CN102353124B - 一种控制空调系统热湿比的方法及定热湿比型表冷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种控制空调系统热湿比的方法及热湿比型表冷器，所述热湿比型表冷器包括冷冻水供水管(1)和回水管(2)，所述供水管(1)的出水口通过若干条纵向排列的盘管(3)连接回水管(2)的进水口，在回水管(2)的出水口处设有电动二通阀(4)，其特征是：在供水管(1)内设有重力活塞(5)，在所述供水管(1)和回水管(2)之间设有压差信号管(6)，所述压差信号管(6)设在盘管(3)的上部。本发明由于在空调系统中设置了定热湿比型表冷器，能够避免空调系统在部分负荷时湿度失控的情况，具有恒定盘管压差和进出水温差、简化自控系统、提高空调效率的有益效果。特别适用于大温差、低盘管压差场合。

Description

一种控制空调系统热湿比的方法及定热湿比型表冷器

技术领域

本发明涉及一种控制空调系统热湿比的方法及定热湿比型表冷器，属于空调或中央空调系统技术领域。

背景技术

现有技术中，传统的在部分负荷下控制室内温度的方法：如图3所示，通过控制电动二通阀减少进入盘管的水量，冷冻水流量与冷却盘管制冷能力呈非线性关系，水流量为50％时，盘管运行大致为85％的显热，为使盘管达到50％的显热，大概需要20％的冷冻水流量，在现有的控制中，冷却水的总流量和盘管的管道流速是成比例的，为使显热负荷在50％时，流速保持在层流流速限制即0.25m/s以上，需要选择盘管在满负荷时水速大于1.25m/s。如果选择5℃温差的盘管，就意味着较高的冷冻水压力降，因此，采用1.25m/s的盘管铜管流速是维持一个可以接受的水泵的运行费用的谨慎选择。而通常的空调系统设计和空调机组制造都有一定的余量，在大多数情况下两者叠加富裕量30％以上，因此层流达到全部显热负荷的65％就会发生，此时，电动二通阀不能稳定工作，在显热负荷的65％以下区域，电动二通阀在接近全开与层流临界位置之间跳动，比例控制电动二通阀变为一个的开/关控制，当水流速处于层流状态时，表冷器处理潜热的能力将大大下降。从而，结果将导致空气状态空间中相对湿度的增加，影响舒适度。

表冷器是中央空调系统最常见的水-空气侧换热设备，大量应用在风机盘管、空调机组中，主要起到降温和除湿作用。目前，现有的表冷器在满负荷的换热能力已经得到了充分的挖掘，但除湿性能与其相连的电动二通阀开度成正相关性，而通常的全年室内热湿比也是夏季大过渡季节小，因此，在大部份应用空调机组的场合，按设计工况选型的盘管，在保证室温的时候，其室内湿度除在较炎热的夏季可以保证外，全年的大多数时间是失控的。

现有技术中，为了更有效的将冷量从盘管中通过管道转移到流动的水中，有必要设定最低水流速以保持铜管中水的湍流状态，当水流速降低至一个关键点，水的流动变为层流状态，此时热交换性能将有相当大的降低，且不稳定，这个最低水流速定义在雷诺数为3500时的流速，典型的冷却盘管应用1/2英寸非强化传热铜管，此时代表水流速大致上为0.25m/s。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决现有技术的空调系统在部分负荷时湿度失控的情况，提供一种可以提高室内空气舒适度和控制精度的控制空调系统热湿比的方法。

本发明的目的之二，是为了提供一种可以提高室内空气舒适度和控制精度的用于空调系统热湿比控制的定热湿比型表冷器。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案达到：

一种控制空调系统热湿比的方法，其特征是：

1)在空调系统中设置定热湿比型表冷器，使空调系统在部分负荷时通过活塞阻断冷冻水流入非必要的盘管，以限制显热负荷比例占优的一部分盘管的热传导；

2)在所述定热湿比型表冷器的供水总管中设置重力活塞和压力信号管，通过重力活塞和压力信号管控制所述定热湿比型表冷器的供水总管中的压力差动，所述重力活塞通过计算进行选型，以维持盘管的压差接近于设计压差；如果压盘管的压差大于设计压差，则控制重力活塞上升，打开增设的压力信号管回路；如果压盘管的压差小于设计压差，则控制重力活塞下降，关闭部分回路；

