CN101694314A - 一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置 - Google Patents

Abstract

一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，包含压缩机、风冷式换热器、水冷式换热器、再热器、三通阀、节流装置、阀门和加湿装置，其技术特征在于：通过三通阀实现蒸汽压缩式制冷循环和自然供热循环之间的切换，能够实现降温除湿、等湿降温、等湿升温和升温加湿等多种热力过程。即在夏季和过渡季节可实现供冷、除湿的功能，在冬季时可通过自然供热满足升温的需求，有效地节约能源。该装置还可加设制冷剂泵，提高制冷剂自然循环模式的运行性能和可靠性，同时还可以取消风冷式换热器和水冷式换热器之间的位置和高差限制。该装置适用于北方地区夏季需要降温除湿、冬季需要升温加湿的工业空调系统和对温、湿度要求较为严格的舒适性空调系统。

Description

一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置

技术领域

本发明涉及一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，适用于夏季需要供冷除湿，冬季需要供热、加湿的工业空调系统，也适用于对温、湿度要求较为严格的舒适性空调系统，属于制冷空调设备领域。

背景技术

在我国目前的工业能耗中，空调系统占据了较大的比例。较高的空调系统能耗一方面提高了生产成本，更重要的是，能耗的居高不下给能源系统造成了巨大的压力，在能源形势日趋紧张的今天，这个问题变得更加严峻。

不同的生产工艺决定了空调对象不同的热湿负荷特性和温湿度要求，其中有许多生产工艺对送风的温湿度要求严格。在北方地区，许多工业场合夏季需要实现制冷除湿，冬季需要供热、有时需要加湿。为了保证送风参数在要求范围内，在降温除湿后普遍存在再热问题，目前较多采用蒸汽再热和电加热再热方式，这些方式存在冷热抵消现象，既浪费冷量又浪费热量，能源浪费严重。

目前工业场所采用的调温除湿机基本上可以满足夏季降温除湿需求，但在冬季供热时，却存在一些问题：1)当冬季室外温度较低时，蒸汽压缩式热泵循环的蒸发温度较低、压缩比较大，同时还需对室外机进行融霜除霜，这使得系统性能较差，制热量大大降低；2)当冬季有高温热源可以利用时，由于压缩机的吸气温度不能过高，这就要求蒸发侧热源的水温不能过高，往往通过混水或间接换热的方式将高温水的温度降低后使用，由此，导致了高品位热源的浪费；有的甚至利用另外一套供热系统，来满足冬季供热需求，这降低了设备的利用率，增加了初投资。

同样，在对温湿度要求较高的舒适性空调系统中，也存在上述问题。例如舒适性要求较高的建筑外区，同样存在能源效率利用不高和在室外温度很低时机组不能保证室内温度的情况。

因此，如何根据生产和生活需求，构造出能够满足空调对象温湿度要求、适应复杂多变气象的空气处理装置，该装置能够利用最少的能量投入满足空调对象的不同需求，最大程度地实现节能成为当前面临的一个重要问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，该装置可以有效地利用冬季供暖时的高温热源，实现对供暖房间的自然加热功能，降低了能源消耗，提高了空调系统在全年内的节能性和可靠性。

本发明的技术方案如下：

方案一：一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：包含水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4、风冷式换热器6和压缩机7；所述压缩机7、水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4和风冷式换热器6通过管道连接构成蒸气压缩式制冷循环回路；在所述压缩机7的排气口和水冷式换热器1的连接管道上加设第二个三通阀8；所述第二个三通阀8的高压端口与压缩机7的排气口相连，低压端口与风冷式换热器6和压缩机7的连接管路相连，出气口与水冷式换热器1相连；在节流装置4的两端并联旁通阀门5；所述风冷式换热器6、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2和旁通阀门5构成制冷剂自然循环回路；所述风冷式换热器6和再热器3处在空气处理箱11内，待处理的空气待处理的空气先经过风冷式换热器6，再经过再热器3；所述风冷式换热器6的位置高于水冷式换热器1。

