專利名稱：一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，具體來(lái)說(shuō)是一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，屬于建筑環(huán)境與設(shè)備工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全新風(fēng)空氣處理機(jī)組是一種采用直接蒸發(fā)制冷或者熱泵制熱的方法處理全新風(fēng)， 并且通過風(fēng)管向密閉空間、房間或區(qū)域直接提供集中處理全新風(fēng)空氣的設(shè)備，廣泛運(yùn)用于制藥、化工、食品、電子、冶金等領(lǐng)域。目前直接蒸發(fā)式全新風(fēng)空氣處理機(jī)組通常是由壓縮機(jī)、四通換向閥、室外處理單元換熱器、膨脹閥和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器組成，其主要工作原理是在壓縮機(jī)的推動(dòng)下，利用制冷劑發(fā)生相變時(shí)與外界環(huán)境所產(chǎn)生的熱量交換來(lái)改善室內(nèi)溫度，滿足正常生活與工作的需求。
目前直接蒸發(fā)式全新風(fēng)空氣處理機(jī)組絕大多數(shù)沒有過冷設(shè)備，少部分系統(tǒng)布置有過冷器，也往往由于過冷器的不合理布置，大大降低了系統(tǒng)實(shí)際的過冷效果，難以提高系統(tǒng)的能效比。此外，壓縮機(jī)入口的制冷劑難以保證一定的過熱度，大大影響了壓縮機(jī)的工作穩(wěn)定性。
發(fā)明專利CN101576297 B—種大過冷度全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，其制冷循環(huán)中制冷劑進(jìn)入室外處理單元換熱器(此時(shí)為冷凝器)和空氣換熱冷凝，匯成一路后進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐，從高壓儲(chǔ)液罐中出來(lái)的制冷劑進(jìn)入過冷器進(jìn)行過冷處理，從而提高了制冷劑的過冷度。
由于空氣側(cè)流場(chǎng)的不均勻，室外處理單元換熱器的各個(gè)支路換熱也不均勻，有的支路換熱效果好，而有的支路換熱效果不好。換熱效果好的支路，制冷劑充分冷凝，得到了較大的制冷劑過冷度；換熱效果不好的支路，制冷劑不能完成充分冷凝，制冷劑的過冷度不高或者沒有過冷度。換熱效果好、過冷度大的支路和換熱效果不好、過冷度小的支路，匯成一路后一股腦的進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐。由于高壓儲(chǔ)液罐的氣液兩相作用，制冷循環(huán)的過冷度一起被抑制，即使換熱效果好的支路獲得了很大的制冷劑過冷度也在高壓儲(chǔ)液罐的氣液兩相作用下被消耗殆盡。
制冷劑從高壓儲(chǔ)液罐中出來(lái)以后，再進(jìn)入過冷器又獲得一定的過冷度，可以說(shuō)是不得已而為之的補(bǔ)救措施而已。
所以，發(fā)明專利CN101576297 B—種大過冷度全新風(fēng)空氣處理機(jī)組一方面犧牲了換熱好的支路的制冷劑過冷能力，另一方面必然增加過冷器的面積來(lái)彌補(bǔ)或者說(shuō)重新獲得機(jī)組制冷時(shí)所需要的過冷度，一則降低了室外處理單元換熱器的換熱效果，降低了制冷能效比；二則無(wú)形中增加了過冷器的面積，提高了設(shè)備的初投資。
同樣，在其制熱循環(huán)中，制冷劑進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(此時(shí)為冷凝器)和空氣換熱冷凝，匯成一路后直接進(jìn)入膨脹閥。此時(shí)難以保證制冷劑一定的過冷度，不利于膨脹閥的穩(wěn)定運(yùn)行。
另外，值得注意的是壓縮機(jī)進(jìn)口的制冷劑過熱度往往需要控制在5°C 11°C:過熱度太低，壓縮機(jī)容易形成濕壓縮，影響制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性；過熱度太高，壓縮機(jī)的排氣溫度太高，壓縮機(jī)的輸入功率增加，全新風(fēng)空氣處理機(jī)組的性能降低，同時(shí)其穩(wěn)定性和安全性也得不到保證。發(fā)明專利CN101576297 B—種大過冷度全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，沒有考慮到制冷劑過熱度控制的問題。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種可提高運(yùn)行能效比，有效增加機(jī)組過冷度和控制機(jī)組的過熱度，提高機(jī)組的工作性能和安全性能，改善機(jī)組的運(yùn)行工況的同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組。
技術(shù)方案本發(fā)明的同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，包括壓縮機(jī)、四通換向閥，室外處理單元換熱器、雙向膨脹閥和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器，壓縮機(jī)的進(jìn)氣端和排氣端分別與四通換向閥上相對(duì)的兩個(gè)接口連接，室外處理單元換熱器的制冷進(jìn)口和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷出口分別與四通換向閥上另外兩個(gè)相對(duì)的接口連接，室外處理單元換熱器的制冷出口通過所述雙向膨脹閥與室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷進(jìn)口連接；室外處理單元換熱器包括室外過熱器、室外多支路換熱器、高壓儲(chǔ)液罐、室外過冷器和室外風(fēng)機(jī)，室外過熱器與室外過冷器分別設(shè)置在室外處理單元換熱器中換熱效果最差與最好的位置并與室外多支路換熱器平行，室外過熱器的制冷出口與室外多支路換熱器的制冷進(jìn)口連接，室外多支路換熱器中換熱效果最差支路的換熱盤管的制冷出口和高壓儲(chǔ)液罐的制冷進(jìn)口連接，高壓儲(chǔ)液罐的制冷出口和室外多支路換熱器中其他支路的換熱盤管的制冷出口通過管路連接后再共同與室外過冷器的制冷進(jìn)口連接，室外過熱器的制冷進(jìn)口即為室外處理單元換熱器的制冷進(jìn)口，室外過冷器的制冷出口即為室外處理單元換熱器的制冷出口。