3)部分负荷时，重力活塞直接让冷冻水流入低于该重力活塞位置的盘管回路，并在运行回路的附近区域保持设计表面温度；在活塞封盖上部的回路，没有水流动于盘管回路中；重力活塞保持供回水总管间恒定的压差；在所有负荷下所述定热湿比型表冷器接近恒定的水的流速与温升；

4)控制所述定热湿比型表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，使空调系统在100％至25％负荷之间获得恒定的热湿比，即定热湿比。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案达到：

用于控制空调系统定热湿比的定热湿比型表冷器，其结构特点是：包括冷冻水供水管和回水管，所述供水管的出水口通过若干条纵向排列的盘管连接回水管的进水口，在回水管的出水口处设有电动二通阀，在供水管内设有重力活塞，在所述供水管和回水管之间设有压差信号管，所述压差信号管设在盘管的上部。

本发明的第二个目的还可以通过采取如下措施达到：

实现本发明第二目的的一种技术方案是：所述盘管可以设有十条或十条以上。

实现本发明第二目的的一种技术方案是：所述电动二通阀可以为比例式电动二通阀。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

本发明具有如下突出的有益效果：

1、本发明由于在空调系统中设置了定热湿比型表冷器，能够避免空调系统在部分负荷时湿度失控的情况，具有恒定盘管压差和进出水温差、简化自控系统、提高空调效率的有益效果。

2、本发明的定热湿比型表冷器无需外界动力驱动，通过压力差动重力活塞，恒定了表冷器压差和进出水温差，提高了部分负荷冷冻水系统水力平衡度，降低了了冷冻水泵的空调季能耗，具有节约能源的有益效果。特别适用于大温差、低盘管压差场合。

3、本发明表冷器在现有技术的表冷器上通过简单改造即可实现，提高了室内空气的舒适度，具有免维修的优点。

附图说明

图1为本发明的表冷器的结构示意图。

图2为本发明的表冷器的热湿比示意图。

图3为现有技术的表冷器的热湿比示意图。

其中，1-供水管，2-回水管，3-盘管，4-电动二通阀，5-重力活塞，6-压差信号管。

具体实施方式

具体实施例1：

图1和图2构成本发明的具体实施例1。

参照图2，本实施例所述控制空调系统热湿比的方法，其特征是：

1)在空调系统中设置定热湿比型表冷器，使空调系统在部分负荷时通过活塞阻断冷冻水流入非必要的盘管，以限制显热负荷比例占优的一部分盘管的热传导；

2)在所述定热湿比型表冷器的供水总管中设置重力活塞和压力信号管，通过重力活塞和压力信号管控制所述定热湿比型表冷器的供水总管中的压力差动，所述重力活塞通过计算进行选型，以维持盘管的压差接近于设计压差；如果压盘管的压差大于设计压差，则控制重力活塞上升，打开增设的压力信号管回路；如果压盘管的压差小于设计压差，则控制重力活塞下降，关闭部分回路；

3)部分负荷时，重力活塞直接让冷冻水流入低于该重力活塞位置的盘管回路，并在运行回路的附近区域保持设计表面温度；在活塞封盖上部的回路，没有水流动于盘管回路中；重力活塞保持供回水总管间恒定的压差；在所有负荷下所述定热湿比型表冷器接近恒定的水的流速与温升；

4)控制所述定热湿比型表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，使空调系统在100％至25％负荷之间获得恒定的热湿比，即定热湿比。

例如，在空调系统中设置定热湿比型表冷器，由重力活塞5通过计算选型维持盘管3的压差接近于设计压差，如果压差大于设计值，重力活塞5上升，打开增加的回路；如果压差小于设计值，重力活塞5下降，关闭部分回路；当空调系统处于部分负荷时(即部分空调机工作)，重力活塞5让冷冻水流入低于重力活塞5位置的盘管3回路，且在运行回路的附近区域保持设计表面温度，限制显热负荷比例占优的一部分盘管3的热传导。重力活塞5保持供水管1和回水管2间恒定的压差，从而保持了所有负荷下接近恒定的水的流速与温升，同时，表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，在100％至25％负荷之间可获得一个近似常数的热湿比。

