CN102620477B - 双冷源全新风热泵除湿机组 - Google Patents

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本发明公开了一种双冷源全新风热泵除湿机组，应用于不宜采用回风的环境或需要温湿度独立控制而专门设计的一种特殊用途的除湿机组。一种双冷源全新风热泵除湿机组，包括前级表冷器和后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统及调温除湿系统，所述空气源热泵系统和调温除湿系统并联安装在组合式机架内。后级的空气源热泵系统和调温除湿系统并联安装，可以实现制冷、除湿、调温、加热等功能。结构上采用组合式结构，分为上下两层，下层是新风处理系统，上层是排风处理系统，集成度高、安装方便。

Description

双冷源全新风热泵除湿机组
技术领域
本发明涉及一种新型的双冷源全新风热泵除湿机组，具体是夏季采用双冷源对全新风进行深度除湿和制冷，冬季启动热泵系统对新风进行加热，春秋季节启动调温除湿系统对全新风进行调温除湿，属于制冷机械领域。
背景技术
全新风除湿机主要应用于需要大量引进新风，但又不希望增加空调房间冷、湿负荷的场所，要求机组在新风温度较宽的范围内都可以精确控制出风的干球温度和露点温度，特别适用于医疗卫生领域、军工、化工、放射性实验室、动物实验室、油漆车间等有除湿、温度要求但不允许采用回风的场所。
全新风除湿机处理的全部是室外新风，采用直送直排的方式，属于直流式空气处理系统。传统的处理方式是用冷热水机组加空气处理机组来实现的，空气处理机组一般布置冷（热）水盘管和辅助加热装置；其缺点是基于全新风除湿的需要，冷水温度要求很低，制冷机组效率很差；特别在梅雨季节，温度不高湿度特别大的时候，全新风既需要制冷除湿又需要再热，此时对于冷热水机组加空气处理机组处理全新风是一件很难堪的事。目前，市场上应用最广泛的是普通型CT除湿机，这是一种带有风冷和水冷2个冷凝器的调温除湿机，对于夏季高温高湿的全新风，普通型除湿机不能满足这种环境的除湿要求：普通型除湿机没有足够的冷量将新风露点温度控制在11g/kg以下送风，所以往往采用两级普通型除湿机串联的方式进行除湿，为达到深度除湿的目的前级除湿机的制冷量往往设计偏大，因而这种串联工作的方式往往会带来许多问题：随着全新风状态点的变化，前后级除湿机工作负荷变化较大，对露点温度的控制也较难，且处于下游的后级除湿机进风温度低，蒸发器工作效率低，导致整机的工作状态差，常会出现因蒸发器结霜而停机的现象，因而给系统的设计和运行带来诸多不便。
双冷源全新风除湿机国内有几家单位正在开发，在功能上和实现方式上各有偏长；有的采用新、排风热回收器回收能量，但难免有交叉感染的风险；有的采用热泵回收能量，但缺乏空气再热对送风温度调节。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足之处，提出了一种新型的双冷源全新风热泵除湿机组：夏季采用双冷源对全新风进行深度除湿和制冷，冬季启动热泵系统对新风进行加热，春秋季节启动调温除湿系统对全新风进行调温除湿。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双冷源全新风热泵除湿机组，包括前级表冷器和后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统及调温除湿系统，所述空气源热泵系统和调温除湿系统并联安装在组合式机架内；所述空气源热泵系统包括制冷循环和制热循环两条循环回路，所述制冷循环回路由第一压缩机、四通阀、排风换热器、制热分液头、第一单向阀、储液器、过滤器、热泵膨胀阀、第二单向阀、制冷分液头、新风换热器、四通阀、第一气液分离器、第一压缩机依次连接构成；所述制热循环回路由第一压缩机、四通阀、新风换热器、制冷分液头、第五单向阀、储液器、过滤器、热泵膨胀阀、第三单向阀、制热分液头、排风换热器、四通阀、第一气液分离器、第一压缩机依次连接构成制热循环；所述调温除湿系统包括调温除湿循环回路和降温除湿循环回路两条循环回路，所述调温除湿循环回路由第二压缩机、排风冷凝器、第一电磁阀、新风冷凝器、第四单向阀、储液器、过滤器、膨胀阀、分液头、蒸发器、第二气液分离器、第二压缩机依次连接构成；所述降温除湿循环回路由第二压缩机、排风冷凝器、第二电磁阀、储液器、过滤器、膨胀阀、分液头、蒸发器、第二气液分离器、第二压缩机依次连接构成；其中在机组上层，排风换热器和排风冷凝器并联安装，在机组下层，新风换热器和蒸发器并联安装。