本發(fā)明中，室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器包括室內(nèi)過冷器、室內(nèi)多支路換熱器、室內(nèi)過熱器和室內(nèi)風(fēng)機(jī)，室內(nèi)過冷器與室內(nèi)過熱器分別設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器中換熱效果最好與最差的位置并與室內(nèi)多支路換熱器平行，室內(nèi)過冷器的制冷出口和室內(nèi)多支路換熱器的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)多支路換熱器的制冷出口與室內(nèi)過熱器的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)過冷器的制冷進(jìn)口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷進(jìn)口，室內(nèi)過熱器的制冷出口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷出口。
制冷循環(huán)如下制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥作用進(jìn)入室外處理單元換熱器(此時(shí)為冷凝器)中冷凝。在室外處理單元換熱器中制冷劑氣體經(jīng)室外過熱器后進(jìn)入室外多支路換熱器與空氣換熱；其中換熱效果最差支路中的制冷劑進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐，再與其余支路匯合后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳支路的室外過冷器進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥來(lái)節(jié)流，進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器中制冷劑液體經(jīng)室內(nèi)過冷器進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器與空氣換熱后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最差支路的過熱器進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度。完成換熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥的一個(gè)接口返回壓縮機(jī)，這樣整個(gè)制冷過程完成。
制熱循環(huán)如下制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥作用進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(此時(shí)為冷凝器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器中制冷劑氣體經(jīng)室內(nèi)過熱器進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器與空氣換熱后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳支路的室外過冷器進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥來(lái)節(jié)流，進(jìn)入室外處理單元換熱器(此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室外處理單元換熱器中制冷劑液體經(jīng)室外過冷器換熱后分為兩路，一路經(jīng)高壓儲(chǔ)液罐后進(jìn)入室外多支路換熱器中換熱效果最差支路的換熱盤管中進(jìn)行換熱，另一路直接進(jìn)入室外多支路換熱器其余支路與空氣換熱，然后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差支路的過熱器進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度。完成換熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥的一個(gè)接口返回壓縮機(jī)，這樣整個(gè)制熱過程完成。
制冷過程中室外多支路換熱器中換熱效果最差支路中的制冷劑流經(jīng)高壓儲(chǔ)液罐后，再與其他支路匯總后，一起經(jīng)過位于空氣換熱效果最好處的室外過冷器。這樣，室外多支路換熱器中換熱效果好，已經(jīng)獲得較大過冷度的制冷劑得以充分利用，這部分較大過冷度的制冷劑與換熱效果差、沒有獲得足夠過冷度并經(jīng)歷儲(chǔ)液器氣液兩相作用的制冷劑混合，再經(jīng)過一段換位于熱效果最好處的室外過冷器盤管段，機(jī)組的過冷度得以最大限度的提高，并且可以適當(dāng)減少室外過冷器的換熱面積，降低機(jī)組的初投資。相同的，制熱過程中制冷劑經(jīng)室內(nèi)多支路換熱器換熱后，進(jìn)入位于換熱效果最好處的室內(nèi)過冷器盤管段進(jìn)行過冷換熱，獲得一定的過冷度，保證了雙向膨脹閥的高效穩(wěn)定。之所以，過冷器要放在多支路冷凝盤管中和空氣換熱效果最好的地方，目的就是為了提高機(jī)組的過冷度，保證制冷劑的過冷度至少大于:TC，從而保證雙向膨脹閥的穩(wěn)定以及較高的制冷/熱效果。
制冷過程中制冷劑流經(jīng)室內(nèi)多支路換熱器后，進(jìn)入位于空氣換熱效果最差處的室內(nèi)過熱器，使其混合均勻，可控制其過熱度，從而保證壓縮機(jī)進(jìn)口的制冷劑過熱度在5°c ire，提高了機(jī)組的穩(wěn)定性和安全性。相同的，制熱過程中制冷劑流經(jīng)室外多支路換熱器后也要經(jīng)過一段位于空氣換熱效果最差處的室外過熱器盤管段。之所以過熱器放在換熱器中空氣換熱效果最差的地方，目的是保證機(jī)組有一定的過熱度。過熱度一般大于5°c，以保證壓縮機(jī)的安全工作，但是有所控制，過熱度不是越大越好，一般不要超過ire，也就是說(shuō)制冷系統(tǒng)的過熱度需要控制在5 irC的區(qū)間內(nèi)。