参照图1，本实施例所使用的定热湿比型表冷器，包括冷冻水供水管1和回水管2，所述供水管1的出水口通过若干条纵向排列的盘管3连接回水管2的进水口，在回水管2的出水口处设有电动二通阀4，在供水管1内设有重力活塞5，在所述供水管1和回水管2之间设有压差信号管6，所述压差信号管6设在盘管3的上部。本实施例中，所述盘管3设有十条；所述电动二通阀4为比例式电动二通阀。

参照图2，本实施例的工作原理如下：

空气穿过运行回路部分从而被冷却除湿。在活塞封盖上部的回路，没有水流动于盘管回路中，因此不能冷却空气。重力活塞保持供回水总管间恒定的压差，从而保持了所有负荷下接近恒定的水的流速与温升。同时，表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，在100％至25％负荷之间可获得一个近似常数的热湿比。在此工作原理中，等于表冷器是可变化的，以使其与显热负荷相一致，以此保持离开时的空气状态设计值与负荷变化无关(见图2)。

在本实施例中，等于表冷器是可变化的，以使其与显热负荷相一致，以此保持离开时的空气状态设计值与负荷变化无关。

Claims (5)

1.一种控制空调系统热湿比的方法，其特征是：

1)在空调系统中设置定热湿比型表冷器，使空调系统在部分负荷时通过活塞阻断冷冻水流入非必要的盘管，以限制显热负荷比例占优的一部分盘管的热传导；

2)在所述定热湿比型表冷器的供水总管中设置重力活塞和压力信号管，通过重力活塞和压力信号管控制所述定热湿比型表冷器的供水总管中的压力差动，所述重力活塞通过计算进行选型，以维持盘管的压差接近于设计压差；如果压盘管的压差大于设计压差，则控制重力活塞上升，打开增设的压力信号管回路；如果压盘管的压差小于设计压差，则控制重力活塞下降，关闭部分回路；

3)部分负荷时，重力活塞直接让冷冻水流入低于该重力活塞位置的盘管回路，并在运行回路的附近区域保持设计表面温度；在活塞封盖上部的回路，没有水流动于盘管回路中；重力活塞保持供回水总管间恒定的压差；在所有负荷下所述定热湿比型表冷器接近恒定的水的流速与温升；

4)控制所述定热湿比型表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，使空调系统在100％至25％负荷之间获得恒定的热湿比，即定热湿比。

2.根据权利要求1所述的一种控制空调系统热湿比的方法，其特征是：

1)重力活塞(5)通过计算选型维持盘管(3)的压差接近于设计压差，如果压差大于设计值，重力活塞(5)上升，打开增加的回路；如果压差小于设计值，重力活塞(5)下降，关闭部分回路；

2)部分负荷时，重力活塞(5)让冷冻水流入低于重力活塞(5)位置的盘管(3)回路，且在运行回路的附近区域保持设计表面温度，限制显热负荷比例占优的一部分盘管(3)的热传导；

3)重力活塞(5)保持供水管(1)和回水管(2)间恒定的压差，从而保持了所有负荷下接近恒定的水的流速与温升，同时，定热湿比型表冷器在部分负荷时的潜能保持与显负荷成比例，在100％至25％负荷之间可获得一个近似常数的热湿比。

3.根据权利要求1所述的一种控制空调系统热湿比方法的定热湿比型表冷器，其特征是：包括冷冻水供水管(1)和回水管(2)，所述供水管(1)的出水口通过若干条纵向排列的盘管(3)连接回水管(2)的进水口，在回水管(2)的出水口处设有电动二通阀(4)，在供水管(1)内设有重力活塞(5)，在所述供水管(1)和回水管(2)之间设有压差信号管(6)，所述压差信号管(6)设在盘管(3)的上部。

4.根据权利要求3所述的定热湿比型表冷器，其特征是：所述盘管(3)设有十条或十条以上。

5.根据权利要求3所述的定热湿比型表冷器，其特征是：所述电动二通阀(4)为比例式电动二通阀。