CN102777994B - 转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置，其结构包括通过管道连接的转轮除湿系统和蒸汽压缩式制冷系统，蒸汽压缩式制冷系统是由蒸发器、压缩机、制冷剂冷凝与过冷换热器、膨胀阀及制冷剂气体冷却器组成的闭合回路，其中，制冷剂气体冷却器主要负责将从压缩机排出的过热的制冷剂冷却成饱和的制冷剂，制冷剂冷凝与过冷换热器是管壳式换热器或者是板式换热器，制冷剂冷凝与过冷换热器的一侧通制冷剂，另外一侧通冷却水。本发明将潜热负荷和显热负荷分开作业，制冷系统的效率没有因产生热空气而降低，且制冷装置中获得了可以满足转轮再生用的热空气。
Description
技术领域
本发明涉及制冷空调装置，具体是一种转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置。
背景技术
制冷空调装置的负荷包括显热负荷（热负荷）和潜热负荷（湿负荷）两个方面，其中湿负荷在总的空调负荷中占20-40%,是整个空调负荷的重要组成部分。传统的蒸汽压缩式制冷空调装置采取冷凝除湿方法将空气冷却至空气露点温度之下，实现显热负荷和潜热负荷的同时处理，这中情况下压缩机消耗的功率高，蒸汽压缩式制冷系统的制冷效率低。
利用转轮除湿与蒸汽压缩式制冷结合实现温度控制与湿度控制是空调过程节能的有效途径。国内有很多研究者都开发转轮除湿与蒸汽压缩式制冷结合的耦合装置，但是，他们都没有从制冷装置获得可以满足转轮再生的热空气，或者，他们的耦合装置为了从制冷装置中获得65℃以上的再生热空气而牺牲制冷装置的制冷效率。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一个新型的将潜热负荷和显热负荷分开作业，制冷系统的效率没有因产生热空气而降低，且制冷装置中获得了可以满足转轮再生用的热空气的转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置。
本发明的上述目的是通过以下技术方案予以实现：
一种转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置，包括通过管道连接的转轮除湿系统和蒸汽压缩式制冷系统。
蒸汽压缩式制冷系统是由蒸发器、压缩机、制冷剂冷凝与过冷换热器、膨胀阀及制冷剂气体冷却器组成的闭合回路。制冷剂气体冷却器主要负责将从压缩机排出的过热的制冷剂冷却成饱和的制冷剂，其结构形式是管翅式换热器，由换热管与翅片组成，制冷剂在管内流动而冷却制冷剂的空气在管外流动，制冷剂冷凝与过冷换热器是管壳式换热器或者是板式换热器，制冷剂冷凝与过冷换热器的一侧通制冷剂，另外一侧通冷却水，经过该换热器制冷剂从气态变成液态，同时制冷剂在换热器中完全冷凝后，被进一步冷却到过冷状态。
转轮除湿系统包括具有再生区和处理区的转轮、冷却器、处理风机、再生风机及带动转轮旋转的电机；需要处理的空气a通过管道依序连接转轮处理区、冷却器、蒸发器与处理风机，再生空气e通过管道依序流过制冷剂气体冷却器、转轮再生区及再生风机，处理风机与再生风机设有排风口。
空气a流经过转轮处理区后，空气a中的水分被转轮吸附，空气变得干燥，再依序经冷却器、蒸发器与处理风机后，由处理风机排风口b排出；再生空气e经制冷剂气体冷却器加热后，其温度高于制冷系统的制冷剂的饱和冷凝温度，热空气流过转轮处理区，吸附在转轮上的水分被热空气带走，转轮再生需要的能源来源于制冷剂气体冷却器制冷过程释放的热量，再经再生风机从排风口f排向大气，转轮上的吸附材料恢复吸附能力。
进一步地，如果空气a中的水分含量比较高，本发明可采用双级转轮及双级冷却器，双级转轮在各自的电机带动下旋转，需要处理的空气a通过管道依序连接Ⅰ级转轮处理区、Ⅰ级冷却器、Ⅱ级转轮处理区、Ⅱ级冷却器、蒸发器与处理风机；再生空气e通过管道经制冷换热器后分流、一支流经Ⅰ级转轮再生区与Ⅰ级再生风机连通，另一支流经Ⅱ级转轮再生区与Ⅱ级再生风机连通。
本发明将潜热负荷和显热负荷分开处理，转轮再生需要的能量完全来源于蒸汽压缩式制冷过程产生的冷凝余热，除此之外，由于蒸汽压缩式制冷系统无需要负责除去空气中的水分，蒸汽压缩式制冷系统运行时其蒸发器的蒸发温度比普通的蒸汽压缩式制冷系统运行时的蒸发温度高，制冷机蒸发器蒸发温度比普通制冷系统的蒸发温度大约高2-10℃，由此，蒸发压缩式制冷系统的蒸发压力与冷凝压力之比值低，压缩机消耗的功率低，蒸汽压缩式制冷系统的制冷效率高。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的另一种结构示意图。