有益效果本發(fā)明一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)所述的室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器和室外處理單元換熱器均包括有過冷器。過冷器位于換熱器總成中與空氣換熱效果最好的支路處。共同過冷器盤管段，大大提高了換熱器總成的換熱效果，保證了制冷劑的過冷度。制熱過程中大過冷度能確保通過膨脹閥時(shí)制冷劑無(wú)氣泡存在，增強(qiáng)雙向膨脹閥工作的穩(wěn)定性及可靠性，同時(shí)提高了室內(nèi)送風(fēng)換熱器的換熱效果，提高了制熱量。制冷過程中不僅提高了室外處理單元換熱器的換熱效果，提高了機(jī)組的制冷量，改善了制冷能效比(EER)，而且可以降低了過冷器的面積，降低了設(shè)備的初投資，同時(shí)也保證了雙向膨脹閥的性能。
(2)所述的室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器和室外處理單元換熱器均包含有過熱器。過熱器位于換熱器總成中與空氣換熱效果最差的支路處。過熱器有效地控制了制冷劑的過熱度， 保證壓縮機(jī)進(jìn)口的制冷劑過熱度在5°C irC，避免了壓縮機(jī)進(jìn)行濕壓縮。提高了制冷系統(tǒng)的性能，同時(shí)其穩(wěn)定性和安全性也得以保證。
(3)制冷過程過程中有選擇性的使室外多支路換熱器中換熱效果最差的支路進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐后，再與其余支路匯合后，一起經(jīng)過位于室外處理單元換熱器中與位于空氣換熱效果最好的過冷器進(jìn)行過冷換熱，避免了由于高壓儲(chǔ)液罐的氣液兩相作用對(duì)制冷循環(huán)的過冷度抑制作用，有效提高了室外處理單元換熱器的換熱效果，提高制冷劑的過冷度。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中公開的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組原理圖；圖2是本發(fā)明的同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組原理圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一室外處理單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例一室外處理單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例二室外處理單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例二室外處理單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖；圖7是本發(fā)明的實(shí)施例三室外處理單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明的實(shí)施例三室外處理單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖；圖9是本發(fā)明的實(shí)施例一室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖10是本發(fā)明的實(shí)施例一室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖；圖11是本發(fā)明的實(shí)施例二室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖12是本發(fā)明的實(shí)施例二室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖；圖13是本發(fā)明的實(shí)施例三室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖14是本發(fā)明的實(shí)施例三室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖。
圖中1_壓縮機(jī)；2-四通換向閥；3_室外處理單元換熱器；31-室外過熱器; 32-室外多支路換熱器；321-室外多支路換熱器中效果最差支路盤管；33_室外過冷器; 34-高壓儲(chǔ)液罐；35_室外風(fēng)機(jī)；4雙向膨脹閥；5_室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器；51_室內(nèi)過冷器; 52-室內(nèi)多支路換熱器；53-室內(nèi)過熱器；54-室內(nèi)風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明的同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，包括壓縮機(jī)I、四通換向閥2， 室外處理單元換熱器3、雙向膨脹閥4和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5，壓縮機(jī)I的進(jìn)氣端和排氣端分別與四通換向閥2上相對(duì)的兩個(gè)接口連接，室外處理單元換熱器3的制冷進(jìn)口和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5的制冷出口分別與四通換向閥2上另外兩個(gè)相對(duì)的接口連接，室外處理單元換熱器3的制冷出口通過所述雙向膨脹閥4與室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5的制冷進(jìn)口連接；室外處理單元換熱器3包括室外過熱器31、室外多支路換熱器32、高壓儲(chǔ)液罐34、室外過冷器33和室外風(fēng)機(jī)35，室外過冷器33與室外過熱器31分別設(shè)置在室外處理單元換熱器中換熱效果最好與最差的位置并與室外多支路換熱器32平行，室外過熱器31的制冷出口與室外多支路換熱器32的制冷進(jìn)口連接，室外多支路換熱器32中換熱效果最差支路的換熱盤管321的制冷出口和高壓儲(chǔ)液罐34的制冷進(jìn)口連接，高壓儲(chǔ)液罐34的的制冷出口和室外多支路換熱器32中其他支路的換熱盤管的制冷出口通過管路連接后再共同與室外過冷器33的制冷進(jìn)口連接，此處的其他支路的換熱盤管是指室外多支路換熱器32中除換熱效果最差支路的換熱盤管321之外的換熱盤管。