CN103629755A - 一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，包括机组壳体，所述机组壳体内设置有压缩机、水冷冷凝器、冷凝热回收器、节流装置、蒸发器、表冷器、进风口、过滤器、送风机和出风口；所述压缩机、水冷冷凝器、冷凝热回收器、节流装置和蒸发器依次通过制冷剂管连接，组成机组的自身冷源系统；所述表冷器通过冷水或热水供回水管连接外部集中空调的冷源或热源系统；所述水冷冷凝器通过连接水管连接外部集中设置的冷却水系统。本发明可作为集中空调系统的空气冷却除湿或加热设备；也可在集中空调停止运行时独立制冷，并能独立除湿调温，适用于设有集中空调系统的博物馆、美术馆等类似建筑和需要低负荷空调制冷及除湿调温的建筑。

Description

一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组

技术领域

本发明属于制冷空调设备领域，具体涉及一种带有表冷器、又自带制冷循环、还可回收冷凝热对空气进行再热的空气调节除湿机组。

背景技术

现有的采用冷冻水系统的集中空调系统，在运行中存在以下问题：

（1）空调系统存在大马拉小车现象。大型建筑的集中空调的特点：冷水机组及水泵容量大，空调冷负荷大，空调负荷变化范围大。上班时段空调负荷大，可通过冷源设备的台数与容量大小搭配等方法形成多种容量组合，适应系统负荷变化，并能高效运行。但下班时段，由于加班现象普遍，如果加班人数多，集中空调系统还可在低负荷的状态下运行。如果加班人数少，使用的房间少，空调负荷很小，集中空调系统就会出现大马拉小车现象，系统运行效率极低，严重的会出现主机无法开启的情况。为了满足部分加班需要，或者房间需要在常规时段之外长时间运行，有些工程为这些房间加设分体空调，在集中冷源设备关闭后运行。对于大型公建，如加设分体空调，室外机组的摆放位置很难解决，因此有一些工程另设一套水环热泵空调系统，大马拉小车的情况就可以缓解。但是无论是增加分体空调还是水环热泵，在空调房间内都有两套末端设备，占用了较多的空间位置，增加了初投资。

（2）空调系统存在过渡季除湿不够现象。对于过渡季节，特别是南方地区春夏之交的“回南天”季节和长江流域的“黄梅天”季节，室内外温度都不高，热负荷小，但湿负荷大。在这种天气情况下，对于定风量系统，多数空气调节机组（末端设备）是采用回风温度来调节冷冻水流量，空调末端设备中的冷冻水量将随室内冷负荷的减少而减少，当回风温度小于等于室内设定温度，进入表冷器的冷冻水将被关断，表冷器无冷却能力，室内空调末端设备降温除湿能力变差，室内湿度大。多次循环后，湿度越来越大，严重影响室内人员的生活、工作质量，过大的湿度可能会导致室内物品发霉变坏，室内空气品质变差。如果强行降温除湿，由于发热量小，将造成送风温度过低，室内环境不舒适。如果过渡季采用全新风系统，在这种温度不高但湿度大的季节，室外空气的湿度接近饱和，新风直接送入室内，将增加室内的湿度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，该机组既能在集中冷源（或热源）开启时参与运行，又能在集中冷源（或热源）关闭时独立运行，弥补了集中空调大系统在低负荷下运行造成能耗大的不足，并且在过渡季节，冷负荷小但是湿负荷大，可对空气进行除湿调温，一机多用，节省投资，节省运行能耗。

