專利名稱：一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種暖通空調(diào)設(shè)備，特別是關(guān)于一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器。
背景技術(shù)：
空調(diào)系統(tǒng)的負荷包括顯熱負荷和潛熱負荷，空調(diào)系統(tǒng)的任務(wù)就是通過處理顯熱負荷和潛熱負荷來實現(xiàn)對建筑熱濕環(huán)境的有效調(diào)控。目前，溫度與濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)可以將顯熱負荷和潛熱負荷分開處理，通過送入干燥的空氣來承擔建筑潛熱負荷、控制濕度， 通過送入只經(jīng)過降溫處理的空氣或利用高溫冷水經(jīng)過輻射供冷末端裝置來承擔顯熱負荷、 控制溫度。這種空調(diào)調(diào)節(jié)方式可以實現(xiàn)對溫度、濕度的獨立控制，在有效實現(xiàn)建筑熱濕環(huán)境調(diào)控的同時還能實現(xiàn)很好的節(jié)能效果。在溫度與濕度獨立控制的空調(diào)系統(tǒng)中，承擔溫度控制任務(wù)所需的高溫冷水溫度或送入的空氣溫度一般在18 20°C左右，這時所需壓縮制冷方式的冷源蒸發(fā)溫度就可以遠高于常規(guī)冷凝除濕方式對應(yīng)的蒸發(fā)溫度，制冷系統(tǒng)能效可以獲得很大提高。而利用冷凝除濕方式獲得干燥的空氣來承擔濕度控制任務(wù)時，所需要的冷源蒸發(fā)溫度較低，一般在5°C以下。對于家庭或小型獨立辦公室等場所來說，空調(diào)潛熱負荷一般僅占總負荷的20%左右，承擔濕度控制任務(wù)所需的冷量大大低于承擔溫度控制任務(wù)所需的冷量。專利技術(shù)1公開了一種空調(diào)用雙溫冷水機組專利(ZL20041000^92. 1)，該機組采用了兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)，制取高溫冷水和低溫冷水，從而實現(xiàn)了不同蒸發(fā)溫度運行的制冷循環(huán)。但是，該專利公開的系統(tǒng)設(shè)備較為復(fù)雜，機組容量較大，適合應(yīng)用在制冷量需求較大的場所，不適合應(yīng)用在小型獨立辦公室或家庭等制冷量需求較小的場合。專利技術(shù)2(專利號為ZL200510063463.;3)和專利技術(shù)3(專利號為ZL200510(^8464. 4)都是利用噴射器引射蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑蒸氣來構(gòu)建的單級噴射/壓縮制冷系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中噴射器代替膨脹閥等裝置來回收膨脹功，盡管噴射器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無運動部件及適應(yīng)兩相流等特點，可以應(yīng)用到蒸氣壓縮制冷循環(huán)中來利用制冷劑降壓過程的膨脹功，有效提高制冷系統(tǒng)性能系數(shù)。但專利技術(shù)2和專利技術(shù)3都是單級蒸發(fā)器裝置，均不能實現(xiàn)雙蒸發(fā)溫度運行的制冷循環(huán)。已有技術(shù)4(專利號 ZL200510026386. 4)公開了一種利用壓縮/噴射混合循環(huán)的雙溫冷藏車制冷機組，其利用兩級噴射器和一級壓縮機構(gòu)建雙蒸發(fā)溫度的制冷循環(huán)，同時滿足冷藏室和駕駛室空調(diào)需求。這種機組的冷藏室蒸發(fā)器(低溫)側(cè)冷量遠大于駕駛室側(cè)空調(diào)蒸發(fā)器(高溫)側(cè)冷量， 而溫度與濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)所需的低溫側(cè)冷量則遠低于高溫側(cè)冷量，因而這種具有雙蒸發(fā)溫度的制冷機組無法直接用于溫度與濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。中國文獻1《一種新型蒸氣壓縮/噴射混合制冷循環(huán)的探討》(范曉偉，陰建民，劉海峰，陳鐘頎.西安交通大學(xué)學(xué)報，30 :5 11，1996)對一種利用噴射器實現(xiàn)雙蒸發(fā)溫度運行的制冷循環(huán)(如圖4所示)進行了分析。該制冷循環(huán)適用于雙溫冰箱制冷循環(huán)，冷凝器出口的部分液態(tài)制冷劑仍通過節(jié)流裝置進入低溫蒸發(fā)器蒸發(fā)，而這一節(jié)流過程的膨脹