室外過熱器31的制冷進(jìn)口即為室外處理單元換熱器3的制冷進(jìn)口，室外過冷器33的制冷出口即為室外處理單元換熱器3的制冷出口，室外風(fēng)機(jī)35用來(lái)將制冷劑和空氣強(qiáng)化換熱。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，室內(nèi)送風(fēng)單兀換熱器5包括室內(nèi)過冷器51、室內(nèi)多支路換熱器52、室內(nèi)過熱器53和室內(nèi)風(fēng)機(jī)54，室內(nèi)過冷器51與室內(nèi)過熱器53分別設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器中換熱效果最好與最差的位置并與室內(nèi)多支路換熱器52平行，室內(nèi)過冷器51的制冷出口和室內(nèi)多支路換熱器52的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)多支路換熱器52的制冷出口與室內(nèi)過熱器53的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)過冷器51的制冷進(jìn)口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5的制冷進(jìn)口，室內(nèi)過熱器53的制冷出口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5的制冷出口，室內(nèi)風(fēng)機(jī)54用來(lái)將制冷劑和空氣強(qiáng)化換熱。
本發(fā)明一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5風(fēng)機(jī)出風(fēng)位置有三種上出風(fēng)、下出風(fēng)、平出風(fēng)，與此相對(duì)應(yīng)的空氣風(fēng)速場(chǎng)矢量圖為上三角形、下三角形、 正中三角?；诖耍彝馓幚韱卧獡Q熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中換熱盤管支路換熱情況也各有三種。這樣，至少可以對(duì)應(yīng)3X3=9種組合方式。這9種組合方式分別是室外處理單元換熱器風(fēng)機(jī)35上出風(fēng)分別對(duì)應(yīng)室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器風(fēng)機(jī)54上出風(fēng)、下出風(fēng)、平出風(fēng)；室外處理單元換熱器風(fēng)機(jī)35下出風(fēng)分別對(duì)應(yīng)室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器風(fēng)機(jī)54上出風(fēng)、下出風(fēng)、平出風(fēng)；室外處理單元換熱器風(fēng)機(jī)35平出風(fēng)分別對(duì)應(yīng)室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器風(fēng)機(jī)54上出風(fēng)、下出風(fēng)、平出風(fēng)。
本發(fā)明的實(shí)施例一，即第一種類型室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器 5。室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5風(fēng)機(jī)都為上出風(fēng)，它們風(fēng)速的分布矢量圖符合上三角形。換熱器結(jié)構(gòu)形式確定的情況下，這種特定的送風(fēng)方式和風(fēng)速的上三角形分布矢量圖具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由上三角形風(fēng)速分布矢量圖可見，換熱器上部風(fēng)速大，故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器上部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑發(fā)生強(qiáng)制換熱效果好，于是本發(fā)明分別將室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5最上部的一個(gè)支路設(shè)置為室外過冷器33 和室內(nèi)過冷器51 ;換熱器下部風(fēng)速小，故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器下部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑換熱效果差，于是本發(fā)明分別將室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5和室外處理單元換熱器3最下部的一個(gè)支路設(shè)置為室內(nèi)過熱器53和室外過熱器31，室外多支路換熱器32中與室外過熱器31 相鄰的一個(gè)支路即為換熱效果最差支路321。在制冷工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為冷凝器)中冷凝。