本发明的目的是通过采取以下技术方案来实现的：

一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，包括机组壳体，其特征在于：所述机组壳体内设置有压缩机、水冷冷凝器、冷凝热回收器、节流装置、蒸发器、表冷器、进风口、过滤器、送风机和出风口；所述压缩机、水冷冷凝器、冷凝热回收器、节流装置和蒸发器依次通过制冷剂管连接，组成机组的自身冷源系统；所述表冷器通过冷水或热水供回水管连接外部集中空调的冷源或热源系统；所述水冷冷凝器通过连接水管连接外部集中设置的冷却水系统；所述过滤器设在进风口处、表冷器的前面；所述表冷器设在蒸发器的前面；所述送风机设在送风口处。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝热回收器的制冷剂入口管段上安装有制冷剂截止阀和制冷剂流量调节阀，当空气处理时不需要再热时，将制冷剂截止阀关闭；当系统需要再热时，将制冷剂截止阀开启，同时由制冷剂流量调节阀调节再热量，实现调节送风温度的功能。

作为本发明的一种实施方式，所述水冷冷凝器通过连接水管连接的冷却水系统为冷却塔，由冷却塔排除多余的冷凝热。

本发明所述机组在使用外部集中空调的冷源或热源系统时，自身冷源系统不工作，由集中空调的冷源（或热源）系统提供冷水（或热水），对机组的回风或新风进行降温冷却或加热处理。

本发明所述机组在空调制冷季节，在不使用外部集中空调的冷源系统时，利用机组的自身冷源系统进行供冷，对空气进行降温除湿。

本发明所述机组在潮湿的过渡季节，或者对湿度控制要求高的情况下，当表冷器停止工作时，采用自身冷源系统对空气进行降温除湿及再热的除湿调温处理。

本发明所述机组在进风的温湿度适宜时，表冷器和自身冷源系统均不工作，送风机作为风机使用。

本发明所述机组处理的空气包括室内回风、混合的新回风或全新风多种情况，机组的制冷除湿能力根据设定的进风参数进行相应部件的容量调整。

本发明的改进包括以下几方面：（1）设有表冷器，能利用外部集中冷源（或热源）提供的空调冷水（或热水）对空气进行制冷除湿或者加热处理；（2）自身设置一套独立的冷源系统，当外部集中冷源（或热源）的冷水（或热水）停止工作时，自身设置的冷源系统可独立运行；（3）所述冷凝热主要由水冷换热器通过冷却水管连接外部冷却塔，将冷凝热排至室外；（4）进入冷凝热回收器的制冷剂管上设有制冷剂截止阀，通过开关制冷剂截止阀，可使机组在制冷除湿和制冷除湿后再热两种工况下转换；（5）进入冷凝热回收器的制冷剂管上设有制冷剂流量调节阀，可以通过调节制冷剂流量调节阀的开度来调节进入冷凝热回收器的制冷剂流量，从而调节再热量，实现调节送风温度的功能；（6）机组可通过调整相应结构部件的容量大小，来满足回风工况或新风工况的运行需求。

本发明所述多功能空调除湿机组的自身冷源系统的制冷剂流向为：制冷剂经压缩机压缩后分别进入水冷冷凝器与冷凝热回收器，之后汇合，再经节流装置节流后进入蒸发器，再回到压缩机低压端，完成一个制冷循环，组成空调机组的自身独立冷源系统，在外部冷源（或热源）停止对机组提供冷水（或者热水）的情况下运行。冷源系统按两种方式运行：（1）当仅需对空气进行降温除湿时，可关闭设于冷凝热回收器入口段制冷剂管上的制冷剂截止阀，冷凝热由水冷式冷凝器将热量传递给冷却水系统进行排放。此时空气的处理过程为：空气经蒸发器进行冷却除湿，然后送至室内。（2）当空气湿度大或者室内对温湿度控制要求较高，需要对空气进行降温除湿再升温时，开启设于冷凝热回收器入口段制冷剂管上的制冷剂截止阀，通过制冷剂管上的制冷剂流量调节阀根据需要调节进入冷凝热回收器的热量，剩余的大量冷凝热由水冷换热器将热量传递给冷却水系统进行排放。此时空气的处理过程为：空气经蒸发器进行冷却除湿，再经过冷凝热回收器进行加热，实现对空气的除湿调温。

与普通空调机组相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明的机组设有表冷器，在建筑物内有可利用的集中空调的冷源为表冷器提供冷水时，该机组作为普通的空气调节机组可对空气进行空调制冷，即降温除湿，与普通的空气调节末端设备功能相同。