第一压缩机和第一气液分离器之间安装第一低压表，在第一压缩机和四通阀之间安装第一高压表；所述第二压缩机和第二气液分离器之间安装第二低压表，在第二压缩机和排风冷凝器之间安装第二高压表。
在机组上层排风换热器和排风冷凝器的出口处安装有排风机；在机组下层新风换热器和新风冷凝器的出口处安装有送风机。
在机组上层排风冷凝器的进口处安装有电动风量调节阀。
有益效果：
本发明包括前级冷（热）水表冷器和后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统以及调温除湿系统，双冷源两级接力可有效实现最低9℃的低露点控制。后级的空气源热泵系统和调温除湿系统并联安装，可以实现制冷、除湿、调温、加热等功能。为适应节能和环保的要求，夏季制冷采用冷凝、冬季制热采用热泵技术回收回风的能量后排出，大大提高了机组的COP值。
本发明特别适合特别适用于医疗卫生领域、军工、化工、放射性实验室、动物实验室、油漆车间等有除湿、温度要求但不允许采用回风的场所。
附图说明：
图1是本发明的流程结构示意图。
其中：1、第一压缩机；2、四通阀；3、排风换热器；4、制热分液头；5、第三单向阀；6、第一单向阀；7、储液器；8、过滤器；9、热泵膨胀阀；10、第二单向阀；11、第五单向阀；12、制冷分液头；13、新风换热器；14、第一气液分离器；15、第一低压表、16、第一压力控制器；17、第一高压表；18、表冷器；19、排风机；20、第二压缩机；21、排风冷凝器；22、第一电磁阀；23、新风冷凝器；24、第四单向阀；25、第二电磁阀；26、储液器；27、过滤器；28、膨胀阀；29、分液头；30、蒸发器；31、第二气液分离器；32、第二低压表；33、第二压力控制器；34、第二高压表； 35、电动风量调节阀；36、送风机；37、组合式机架。
具体实施办法：
如图所示，本发明设计的双冷源全新风热泵除湿机组，当机组启动降温除湿时，夏季双冷源全新风热泵除湿机组工作时，由前级冷(热)水表冷器对新风预冷后，再通过后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统以及调温除湿系统进行深度除湿和制冷，冷凝热通过排风换热器、排风冷凝器排出或通过新风冷凝器再热，双冷源两级接力可有效实现最低9℃的低露点控制。
当机组启动调温除湿时，春秋季节双冷源全新风热泵除湿机组工作时，前级冷（热）水表冷器停止工作，后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统启动制冷循环，调温除湿系统启动调温除湿，在机组上层排风冷凝器的进口处安装有电动风量调节阀。在启动调温除湿系统进行除湿时，调节电动风量调节阀，改变通过排风冷凝器的回风量，影响冷凝热在排风冷凝器和新风冷凝器之间的分配，达到调节送风温度的目的。
当机组启动制热时，冬季双冷源全新风热泵除湿机组工作时，由前级冷(热)水表冷器对新风预热后，后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统启动热泵制热，同时关闭电动风量调节阀，让回风全部通过排风换热器进行最大的能量回收。
前级冷（热）水表冷器18，夏季通冷水，冬季通热水，春秋季节关闭，为了提高冷、热水机组的效率，可适当提高冷水供水温度至12-15℃和降低供水热水温度至30-35℃。
后级空气源热泵系统运行于制冷工况时，四通阀2启动制冷设定；运行于制热工况时，四通阀2启动制热设定，电动风量调节阀35完全关闭，让回风全部通过排风换热器3进行最大的能量回收。
后级调温除湿系统运行于降温除湿时，电磁阀25开启，电磁阀22关闭，电动风量调节阀35完全开启；运行于调温除湿时，电磁阀22开启，电磁阀25关闭，当电动风量调节阀35完全关闭，冷凝热全部由新风冷凝器23回收，实现升温除湿。
结构上采用组合式结构，机架37分为上下两层，下层是新风处理系统，上层是排风处理系统，集成度高、安装方便。
压缩机采用涡旋式压缩机，换热器采用铜管铝翅片形式。
控制部分，采用PLC，智能控制，触摸式中英文显示人机界面。

