CN103363711B - 一种温湿度独立控制空调器 - Google Patents

Abstract

一种温湿度独立控制空调器，包括位于用户侧的室内机系统和位于室外侧的室外机系统，所述室外机系统包括压缩机，所述压缩机经四通阀与室外侧换热器相连，室外侧换热器与制冷剂分配调节器Ⅰ相连，室内机系统分为两个模块：高温模块和低温模块，制冷剂分配调节器Ⅰ通过低温模块膨胀阀与低温模块的低温模块换热器相连，制冷剂分配调节器Ⅰ通过高温模块膨胀阀与高温模块的高温模块换热器相连。高温模块换热器与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，低温模块换热器经制冷剂升压装置、单向调节阀与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，制冷剂分配调节器Ⅱ与四通阀相连。使用本发明，能实现温湿度分别独立控制，满足室内侧温湿度独立控制的要求；能大幅度提高空调器的能效比；高温模块与低温模块的制冷剂流量可以任意调节，以满足室内不同工况需要。

Description

一种温湿度独立控制空调器

技术领域

本发明涉及暖通空调领域，尤其是涉及一种节能性良好的温湿度独立控制空调器。

背景技术

目前，传统空调设备已成为居室空调的主流，但传统空调设备主要存在以下三个方面的不足：一是为了满足湿度要求，除去多余湿量而进行的过渡制冷会造成能源利用品位上的浪费；二是空气处理的显热潜热比难以与室内热湿比变化相匹配，有时需要牺牲对湿度的控制，满足室内湿度的要求，热舒适性难以保证。

CN102519099A发明公开了一种用于温湿度独立控制空调系统的地源热泵机组，包括冷凝器、循环系统M和循环系统X，所述循环系统X和循环系统M均与冷凝器相连接，通过冷凝器与土壤进行热交换；所述循环系统M为显热处理系统，所述循环系统M的进出口和显热处理末端系统相连；所述循环系统X为潜热处理系统，所述循环系统X的进出口和潜热处理末端系统相连。对于用于温湿度独立控制空调系统的地源热泵机组，其循环系统M夏季提供18～21℃的高温冷水，冬季提供30～35℃ 的低温热水；循环系统X夏季提供除湿用7℃～12℃的低温冷水，冬季提供40～45℃的高温热水。该系统结构较复杂，造价高，两循环系统中的制冷剂流量不能任意调节，难以满足室内的不同工况。

CN202141238U公开了一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器，包括一压缩机、一冷凝器、一喷射器、一高温蒸发器、一低温蒸发器、一节流装置和 一气液分离器；所述压缩机的出口连接所述冷凝器的进口；所述喷射器的第一进口连接所述冷凝器的出口，第二进口连接所述低温蒸发器的出口；所述喷射器的出口分为两路，一路通过所述节流装置连接所述低温蒸发器的进口，另一路连接所述高温蒸发器的进口，所述高温蒸发器的出口经过所述气液分离器连接所述压缩机的进口。该空调器利用喷射器实现双温蒸发，通过喷射器来构成两个循环，两个循环的制冷剂流量难以分别控制。

CN103134110公开了一种温湿度独立控制空调系统，它由并联冷水机单元、新风内机单元、恒温恒湿内机单元、温度控制内机单元及相应连接的管道组成，并联冷水机单元 分成至少两组冷水机，前者分别提供至少两种不同水温的冷(热)空调水输送至室内机单元，即与室内机单元之间有四管连接，其中新风内机单元和温度控制内机单 元与高温(制冷)冷水水管相连，恒温恒湿内机单元与高温及低温冷水管同时连接。该空调系统结构复杂，造价高，管路布置多，各单元中的制冷剂流量不能任意调节，难以满足室内的不同工况，温湿度难以满足要求，能效比低下。

CN103134120公开了一种温湿度独立控制型双侧单冷源大温差空调，它主要有回风通道、新风通道、盘管式新风水冷换热器、盘管式回风水冷换热器和送风机构成，所述回风通道和新风通道排出的混合风由送风机送向排风口，所述盘管式新风水冷换热器和盘管式回风水冷换热器分别设在新风通道和回风通道中；所述盘管式新风水冷换 热器上设有盘管比例空气湿度调节阀，所述盘管式回风水冷换热器上设有盘管比例空气温度调节阀。由于采用上述水侧大温差的工作模式：进出水温为7/14℃， 温差可达7℃。该空调结构复杂，造价高，过度制冷造成能源浪费，能源利用率低，难以满足室内的不同工况。