在室外處理單元換熱器3中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室外過熱器31后進(jìn)入室外多支路換熱器32與空氣換熱，在室外風(fēng)機(jī)35強(qiáng)力空氣流場(chǎng)作用下，制冷劑與空氣換熱，溫度降低；其中換熱效果最差的換熱盤管支路321的制冷劑進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐34，再與其余支路匯合后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室外過冷器33進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流。節(jié)流降溫后的制冷劑進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳的室內(nèi)過冷器51進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器52與空氣換熱；其后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器53進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。制熱工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5 (此時(shí)為冷凝器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室內(nèi)過熱器53進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器5 2與空氣換熱后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室內(nèi)過冷器51進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流，進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室外處理單元換熱器3中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳處的室外過冷器33換熱后分為兩路，一路經(jīng)高壓儲(chǔ)液罐34后進(jìn)入位于換熱效果最差處的室外多支路換熱器321中換熱，另一路直接進(jìn)入室外多支路換熱器32的其余支路與空氣換熱，然后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器31進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。
本發(fā)明的實(shí)施例二，即第二種類型室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5。室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5風(fēng)機(jī)都為下出風(fēng)，它們風(fēng)速的分布矢量圖符合下三角形。換熱器結(jié)構(gòu)形式確定的情況下，這種特定的送風(fēng)方式和風(fēng)速的下三角形分布矢量圖具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由下三角形風(fēng)速分布矢量圖可見，換熱器下部風(fēng)速大，故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器下部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑發(fā)生強(qiáng)制換熱效果好，于是本發(fā)明分別將室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5最下部的一個(gè)支路設(shè)置為室外過冷器33 和室內(nèi)過冷器51 ;換熱器上部風(fēng)速小，故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器上部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑換熱效果差，于是本發(fā)明分別將室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5和室外處理單元換熱器3最上部的一個(gè)支路設(shè)置為室內(nèi)過熱器53和室外過熱器31，室外多支路換熱器32與室外過熱器31相鄰的一個(gè)支路即為換熱效果最差支路321。在制冷工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為冷凝器)中冷凝。在室外處理單元換熱器3中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室外過熱器31后進(jìn)入室外多支路換熱器32與空氣換熱，在室外風(fēng)機(jī)35強(qiáng)力空氣流場(chǎng)作用下，制冷劑與空氣換熱，溫度降低；其中換熱效果最差的換熱盤管支路321的制冷劑進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐34，再與其余支路匯合后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室外過冷器33進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流。節(jié)流降溫后的制冷劑進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳的室內(nèi)過冷器51進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器52與空氣換熱；其后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器53進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。