方案二：一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：包含水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4、风冷式换热器6和压缩机7；所述压缩机7、水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4和风冷式换热器6通过管道连接构成蒸气压缩式制冷循环回路；在所述压缩机7的排气口和水冷式换热器1的连接管道上加设第二个三通阀8；所述第二个三通阀8的高压端口与压缩机7的排气口相连，低压端口与风冷式换热器6和压缩机7的连接管路相连，出气口与水冷式换热器1相连；在节流装置4的两端并联旁通阀门5；所述风冷式换热器6、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2和旁通阀门5构成制冷剂自然循环回路，在该制冷剂自然循环回路中，在风冷式换热器6的出口和水冷式换热器1的连接管路上加设制冷剂泵13，并在所述制冷剂泵13的两端并联阀门14；所述风冷式换热器6和再热器3处在空气处理箱11内，待处理的空气先经过风冷式换热器6，再经过再热器3。

在上述两种方案中，所述第一个三通阀2为电动三通调节阀或电磁三通调节阀，所述第二个三通阀8为自力式三通阀、电动式三通阀或电磁式三通阀；所述阀门5和阀门14是电磁阀或电动阀；所述节流装置4为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合；在再热器3后加设加湿装置12。

通过以上技术方案，本发明实现了除湿降温、等湿降温、等湿升温以及升温加湿等热力过程，充分满足了空调对象在不同季节的需求，在实现夏季除湿调温的同时，实现了在冬季对高温热源的高效利用，以较低的能源输入实现了将外界热源的热量向室内的传递，有效的增强了装置的节能性和可靠性。适用于夏季需要供冷、除湿，冬季需要供热的工业空调系统，也适用于对温、湿度要求较为严格的舒适性空调系统。

附图说明

图1为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一的结构原理图。

图2为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式一的运行原理图。

图3为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式二的运行原理图。

图4为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式三的运行原理图。

图5为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例二的结构原理图。

图中：1-水冷式换热器；2-第一个三通阀；3-再热器；4-节流装置；5-旁通阀门；6-再热器；7-压缩机；8-第二个三通阀；11-空气处理箱；12-加湿装置；13-制冷剂泵；14-阀门。

具体实施方式

图1为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一的结构原理图，一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：包含水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4、风冷式换热器6和压缩机7；所述压缩机7、水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3、节流装置4和风冷式换热器6通过管道连接构成蒸气压缩式制冷循环回路；在所述压缩机7的排气口和水冷式换热器1的连接管道上加设第二个三通阀8；所述第二个三通阀8的高压端口与压缩机7的排气口相连，低压端口与风冷式换热器6和压缩机7的连接管路相连，出气口与水冷式换热器1相连；在节流装置4的两端并联旁通阀门5；所述风冷式换热器6、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2和旁通阀门5构成制冷剂自然循环回路；所述风冷式换热器6和再热器3处在空气处理箱11内，待处理的空气待处理的空气先经过风冷式换热器6，再经过再热器3；所述风冷式换热器6的位置高于水冷式换热器1。

在本实施例中，所述第一个三通阀2为电动三通调节阀或电磁三通调节阀，所述第二个三通阀8为自力式三通阀、电动式三通阀或电磁式三通阀；所述阀门5和阀门14是电磁阀或电动阀；所述节流装置4为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合；在再热器3后加设加湿装置12。

本实施例可实现三种模式：

模式一：图2为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式一的运行原理图，在该模式下，阀门5关闭，再热器3和加湿装置12关闭，通过节流装置4来调节制冷量，风冷式换热器6、压缩机7、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2和节流装置4构成蒸汽压缩式制冷循环回路。待处理的空气经过风冷式换热器6进行降温，实现蒸汽压缩式制冷模式。