CN202853212U公开了一种新型的温湿度独立控制的家用空调系统，该装置包括制冷系统部分和空气处理部分；制冷系统部分包括压缩机、四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、储液器、过滤器、第一电子膨胀阀、第三单向阀、第四单向阀、第二换热器、第一气液分离器、第二电子膨胀阀、第三换热器；其中，压缩机的输出端接四通阀第一输入端，四通阀第一输出端接第一换热器输入端，第一换热器输出端通过第一单向阀接储液器的输入端。该空调系统结构复杂，造价高，制冷剂流量不能任意调节，难以满足室内不同工况的需要。

CN202392913U公开了一种温湿度独立控制空调系统的空气源热泵机组，所述温湿度独立控制空调系统包括显热处理系统和潜热处理系统，显热处理系统的余热消除末端装置为辐射板、干式风机盘管或毛细管网，所述空气源热泵机组包括相互独立的空气源热泵机组X和空气源热泵机组M,空气源热泵机组M产出冷/热水，通过进水管MA和出水管MB连接显热处理系统的余热消除末端装置，空气源热泵机组X产出冷/热媒，通过冷/热媒进管XA和冷/热媒出管XB连接潜热处理系统，空气源热泵机组M和空气源热泵机组X分别与翅片式换热器相连通。该空气源热泵机组需要进行二次换热，，管道中流的制冷剂是低温水，且低温端主要处理的是新风，对新风进行降温除湿，并不能处理室内的回风，适用范围小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能源利用率高，提高空调的能效比，适用范围广，能满足室内的不同工况的温湿度独立控制空调器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种温湿度独立控制空调器，包括位于用户侧的室内机系统和位于室外侧的室外机系统，所述室外机系统包括压缩机，所述压缩机经四通阀与室外侧换热器相连，室外侧换热器与制冷剂分配调节器Ⅰ相连，室内机系统分为两个模块：高温模块和低温模块，制冷剂分配调节器Ⅰ通过低温模块膨胀阀与低温模块的低温模块换热器相连，制冷剂分配调节器Ⅰ通过高温模块膨胀阀与高温模块的高温模块换热器相连，高温模块换热器与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，低温模块换热器经制冷剂升压装置、单向调节阀与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，制冷剂分配调节器Ⅱ与四通阀相连。

进一步，所述室外侧换热器外侧设有室外侧风机。

进一步，所述高温模块换热器外侧设有用户侧风机Ⅰ。

进一步，所述低温模块换热器外侧设有用户侧风机Ⅱ。

进一步，本发明还包括设于旁通管路上能使低温模块在冬季时顺利运行的截止阀，截止阀与制冷剂升压装置和单向调节阀并联。

进一步，所述压缩机、室外侧风机、用户侧风机Ⅰ、用户侧风机Ⅱ分别通过不同的电器连线或控制线与设于用户侧的独立电控装置相连，所述独立电控装置与位于用户侧的输入电源相接。独立电控装置上设置有作为断路器使用的电器开关。

进一步，所述低温模块的低温模块换热器和高温模块的高温模块换热器可分别设于不同的室内机中。

进一步，所述低温模块的低温模块换热器和高温模块的高温模块换热器也可整合于同一室内机中。此时，低温模块换热器外侧和高温模块换热器外侧可分别设置不同的用户侧风机，也可共用同一个用户侧风机。

进一步，所述低温模块膨胀阀和高温模块膨胀阀可为电子膨胀阀、热力膨胀阀或毛细管或其他混合型节流装置等。

进一步，所述制冷剂升压装置为升压泵、压缩机及压力调节阀或其他升压装置，制冷剂升压装置根据高温模块和低温模块制冷剂出口压差自动启停、变频调节。

进一步，夏季时，所述室外侧换热器为冷凝器，高温模块换热器和低温模块换热器均为蒸发器。冬季时，所述室外侧换热器蒸发器；高温模块换热器和低温模块换热器均为冷凝器。

进一步，所述低温模块还包括能引入室外新风的新风调节阀，新风调节阀一端通过管路与低温模块换热器相连，新风调节阀另一端通过管路外接室外新风。

进一步，所述低温模块还包括室内回风调节阀，室内回风调节阀一端通过管路与低温模块换热器相连，室内回风调节阀另一端通过管路接室内回风。

本发明将热泵式空调系统中的用户侧设计成两个模块，高温模块对室内的显热进行处理；低温模块对室内的潜热进行处理，同时承担调节室内湿度的任务；高温模块、低温模块可以单独设置，也可以整合在一个室内机中；高温模块、低温模块分别设置独立的膨胀阀与换热器，并且可以独立进行控制；如果高温模块、低温模块分开单独放置于不同的室内机中，则可分别独立设置风机并置于相应的高温模块、低温模块中；如果将高温模块、低温模块整合在一个室内机中，则可共用一个风机，也可以独立设置风机。