制熱工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5 (此時(shí)為冷凝器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室內(nèi)過熱器53進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器5 2與空氣換熱后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室內(nèi)過冷器51進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流，進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室外處理單元換熱器3中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳處的室外過冷器33換熱后分為兩路，一路經(jīng)高壓儲(chǔ)液罐34后進(jìn)入位于換熱效果最差處的室外多支路換熱器321中換熱，另一路直接進(jìn)入室外多支路換熱器32的其余支路與空氣換熱，然后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器31進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。
本發(fā)明的實(shí)施例三，即第三種類型室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5。室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5風(fēng)機(jī)都為平出風(fēng)，它們的風(fēng)速的分布矢量圖符合正三角形。換熱器結(jié)構(gòu)形式確定的情況下，這種特定的送風(fēng)方式和風(fēng)速的正三角形分布矢量圖具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由正三角形風(fēng)速分布矢量圖可見，換熱器中部風(fēng)速大， 故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器中部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑發(fā)生強(qiáng)制換熱效果好，于是本發(fā)明將室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5最中間的一個(gè)支路分別設(shè)置為室外過冷器33和室內(nèi)過冷器51 ;換熱器上部以及下部風(fēng)速小，故當(dāng)外部空氣橫掠換熱器上部或者下部支路時(shí)與管內(nèi)制冷劑換熱效果差，那么在過熱器的設(shè)置上就有三種選擇方式，分別是最上部的一個(gè)支路、最下部的一個(gè)支路或者最上部與最下部的兩個(gè)支路同時(shí)做為過熱器，本實(shí)施例分別選擇室外處理單元換熱器3和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5最上部的一個(gè)支路為室外過熱器31和室內(nèi)過熱器53，那么室外處理單元換熱器3中最下部的一個(gè)支路即為效果最差支路 321。在制冷工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為冷凝器)中冷凝。在室外處理單元換熱器3中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室外過熱器31后進(jìn)入室外多支路換熱器32與空氣換熱，在室外風(fēng)機(jī)35強(qiáng)力空氣流場(chǎng)作用下，制冷劑與空氣換熱，溫度降低；其中換熱效果最差的換熱盤管支路321的制冷劑進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐34，再與其余支路匯合后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室外過冷器33進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流。節(jié)流降溫后的制冷劑進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳的室內(nèi)過冷器51進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器52與空氣換熱；其后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器53進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。制熱工況下，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通換向閥2作用進(jìn)入室 內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5(此時(shí)為冷凝器)中換熱。在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器5中制冷劑氣體經(jīng)位于換熱效果最差處的室內(nèi)過熱器 53進(jìn)入室內(nèi)多支路換熱器5 2與空氣換熱后，經(jīng)過共同的位于換熱效果最佳處的室內(nèi)過冷器51進(jìn)行過冷換熱。其后具有大過冷度的制冷劑經(jīng)過雙向膨脹閥4來(lái)節(jié)流，進(jìn)入室外處理單元換熱器3 (此時(shí)為蒸發(fā)器)中換熱。在室外處理單元換熱器3中制冷劑液體經(jīng)位于換熱效果最佳處的室外過冷器33換熱后分為兩路，一路經(jīng)高壓儲(chǔ)液罐34后進(jìn)入位于換熱效果最差處的室外多支路換熱器321中換熱，另一路直接進(jìn)入室外多支路換熱器32的其余支路與空氣換熱，然后經(jīng)過共同的位于換熱效果最差處的過熱器31進(jìn)行過熱處理，獲得一定的過熱度，完成過熱后的制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)I。