【主要组件符号说明】
1-处理风机， 2-蒸发器， 3-压缩机，
4-制冷剂冷凝与过冷换热器， 5-膨胀阀， 6-制冷剂气体冷却器，
7-Ⅱ级冷却器， 8-Ⅱ级转轮处理区， 10-Ⅱ级转轮再生区，
11-Ⅱ级再生风机， 12-电机， 14-Ⅰ级冷却器，
17-Ⅰ级转轮再生区， 18-Ⅰ级转轮处理区， 20-Ⅰ级再生风机。
具体实施方式
本发明为一种转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置，其结构包括通过管道连接的转轮除湿系统和蒸汽压缩式制冷系统。
如图所示，蒸汽压缩式制冷系统是由蒸发器2、压缩机3、制冷剂冷凝与过冷换热器4、膨胀阀5及制冷剂气体冷却器6组成的闭合回路，其中，制冷剂气体冷却器6主要负责将从压缩机排出的过热的制冷剂冷却成饱和的制冷剂，其结构形式是管翅式换热器，由换热管与翅片组成，制冷剂在管内流动而冷却制冷剂的空气在管外流动，制冷剂冷凝与过冷换热器4是管壳式换热器或者是板式换热器，制冷剂冷凝与过冷换热器4的一侧通制冷剂，另外一侧通冷却水，经过该换热器制冷剂从气态变成液态，同时制冷剂在换热器中完全冷凝后，被进一步冷却到过冷状态。
转轮除湿系统包括具有再生区10和处理区8的转轮、冷却器7、处理风机1、再生风机11及带动转轮旋转的电机12；空气a流经转轮处理区8，再依序经冷却器7、蒸发器2与处理风机1之后，由处理风机1排风口b排出；再生空气e经制冷剂气体冷却器6加热后，流过再生区10，再经再生风机11从排风口f排向大气，如图1所示。
针对空气a中的水分含量较大的情况，本发明在图1的基础上增加一套转轮与冷却器，如图2所示，转轮除湿系统包括Ⅰ级转轮、Ⅱ级转轮、处理风机1、Ⅰ级转轮再生区17、Ⅰ级冷却器14、Ⅱ级再生风机11、Ⅱ级冷却器7及电机，双级转轮在各自的电机带动下旋转，空气a依序流经Ⅰ级转轮处理区18、Ⅰ级冷却器14、Ⅱ级转轮处理区8、Ⅱ级冷却器7、蒸发器2与处理风机1之后，由排风口b排出，再生空气e经制冷剂气体冷却器6加热后分流，一支流过Ⅰ级转轮再生区17与Ⅰ级再生风机20后，从排风口g排向大气，另一支流经Ⅱ级转轮再生区10与Ⅱ级再生风机11后，从排风口f排向大气。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.转轮吸附蒸汽压缩制冷耦合空调装置，其特征在于: 包括通过管道连接的转轮除湿系统和蒸汽压缩式制冷系统，所述蒸汽压缩式制冷系统是由蒸发器（2）、压缩机（3）、制冷剂冷凝与过冷换热器（4）、膨胀阀（5）及制冷剂气体冷却器（6）组成的闭合回路，其中，制冷剂气体冷却器（6）主要负责将从压缩机排出的过热的制冷剂冷却成饱和的制冷剂，其结构形式是管翅式换热器，由换热管与翅片组成，制冷剂在管内流动而冷却制冷剂的空气在管外流动，制冷剂冷凝与过冷换热器（4）是管壳式换热器或者是板式换热器，制冷剂冷凝与过冷换热器（4）的一侧通制冷剂，另外一侧通冷却水，经过该换热器制冷剂从气态变成液态，同时制冷剂在换热器中完全冷凝后，被进一步冷却到过冷状态，转轮除湿系统包括具有再生区（10）和处理区（8）的转轮、冷却器（7）、处理风机（1）、再生风机（11）及带动转轮旋转的电机（12）；需要处理的空气a通过管道依序连接转轮处理区（8）、冷却器（7）、蒸发器（2）与处理风机（1），再生空气e通过管道依序连接制冷剂气体冷却器（6）、转轮再生区（10）及再生风机（11），所述处理风机（1）与再生风机（11）设有排风口；转轮再生需要的能源来源于制冷过程释放的热量，同时被加热的空气温度高于制冷系统的制冷剂的饱和冷凝温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转轮除湿系统中的转轮为双级转轮，换热器为双级换热器，所述双级转轮在各自的电机带动下旋转，需要处理的空气a通过管道依序连接Ⅰ级转轮处理区（18）、Ⅰ级冷却器（14）、Ⅱ级转轮处理区（8）、Ⅱ级冷却器（7）、蒸发器（2）与处理风机（1）；再生空气e通过管道经制冷剂气体冷却器（6）后分流、一支流经Ⅰ级转轮再生区（17）与Ⅰ级再生风机（20）连通，另一支流经Ⅱ级转轮再生区（10）与Ⅱ级再生风机（11）连通。
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