本发明尤其适用于小型空调。本发明既可用于处理新风，也可用于处理室内的回风。本发明通过调节制冷剂分配调节阀，能较好的控制制冷剂的流量；夏季时，本发明通过双蒸发器进行双温蒸发，且在低温模块侧加装了制冷剂升压装置以达到两个蒸发器之间的压力平衡。使用本发明，能实现温湿度独立控制，满足室内侧温湿度独立控制的要求；能大幅度提高空调器的能效比；高温模块与低温模块的制冷剂流量可以任意调节，以满足室内不同工况的需要。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例加设新风调节阀后的结构示意图；

图3为图1所示实施例加设新风调节阀和室内回风调节阀后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解与明白，以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1，本实施例包括位于用户侧的室内机系统16和位于室外侧的室外机系统17，所述室外机系统17包括压缩机1，所述压缩机1经四通阀2与室外侧换热器3相连，室外侧换热器3与制冷剂分配调节器Ⅰ4相连，室内机系统16分为两个模块：高温模块G和低温模块D，制冷剂分配调节器Ⅰ4通过低温模块膨胀阀5与低温模块的低温模块换热器8相连，制冷剂分配调节器Ⅰ4通过高温模块膨胀阀6与高温模块的高温模块换热器7相连，高温模块换热器7与制冷剂分配调节器Ⅱ9相连，低温模块换热器8经制冷剂升压装置13、单向调节阀14与制冷剂分配调节器Ⅱ9相连，制冷剂分配调节器Ⅱ9与四通阀2相连。

所述室外侧换热器3外侧设有室外侧风机10。

所述高温模块换热器7外侧设有用户侧风机Ⅰ11。

所述低温模块换热器8外侧设有用户侧风机Ⅱ12。

还包括设于旁通管路上能使低温模块在冬季时顺利运行的截止阀15，截止阀15与制冷剂升压装置13和单向调节阀14并联，截止阀15在夏季运行时关闭，在冬季运行打开。

所述压缩机1、室外侧风机10、用户侧风机Ⅰ11、用户侧风机Ⅱ12分别通过不同的电器连线或控制线与设于用户侧的独立电控装置相连，所述独立电控装置与位于用户侧的输入电源相接。独立电控装置上设置有作为断路器使用的电器开关。

本实施例中，低温模块的低温模块换热器8和高温模块的高温模块换热器7分别设于不同的室内机中。高温模块负责对室内的显热进行处理，低温模块负责对室内的潜热进行处理，同时承担调节室内湿度的任务。

低温模块和高温模块分别通过不同的膨胀阀与换热器相连，通过不同的膨胀阀可对低温模块换热器8和高温模块换热器7进行独立控制。

所述低温模块膨胀阀5和高温模块膨胀阀6均为电子膨胀阀。

所述制冷剂升压装置13为升压泵或其他的升压装置。

夏季时，所述室外侧换热器3为冷凝器；高温模块换热器7和低温模块换热器8均为蒸发器。

冬季时，所述室外侧换热器3为蒸发器；高温模块换热器7和低温模块换热器8均为冷凝器。

本实施例将空调器用户侧分成高温模块和低温模块两个功能模块，对室内的温湿度进行处理。

使用本发明空调器，夏季运行的过程如下：低温低压的制冷蒸汽通过压缩机1被压缩成高温高压的制冷剂蒸汽，然后流经四通阀2，通过室外侧热交换器3与室外空气发生热交换后变成高温高压的制冷剂液体，通过制冷剂分配调节器Ⅰ4分别流向高温模块与低温模块，高温模块膨胀阀6节流程度低，大部分高温高压的制冷剂液体流经高温模块膨胀阀6被节流，此时，制冷剂温度相对较高（在用户侧空气温度的露点温度以上），流经至高温模块换热器7，吸收室内空气热量被蒸发成低温低压的制冷剂蒸汽，主要用于处理室内空气显热部分；低温模块膨胀阀5节流程度高，另一小部分高温高压的制冷剂液体流经低温模块膨胀阀5被节流，此时，制冷剂温度较低（在用户侧空气温度的露点温度以下），流经至低温模块换热器8，主要用于处理室内潜热部分，将室内空气温度降至其露点一下，承担室内的除湿任务；流经低温模块换热器8的制冷剂经升压装置13、单向调节阀14流至制冷剂分配调节器Ⅱ9，此时截止阀15关闭，与流经高温模块换热器7的制冷剂在制冷剂分配调节器Ⅱ9汇合，再经四通阀2流回压缩机1，开始下一个循环。

