CN102235723A - 一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统 - Google Patents

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范新
张乐平
倪飒
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Abstract

一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，涉及空调技术领域。本发明包括潜热负荷处理设备和显热负荷处理设备。其结构特点是，所述潜热负荷处理设备由冷水/热泵机组和通过管道与冷水/热泵机组相连的多台新风机组组成。显热负荷处理设备由高温冷水/热泵机组和通过管道与高温冷水机组相连的多台干式末端组成。同现有技术相比，本发明系统分别对空气的显热负荷和湿负荷进行调节，具有能耗低、设备体积小、运行高效的特点。

Description

一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统。
背景技术
温度、湿度独立控制技术主要是将空气中的湿负荷和显热负荷分别控制，达到健康、舒适、环保和节能的效果。现有技术中，温度、湿度独立控制技术主要应用在夏季空调系统上。它的应用方式包括三种类型：一种是将单一温度的低温冷源，一部分直接用于新风机组，处理空气的湿负荷；另外一部分通过中间换热器，制取高温冷水，通过室内的干式末端用于空气的降温处理，如图1所示。另一种是采用溶液除湿新风机组处理空气的湿负荷，同时采用高温冷源用于空气的降温处理，如图2所示。第三种方式如中国专利申请号为200720195921.3的“一种基于高低温双冷源的温湿度独立调节空调系统”，它是一种采用低温冷源进行冷冻除湿，然后采用高温冷源进行降温的全空气系统，如图3所示。对于第一种方式，它的缺点是系统能耗高，主要原因是冷水机组制取低温水(7℃)时，其能效比要比制取空调用高温水(18℃)的冷水机组能效比低20％以上；另外，它通过中间换热器将7℃的低温水换热至18℃的高温冷水，冷能的品位下降很大，能效损失大，虽然系统是温湿分控系统，但并未发挥温湿分控系统的节能优势。对于第二种方式，溶液除湿的原理是利用溶液浓度差实现对空气中水汽的吸收，然后再热浓缩的化学原理，这种方式主要缺点是溶液除湿新风机组的体积较大，安装空间需求大，而且开式的溶液循环可能对新风造溶液污染，因而尚未得到广泛应用。第三种方式，它主要是针对夏天的热湿负荷的处理，冬天的供暖必须另设一套系统完成，而且由于高温冷水的处理温差有限，需要的送风量较常规系统风量大很多，因此，采用全空气系统型式会大幅增加送风机的功率，降低整个空调系统的运行能效。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统。该系统分别对空气的显热负荷和湿负荷进行调节，具有能耗低、设备体积小、运行高效的特点。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，它包括潜热负荷处理设备和显热负荷处理设备。其结构特点是，所述潜热负荷处理设备由冷水/热泵机组和通过管道与冷水/热泵机组相连的多台新风机组组成。显热负荷处理设备由高温冷水/热泵机组和通过管道与高温冷水机组相连的多台干式末端组成。
在上述空调系统中，所述冷水/热泵机组和高温冷水/热泵机组的出水管道上分别设有循环水泵。
在上述空调系统中，所述冷水/热泵机组采用水源热泵、地源热泵或者空气源热泵机组。
在上述空调系统中，所述干式末端采用干式空调机组或者干式风机盘管或者冷/热辐射末端。
本发明由于采用了上述结构，分别采用高温冷水/热泵机组结合干式末端处理空气的显热负荷，实现空气的降温或者升温；采用常规的冷水/热泵机组作为新风机组的冷/热源，处理新风的湿负荷和室内空气的湿负荷，实现对空气的除湿或加湿。本发明既可发挥空调/热泵主机的能效，又可充分利用干式末端的优势，实现空调系统的高效运行，保证室内空气的健康和舒适。同现有技术相比，本发明能大幅提高空调主机运行能效，提高系统运行能效。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为现有技术方式一的结构示意图；
图2为现有技术方式二的结构示意图；
图3为现有技术方式三的结构示意图；
图4为本发明实施例一的结构示意图；
图5为本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
参看图4，本发明包括由冷水/热泵机组1和通过管道与冷水/热泵机组1相连的多台新风机组2组成的潜热负荷处理设备以及由高温冷水/热泵机组3和通过管道与高温冷水/热泵机组3相连的多台干式末端4组成的显热负荷处理设备。冷水/热泵机组1和高温冷水/热泵机组3的出水管道上分别设有循环水泵5。冷水/热泵机组1采用水源热泵、地源热泵或者空气源热泵机组。干式末端4采用干式空调机组或者干式风机盘管或者冷/热辐射末端。
上述结构的本发明空调系统工作时，在夏季，冷水/热泵机组1制取5-10℃的低温冷水，为新风机组2的表冷器供水，用于对经过的新风除湿，同时承担室内的潜热负荷。新风机组2的表冷器内的冷水被新风加热后返回冷水/热泵机组1，被再次冷却，往复循环。高温冷水/热泵机组3制取12-20℃的冷水(水温高于空调环境露点温度2度)，供给室内末端，用于冷却房间内的空气，实现空气降温的同时不会产生凝露现象，处理室内空气的显热负荷。在冬季，冷水/热泵机组1制取40-50℃的热水，用于新风机组2内的新风加热和加湿，承担新风负荷。新风机组2的表冷器(此时变成了加热器)内的热水被冷却后返回常规热泵机组，再次被加热，往复循环。高温冷水/热泵机组3制取30-40℃的低温热水，供给干式末端4，用于室内空气的加热。
实施例二
参看图5，采用独立冷热源的热泵热回收新风机组6代替本发明实施例一的冷水/热泵机组1与多台新风机组2的组合。热泵热回收新风机组6内置有一级显热回收换热器和直接蒸发式的空气源热泵或水源热泵或地源热泵机组。在夏季，新风与室内排风进行一级热回收，将新风预冷之后，再通过内置热泵机组的蒸发器，进一步降温除湿，处理新风的潜热负荷。在冬季，新风与排风进行一级热回收，将新风预热之后，再经过内置热泵机组的冷凝器(夏季的蒸发器)，将新风加热到需求状态后送至室内。显热负荷处理设备的运行与上述本发明实施例一的运行模式相同，不再重复赘述。

Claims (4)

1.一种采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，它包括潜热负荷处理设备和显热负荷处理设备，其特征在于，所述潜热负荷处理设备由冷水/热泵机组(1)和通过管道与冷水/热泵机组(1)相连的多台新风机组(2)组成，显热负荷处理设备由高温冷水/热泵机组(3)和通过管道与高温冷水/热泵机组(3)相连的多台干式末端(4)组成。
2.根据权利要求1所述的采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述冷水/热泵机组(1)和高温冷水/热泵机组(3)的出水管道上分别设有循环水泵(5)。
3.根据权利要求1或2所述的采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述冷水/热泵机组(1)采用水源热泵、地源热泵或者空气源热泵机组。
4.根据权利要求1或2所述的采用双冷源的温度和湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述干式末端(4)采用干式空调机组或者干式风机盘管或者冷/热辐射末端。
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