3功卻沒有得到有效利用。中國文獻2《四種雙溫蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷性能比較》(劉敬輝，陳江平，陳芝久.應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，24(5) :538 M2，2006)中對幾種利用噴射器構(gòu)建的雙溫制冷循環(huán)(如圖5、圖6所示)進行了分析。中國文獻2公開的制冷循環(huán)的兩級蒸發(fā)溫度差異較大(30°C左右)，適用于具有冷藏和冷凍功能的雙溫冰箱循環(huán)過程中由冷凝器流出的液態(tài)制冷劑部分或全部進入噴射器引射高溫蒸發(fā)器側(cè)蒸發(fā)的制冷劑，由于噴射器引射的能力有限，使得高溫蒸發(fā)器側(cè)制冷能力相應(yīng)的受到限制。對于利用冷凝除濕方式的溫度與濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，兩級蒸發(fā)溫度需求的差異不太大(一般在15°C以內(nèi))，且需求的高溫蒸發(fā)器側(cè)冷量要遠大于低溫蒸發(fā)器側(cè)冷量，該文獻中提到的這些雙溫壓縮/噴射制冷循環(huán)均無法直接用于溫度、濕度獨立控制的空調(diào)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種利用噴射器構(gòu)建的應(yīng)用在家庭或小型獨立辦公室等場合的溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機、一冷凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機的出口連接所述冷凝器的進口 ；所述噴射器的第一進口連接所述冷凝器的出口，第二進口連接所述低溫蒸發(fā)器的出口 ；所述噴射器的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述低溫蒸發(fā)器的進口，另一路連接所述高溫蒸發(fā)器的進口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述氣液分離器連接所述壓縮機的進本實用新型還包括一輻射供冷末端和一循環(huán)水泵，所述輻射供冷末端的出口與所述循環(huán)水泵的進口連接；所述輻射供冷末端的進口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水出口， 所述循環(huán)水泵的出口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水進口。本實用新型采用噴射器來有效利用制冷劑降壓過程的膨脹功，與現(xiàn)有采用膨脹閥等節(jié)流元件的制冷循環(huán)相比可以提高制冷循環(huán)的效率；制冷系統(tǒng)在雙蒸發(fā)溫度運行，可以利用單個制冷循環(huán)同時滿足制取干燥空氣和制取高溫冷水(或冷風(fēng))的要求；本實用新型中設(shè)置的兩級蒸發(fā)裝置對應(yīng)的制冷量比例，能夠適應(yīng)家庭或小型獨立辦公室等建筑的熱濕負荷比例特點，實現(xiàn)這些場所的溫度、濕度獨立控制。本實用新型系統(tǒng)設(shè)備簡單、運行方便，適合應(yīng)用在小型獨立辦公室或家庭等制冷量需求較小的場合。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是采用本實用新型制取冷水和制取冷風(fēng)的原理示意圖圖3是本實用新型中高、低溫蒸發(fā)器均采用風(fēng)冷的工作原理圖圖4是中國文獻1壓縮/噴射雙蒸發(fā)溫度制冷循環(huán)的原理示意圖圖5是中國文獻2中第一種雙溫制冷循環(huán)的原理示意圖圖6是中國文獻2中第二種雙溫制冷循環(huán)的原理示意圖
具體實施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型包括一壓縮機1、一冷凝器2、一噴射器3、一高溫蒸發(fā)器 4、一低溫蒸發(fā)器5、一節(jié)流裝置6和一氣液分離器7。其中，壓縮機1的出口連接冷凝器2 的進口。噴射器3的第一進口與冷凝器2的出口連接，第二進口與低溫蒸發(fā)器5的出口連接。噴射器3的出口分為兩路，一路通過節(jié)流裝置6與低溫蒸發(fā)器5的進口連接，另一路與高溫蒸發(fā)器4的進口連接，高溫蒸發(fā)器5的出口經(jīng)過氣液分離器7連接壓縮機1的進口。如圖2所示，上述實施例中，可以在再設(shè)置了一輻射供冷末端8和一循環(huán)水泵9，輻射供冷末端8的出口連接循環(huán)水泵9的進口，輻射供冷末端8的進口連接高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水出口，循環(huán)水泵9的出口連接高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水進口。