能。同時，對于在過渡季或者冬季仍需供冷的場合，可以通過制冷劑自然循環(huán)實(shí)現(xiàn)自然冷卻功能，充分利用自然冷源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。本實(shí)用新型還可加設(shè)制冷劑泵，提高制冷劑自然循環(huán)運(yùn)行的可靠性，同時還可以取消蒸發(fā)器和冷凝器之間的位置和高差限制。該裝置適用于全年供冷時間長，且對送風(fēng)溫、濕度要求較為嚴(yán)格的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)和舒適性空調(diào)系統(tǒng)。
文檔編號F24F3/153GK201527056SQ200920246389
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者張小芬, 李先庭, 王寶龍, 石文星, 郜義軍, 韓宗偉 申請人:清華大學(xué)