（2）本发明的机组设有表冷器，在建筑物内有可利用的集中空调的热源为表冷器提供热水时，该机组作为普通的空气调节机组可对空气进行空调供热，与普通的空气调节末端设备功能相同。

（3）本发明的机组自带独立的冷源系统，在夏季白天常规工作时间制冷量大时，本发明机组自带的冷源系统不启动，由表冷器中的冷水提供制冷量。当非常规工作时间，因加班或者工艺要求，建筑物中仅有少量房间需要在低负荷下长时间运行，如果外部集中冷源系统不提供冷水，可开启本发明机组的冷源系统，对空气进行空调制冷（降温除湿）。既满足了用户的空调需求，又达到了系统的运行节能。

（4）在过渡季节，当机组进风温度低、湿度大时，开启本发明的冷源系统，利用冷凝热回收器中的冷凝热对经过蒸发器降温除湿后的空气进行再热处理，使室内达到舒适的温湿度要求，实现对送风的温湿度进行调节的功能。回收空调的冷凝热对空气进行再热，也是一种节能措施。

（5）本发明具有自身独立的冷源系统，采用水冷冷凝器排放冷凝热，在大型公共建筑中的应用将会更灵活。

（6）本发明可以按新风工况或者回风工况进行设计，适用于南方湿热地区对湿度控制要求较高的博物馆、美术馆等类似建筑，可避免室内展品出现潮湿、发霉的现象发生；也非常适合过渡季节湿度大地区的建筑物的集中空调系统，如存在“回南天”的南方地区和“黄梅天”的江淮流域。

说明书附图

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，包括机组壳体8，机组壳体8内设置有压缩机1、水冷冷凝器2、制冷剂截止阀3、制冷剂流量调节阀4、冷凝热回收器5、节流装置6、蒸发器7、表冷器11、进风口9、过滤器10、送风机12和出风口13；压缩机1、水冷冷凝器2、冷凝热回收器5、节流装置6和蒸发器7依次通过制冷剂管连接，组成机组的自身冷源系统；表冷器11通过冷水或热水供回水管连接外部集中空调的冷源或热源系统；水冷冷凝器2通过连接水管连接外部集中设置的冷却水系统（冷却塔）；过滤器10设在进风口9处、表冷器11的前面；表冷器11设在蒸发器7的前面；送风机12设在送风口13处；制冷剂截止阀3和制冷剂电动调节阀4安装在冷凝热回收器5的制冷剂入口管段上。

本发明带冷凝热回收的多功能空调除湿机组的工作原理是：

在建筑物内有可利用的集中空调冷源（或热源）为表冷器提供冷水（或热水）时，空调机组的自身冷源系统不工作，表冷器11使用集中空调冷源（或热源）系统的冷水（或热水）对空调回风进行空调制冷（或空调制热）处理。其空气处理过程为：待处理的空气从进风口9进入空调机组，经过滤器10进行除尘过滤，然后经表冷器11进行降温冷却（或加热）处理，流过蒸发器7和冷凝热回收器5时不做处理，最后由送风机12经出风口13送入室内。

在夏季非常规工作时间，因加班或者工艺要求，建筑物中仅有少量房间需要在低负荷下长时间运行，建筑物内集中冷源系统不提供冷水时，机组的自身冷源系统工作，对空气进行空调制冷（降温除湿）。此时，冷凝热回收器5入口处的制冷剂截止阀3关闭，同时开启机组外部连接的冷却水系统，由冷却水系统排除冷凝热。机组自身冷源系统制冷剂的流向为：制冷剂经压缩机1压缩后，进入水冷冷凝器2，经节流装置6节流后进入蒸发器7，再回到压缩机1低压端，完成一个循环。其空气处理过程为：待处理的空调回风从进风口9进入空调机组，经过滤器10进行除尘过滤，通过停止工作的表冷器11，经蒸发器7冷却除湿，再经不工作的冷凝热回收器5后，由送风机12经出风口13送入室内。