模式二：图3为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式二的运行原理图，在该模式下，阀门5关闭，加湿装置12关闭，再热器3工作，风冷式换热器6、压缩机7、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2、再热器3和节流装置4构成蒸汽压缩式制冷循环回路。待处理的空气经过风冷式换热器6降温除湿，再经过再热器3再热，实现降温除湿模式。

模式三：图4为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式三的运行原理图，在该模式下，阀门5开启，压缩机7、节流装置4和再热器3不工作，风冷式换热器6、第二个三通阀8、水冷式换热器1、第一个三通阀2和阀门5构成制冷剂自然循环回路。待处理的空气经过风冷式换热器6被加热，加湿装置12关闭，实现供热模式，加湿装置12开启，实现供热加湿模式。

图5为本发明公开的“一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置”实施例二的结构原理图，该实施例的结构与实施例一的结构基本相同，区别在于，本实施例中，在制冷剂自然循环回路中，在风冷式换热器6的出口和水冷式换热器1之间加设了制冷剂泵13，并在两端并联阀门14，消除了风冷式换热器6和水冷式换热器1之间的高度限制。该实施例的运行模式与实施例一基本相同，区别在于，在自然供热模式下，制冷剂泵13工作，关闭阀门14，其他模式下，制冷剂泵13不工作，阀门14开启。

Claims (5)

1.一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：包含水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)、再热器(3)、节流装置(4)、风冷式换热器(6)和压缩机(7)；所述压缩机(7)、水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)、再热器(3)、节流装置(4)和风冷式换热器(6)通过管道连接构成蒸气压缩式制冷循环回路；在所述压缩机(7)的排气口和水冷式换热器(1)的连接管道上加设第二个三通阀(8)；所述第二个三通阀(8)的高压端口与压缩机(7)的排气口相连，低压端口与风冷式换热器(6)和压缩机(7)的连接管路相连，出气口与水冷式换热器(1)相连；在节流装置(4)的两端并联旁通阀门(5)；所述风冷式换热器(6)、第二个三通阀(8)、水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)和旁通阀门(5)构成制冷剂自然循环回路；所述风冷式换热器(6)和再热器(3)处在空气处理箱(11)内，待处理的空气待处理的空气先经过风冷式换热器(6)，再经过再热器(3)；所述风冷式换热器(6)的位置高于水冷式换热器(1)。

2.一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：包含水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)、再热器(3)、节流装置(4)、风冷式换热器(6)和压缩机(7)；所述压缩机(7)、水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)、再热器(3)、节流装置(4)和风冷式换热器(6)通过管道连接构成蒸气压缩式制冷循环回路；在所述压缩机(7)的排气口和水冷式换热器(1)的连接管道上加设第二个三通阀(8)；所述第二个三通阀(8)的高压端口与压缩机(7)的排气口相连，低压端口与风冷式换热器(6)和压缩机(7)的连接管路相连，出气口与水冷式换热器(1)相连；在节流装置(4)的两端并联旁通阀门(5)；所述风冷式换热器(6)、第二个三通阀(8)、水冷式换热器(1)、第一个三通阀(2)和旁通阀门(5)构成制冷剂自然循环回路，在该制冷剂自然循环回路中，在风冷式换热器(6)的出口和水冷式换热器(1)的连接管路上加设制冷剂泵(13)，并在所述制冷剂泵(13)的两端并联阀门(14)；所述风冷式换热器(6)和再热器(3)处在空气处理箱(11)内，待处理的空气先经过风冷式换热器(6)，再经过再热器(3)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：所述第一个三通阀(2)为电动三通调节阀或电磁三通调节阀，所述第二个三通阀(8)为自力式三通阀、电动式三通阀或电磁式三通阀。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：所述阀门(5)和阀门(14)是电磁阀或电动阀；所述节流装置(4)为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的一种带自然供热和湿度控制的空气处理装置，其特征在于：在再热器(3)后加设加湿装置(12)。

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