如圖1所示，本實用新型利用高溫蒸發(fā)器4處理顯熱負荷、承擔溫度控制任務(wù)，同時利用低溫蒸發(fā)器5處理潛熱負荷、承擔濕度控制任務(wù)，從而滿足不同的溫度、濕度控制需求，具體操作過程為當潛熱負荷比例增大時，通過節(jié)流裝置6的調(diào)節(jié)增大進入低溫蒸發(fā)器 5的制冷劑流量，滿足潛熱負荷處理需求；反之則減少進入低溫蒸發(fā)器5的制冷劑流量。當總負荷即所需總制冷量增大時，通過提高壓縮機1的轉(zhuǎn)速來滿足制冷量需求；反之則降低壓縮機1的轉(zhuǎn)速。下面從制冷劑、空氣和水三個方面，對本實用新型實現(xiàn)獨立控制溫度和濕度的工作過程進行詳細闡述。對于制冷劑，氣態(tài)制冷劑經(jīng)冷凝器2冷凝后變成液態(tài)流入噴射器3，液態(tài)制冷劑從噴射器3的噴嘴噴出，與此同時，噴射器3引射從低溫蒸發(fā)器5蒸發(fā)的制冷劑蒸氣，冷凝器2 流出的液態(tài)制冷劑與經(jīng)低溫蒸發(fā)器5蒸發(fā)的制冷劑蒸氣在噴射器3中混合擴壓，一部分混合擴壓后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置6進入低溫蒸發(fā)器5，蒸發(fā)后的制冷劑蒸氣再進入噴射器3 并被從噴射器3噴嘴流入的制冷劑引射；另一部分混合擴壓后的制冷劑進入高溫蒸發(fā)器4， 經(jīng)過蒸發(fā)的制冷劑進入氣液分離器7進行氣液分離。經(jīng)過氣液分離器7后，氣態(tài)制冷劑進入壓縮機1，經(jīng)壓縮后的制冷劑再進入冷凝器2。 對于空氣，如圖3所示，在上述過程中，空氣在冷凝器2與制冷劑換熱，得到高溫空氣10 ；—部分高溫空氣在低溫蒸發(fā)器5中經(jīng)過與制冷劑換熱后被降溫除濕，得到低溫干燥空氣11 ；另一部分高溫空氣在高溫蒸發(fā)器4中經(jīng)過與制冷劑換熱后，得到低溫空氣12。對于水，如圖2所示，水經(jīng)高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水進口 13進入高溫蒸發(fā)器4，與高溫蒸發(fā)器4中的制冷劑換熱后溫度降低，得到的高溫冷水(比如18°C，但不限于此)；高溫冷水經(jīng)由高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水出口 14送入輻射供冷末端8，在輻射供冷末端8進行換熱后，冷水溫度升高，再由循環(huán)水泵9送回高溫蒸發(fā)器4。上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求1.一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機、一冷凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機的出口連接所述冷凝器的進口 ；所述噴射器的第一進口連接所述冷凝器的出口，第二進口連接所述低溫蒸發(fā)器的出口 ；所述噴射器的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述低溫蒸發(fā)器的進口，另一路連接所述高溫蒸發(fā)器的進口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述氣液分離器連接所述壓縮機的進口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于 它還包括一輻射供冷末端和一循環(huán)水泵，所述輻射供冷末端的出口與所述循環(huán)水泵的進口連接；所述輻射供冷末端的進口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水出口，所述循環(huán)水泵的出口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水進口。
專利摘要本實用新型涉及一種溫度與濕度獨立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機、一冷凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機的出口連接所述冷凝器的進口；所述噴射器的第一進口連接所述冷凝器的出口，第二進口連接所述低溫蒸發(fā)器的出口；所述噴射器的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述低溫蒸發(fā)器的進口，另一路連接所述高溫蒸發(fā)器的進口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述氣液分離器連接所述壓縮機的進口。本實用新型設(shè)備簡單、運行方便，適合應(yīng)用在小型獨立辦公室或家庭等制冷量需求較小的場合。
文檔編號F25B5/00GK202141238SQ201120053840
公開日2012年2月8日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者劉曉華, 夏建軍, 張濤, 江億, 趙康 申請人:清華大學(xué)