在过渡季节，当机组进风温度低、湿度大需要除湿时，表冷器11无外部集中空调冷源供应冷水，空调机组的自身冷源系统工作，对空气进行冷却除湿和再热处理。此时，冷凝热回收器5入口的制冷剂截止阀3开启，其制冷剂流向为：制冷剂经压缩机1压缩后，一小部分进入冷凝热回收器5，剩余的大部分进入水冷冷凝器2，制冷剂经过风冷和水冷两个冷凝器后汇合，经节流装置6节流后进入蒸发器7，再回到压缩机1低压端，完成一个制冷循环。制冷剂管上的制冷剂流量调节阀4可通过调节开度调节再热量，从而调节送风温度，多余的冷凝热经水冷冷凝器2换热后由冷却水系统排出。其空气处理过程为：空气通过进风口9进入空调机组，经过滤器10进行除尘过滤，通过停止工作的表冷器11，经蒸发器7冷却除湿，再经冷凝热回收器5加热升温后，最后由送风机12经出风口13送入室内。

本发明机组处理的空气可以包括室内回风、混合的新回风、全新风等多种状态的空气，机组的制冷除湿能力可根据设定的进风参数进行相应部件的容量调整。

在干燥的过渡季节，如秋季，室外空气干燥，气温适中，这种室外空气作为新风，机组无需对新风进行热湿处理。此时，空调机组的表冷器11和自身冷源系统均停止工作。室外新风从进风口9进入空调机组，经过滤器10进行除尘过滤，然后经过停止工作的表冷器11、蒸发器7和冷凝热回收器5，由送风机12经出风口13送入室内，系统可实现全新风运行。

Claims (8)

1.一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，包括机组壳体（8），其特征在于：所述机组壳体（8）内设置有压缩机（1）、水冷冷凝器（2）、冷凝热回收器（5）、节流装置（6）、蒸发器（7）、表冷器（11）、进风口（9）、过滤器（10）、送风机（12）和出风口（13）；所述压缩机（1）、水冷冷凝器（2）、冷凝热回收器（5）、节流装置（6）和蒸发器（7）依次通过制冷剂管连接，组成机组的自身冷源系统；所述表冷器（11）通过冷水或热水供回水管连接外部集中空调的冷源或热源系统；所述水冷冷凝器（2）通过连接水管连接外部集中设置的冷却水系统；所述过滤器（10）设在进风口（9）处、表冷器（11）的前面；所述表冷器（11）设在蒸发器（7）的前面；所述送风机（12）设在送风口（13）处。

2.根据权利要求1所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述冷凝热回收器（5）的制冷剂入口管段上安装有制冷剂截止阀（3）和制冷剂流量调节阀（4）。

3.根据权利要求1或2所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述水冷冷凝器（2）通过连接水管连接的冷却水系统为冷却塔，由冷却塔排除多余的冷凝热。

4.根据权利要求3所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述机组在使用外部集中空调的冷源或热源系统时，自身冷源系统不工作，由集中空调的冷源或热源系统提供冷水或热水，对机组的回风或新风进行降温冷却或加热处理。

5.根据权利要求3所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述机组在空调制冷季节，在不使用外部集中空调的冷源系统时，利用机组的自身冷源系统进行供冷，对空气进行降温除湿。

6.根据权利要求3所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述机组在潮湿的过渡季节，或者对湿度控制要求高的情况下，当表冷器（11）停止工作时，采用自身冷源系统对空气进行降温除湿及再热的除湿调温处理。

7.根据权利要求3所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述机组在进风的温湿度适宜时，表冷器（11）和自身冷源系统均不工作，送风机（12）作为风机使用。

8.根据权利要求3所述的一种带冷凝热回收的多功能空调除湿机组，其特征在于：所述机组处理的空气包括室内回风、混合的新回风或全新风多种情况，机组的制冷除湿能力根据设定的进风参数进行相应部件的容量调整。

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