Claims (4)

1.一种双冷源全新风热泵除湿机组，其特征在于：包括前级表冷器（18）和后级制冷剂直接蒸发的空气源热泵系统及调温除湿系统，所述空气源热泵系统和调温除湿系统并联安装在组合式机架（37）的内；所述空气源热泵系统包括制冷循环和制热循环两条循环回路，所述制冷循环回路由第一压缩机（1）、四通阀（2）、排风换热器（3）、制热分液头（4）、第一单向阀（6）、储液器（7）、过滤器（8）、热泵膨胀阀（9）、第二单向阀（10）、制冷分液头（12）、新风换热器（13）、四通阀（2）、第一气液分离器（14）、第一压缩机（1）依次连接构成；所述制热循环回路由第一压缩机（1）、四通阀（2）、新风换热器（13）、制冷分液头（12）、第五单向阀（11）、储液器（7）、过滤器（8）、热泵膨胀阀（9）、第三单向阀（5）、制热分液头（4）、排风换热器（3）、四通阀（2）、第一气液分离器（14）、第一压缩机（1）依次连接构成制热循环；所述调温除湿系统包括调温除湿循环回路和降温除湿循环回路两条循环回路，所述调温除湿循环回路由第二压缩机（20）、排风冷凝器（21）、第一电磁阀（22）、新风冷凝器（23）、第四单向阀（24）、储液器（26）、过滤器（27）、膨胀阀（28）、分液头（29）、蒸发器（30）、第二气液分离器（31）、第二压缩机（20）依次连接构成；所述降温除湿循环回路由第二压缩机（20）、排风冷凝器（21）、第二电磁阀（25）、储液器（26）、过滤器（27）、膨胀阀（28）、分液头（29）、蒸发器（30）、第二气液分离器（31）、第二压缩机（20）依次连接构成；其中在机组上层，排风换热器（3）和排风冷凝器（21）并联安装，在机组下层，新风换热器（13）和蒸发器（30）并联安装。
2.根据权利要求1所述双冷源全新风热泵除湿机组，其特征在于，第一压缩机（1）和第一气液分离器（14）之间安装第一低压表（15），在第一压缩机（1）和四通阀（2）之间安装第一高压表（17）；所述第二压缩机（20）和第二气液分离器（31）之间安装第二低压表（32），在第二压缩机（20）和排风冷凝器（21）之间安装第二高压表（34）。
3.根据权利要求1所述双冷源全新风热泵除湿机组，其特征在于，在机组上层排风换热器（3）和排风冷凝器（21）的出口处安装有排风机（19）；在机组下层新风换热器（13）和新风冷凝器（23）的出口处安装有送风机（36）。
4.根据权利要求1所述双冷源全新风热泵除湿机组，其特征在于，在机组上层排风冷凝器（21）的进口处安装有电动风量调节阀（35）。
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