本發(fā)明的裝置工作時(shí)，位于換熱器總成中與空氣換熱效果最好的支路處的過冷器，在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)效風(fēng)場(chǎng)下大大提高了換熱器總成的換熱效果，保證了制冷劑的過冷度。在制熱過程中大過冷度能確保通過雙向膨脹閥4時(shí)制冷劑無(wú)氣泡存在，增強(qiáng)雙向膨脹閥4工作的穩(wěn)定性及可靠性，同時(shí)提高了室內(nèi)送風(fēng)換熱器5的換熱效果，提高了制熱量。在制冷過程中不僅提高了室外處理單元換熱器3的換熱效果，提高了機(jī)組的制冷量，改善了制冷能效比(EER)，而且可以降低了室外過冷器33的面積，降低了設(shè)備的初投資，同時(shí)也保證了雙向膨脹閥4的性能。位于換熱器總成中與空氣換熱效果最差支路處的過熱器有效地控制了制冷劑的過熱度，保證壓縮機(jī)I進(jìn)口的制冷劑過熱度在5°C 11°C，避免了壓縮機(jī)I進(jìn)行濕壓縮，有效提高了機(jī)組的性能，同時(shí)也保證了其穩(wěn)定性和安全性。此外，特別是在制冷過程過程中有選擇性的使室外多支路換熱器中換熱效果最差支路321中的制冷劑進(jìn)入高壓儲(chǔ)液罐34后，再與其余支路的制冷劑匯合，一起經(jīng)過位于空氣換熱效果最好的室外過冷器33進(jìn)行過冷換熱，避免了由于高壓儲(chǔ)液罐34的氣液兩相作用對(duì)制冷循環(huán)的過冷度抑制作用，有效提高了室外處理單元換熱器3的換熱效果，提高制冷劑的過冷度。本發(fā)明所有制冷劑設(shè)備通過制冷劑管道連接，制冷劑工質(zhì)采用R22，R134a或R410A等。
除了適用于直接蒸發(fā)式全新風(fēng)空氣處理機(jī)組外，本發(fā)明可以廣泛用于其他熱泵型風(fēng)冷冷(熱)風(fēng)式蒸汽壓縮制冷循環(huán)，滿足用戶對(duì)穩(wěn)定、高效、節(jié)能制冷(熱)的需要，可望產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，其特征在于，該機(jī)組包括壓縮機(jī)(I)、四通換向閥(2)，室外處理單元換熱器(3)、雙向膨脹閥(4)和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)，所述壓縮機(jī)(I)的進(jìn)氣端和排氣端分別與四通換向閥(2)上相對(duì)的兩個(gè)接口連接，所述室外處理單元換熱器(3)的制冷進(jìn)口和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)的制冷出口分別與四通換向閥(2)上另外兩個(gè)相對(duì)的接口連接，室外處理單元換熱器(3)的制冷出口通過所述雙向膨脹閥(4)與室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)的制冷進(jìn)口連接； 所述的室外處理單元換熱器(3)包括室外過熱器(31)、室外多支路換熱器(32)、高壓儲(chǔ)液罐(34)、室外過冷器(33)和室外風(fēng)機(jī)(35)，所述室外過熱器(31)與室外過冷器(33)分別設(shè)置在室外處理單元換熱器(3)中換熱效果最差與最好的位置并與室外多支路換熱器(32)平行，室外過熱器(31)的制冷出口與室外多支路換熱器(32)的制冷進(jìn)口連接，室外多支路換熱器(32)中換熱效果最差支路的換熱盤管(321)的制冷出口和高壓儲(chǔ)液罐(34)的制冷進(jìn)口連接，高壓儲(chǔ)液罐(34)的制冷出口和室外多支路換熱器(32)中其他支路的換 熱盤管的制冷出口通過管路連接后再共同與室外過冷器(33)的制冷進(jìn)口連接，室外過熱器(31)的制冷進(jìn)口即為室外處理單元換熱器(3)的制冷進(jìn)口，室外過冷器(33)的制冷出口即為室外處理單元換熱器(3)的制冷出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，其特征在于，所述的室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)包括室內(nèi)過冷器(51)、室內(nèi)多支路換熱器(52)、室內(nèi)過熱器(53)和室內(nèi)風(fēng)機(jī)(54)，室內(nèi)過冷器(51)與室內(nèi)過熱器(53)分別設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)中換熱效果最好與最差的位置并與室內(nèi)多支路換熱器(52)平行，室內(nèi)過冷器(51)的制冷出口和室內(nèi)多支路換熱器(52)的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)多支路換熱器(52)的制冷出口與室內(nèi)過熱器(53)的制冷進(jìn)口連接，室內(nèi)過冷器(51)的制冷進(jìn)口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)的制冷進(jìn)口，室內(nèi)過熱器(53)的制冷出口即為室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器(5)的制冷出口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步過冷和過熱的全新風(fēng)空氣處理機(jī)組，包括壓縮機(jī)、四通換向閥，室外處理單元換熱器、雙向膨脹閥和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器，壓縮機(jī)的進(jìn)氣端和排氣端分別與四通換向閥上相對(duì)的兩個(gè)接口連接，室外處理單元換熱器的制冷進(jìn)口和室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷出口分別與四通換向閥上另外兩個(gè)相對(duì)的接口連接，室外處理單元換熱器的制冷出口通過所述雙向膨脹閥與室內(nèi)送風(fēng)單元換熱器的制冷進(jìn)口連接。本發(fā)明的設(shè)備有效解決了將已獲得過冷度損失的問題，增強(qiáng)了膨脹閥工作的穩(wěn)定性及可靠性，避免了壓縮機(jī)濕壓縮，能提高該機(jī)組安全性、可靠性和工作能效比。
文檔編號(hào)F25B29/00GK102927628SQ20121044431
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者張忠斌, 黃虎, 袁祎, 劉曉露, 張敬坤, 劉娜, 潘亞梅 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué), 南京佳力圖空調(diào)機(jī)電有限公司