高温模块膨胀阀6通过高温模块换热器7末端的过热度变化来控制膨胀阀阀门流量，实现节流；低温模块膨胀阀5通过低温模块换热器8末端的过热度变化来控制膨胀阀阀门流量，实现节流（属于现有技术）。

使用本发明空调器，高温模块和低温模块同时开启时，冬季的运行过程如下：低温低压的制冷蒸汽通过压缩机1压缩成高温高压的制冷剂蒸汽，然后流经四通阀2，从四通阀2出来后，一部分制冷剂经制冷剂分配调节器Ⅱ9流向用户侧高温模块换热器7，另一部分经截止阀15流向用户侧低温模块换热器8，此时，高温模块换热器7和低温模块换热器8均需用冷凝器，制冷剂在冷凝器内被冷却成高温高压的制冷剂液体，加热室内空气，制冷剂从高温模块换热器7和低温模块换热器8流出之后，分别进入高温模块膨胀阀6与低温模块膨胀阀5，制冷剂被节流成低温低压的制冷剂液体，此时高温模块膨胀阀6和低温模块膨胀阀5的节流程度可以一样，从高温模块膨胀阀6与低温模块膨胀阀5流出的低温低压的制冷剂液体汇合至制冷剂分配调节器Ⅰ4，然后进入室外侧换热器3，在室外侧换热器3中被蒸发成低温低压的制冷剂蒸汽，吸收室外热量，再经四通阀2回流至压缩机1，开始下一个循环。

使用本发明空调器，冬季运行时，可根据实际负荷状况，高温模块和低温模块可以同时开启，也可只开启其中一个。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：所述低温模块的低温模块换热器8和高温模块的高温模块换热器7整合于同一室内机中。此时，低温模块换热器8和高温模块换热器7公用同一个用户侧风机。所述低温模块膨胀阀5和高温模块膨胀阀6均为热力膨胀阀或其他混合型节流装置。

其余同实施例1。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：所述低温模块的低温模块换热器8和高温模块的高温模块换热器7整合于同一室内机中。所述高温模块换热器7外侧和低温模块换热器8外侧分别设有用户侧风机Ⅰ11、用户侧风机Ⅱ12。所述低温模块膨胀阀5和高温模块膨胀阀6均为热力膨胀阀或其他混合型节流装置。

其余同实施例1。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：参照图2，所述低温模块还包括新风调节阀16，新风调节阀16一端通过管路与低温模块换热器8相连，新风调节阀16另一端通过管路外接室外新风SX。在低温模块的进风中，可以引入新风，可以只对新风进行温湿度处理，用以调节室内湿度。

其余同实施例1。

实施例5：

本实施例与实施例4的区别在于：参照图3，所述低温模块还包括室内回风调节阀17，室内回风调节阀17一端通过管路与低温模块换热器8相连，室内回风调节阀17另一端通过管路接室内回风SH。将室外新风SX与室内回风SH混合后输入低温模块换热器8进行处理，用以调节室内温湿度。

其余同实施例4。

以上对本发明的几种优选具体实施方式作了详细介绍。所述具体实施方式只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种温湿度独立控制空调器，其特征在于，包括位于用户侧的室内机系统和位于室外侧的室外机系统，所述室外机系统包括压缩机，所述压缩机经四通阀与室外侧换热器相连，室外侧换热器与制冷剂分配调节器Ⅰ相连，室内机系统分为两个模块：高温模块和低温模块，制冷剂分配调节器Ⅰ通过低温模块膨胀阀与低温模块的低温模块换热器相连，制冷剂分配调节器Ⅰ通过高温模块膨胀阀与高温模块的高温模块换热器相连，高温模块换热器与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，低温模块换热器经制冷剂升压装置、单向调节阀与制冷剂分配调节器Ⅱ相连，制冷剂分配调节器Ⅱ与四通阀相连；

还包括设于旁通管路上能使低温模块在冬季时顺利运行的截止阀，截止阀与制冷剂升压装置和单向调节阀并联。

2.根据权利要求1所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述室外侧换热器外侧设有室外侧风机；所述高温模块换热器外侧设有用户侧风机Ⅰ；所述低温模块换热器外侧设有用户侧风机Ⅱ。

3.根据权利要求2所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述压缩机、室外侧风机、用户侧风机Ⅰ、用户侧风机Ⅱ分别通过不同的电器连线或控制线与设于用户侧的独立电控装置相连，所述独立电控装置与位于用户侧的输入电源相接；独立电控装置上设置有作为断路器使用的电器开关。

4.根据权利要求1所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述低温模块的低温模块换热器和高温模块的高温模块换热器分别设于不同的室内机中。

5.根据权利要求1所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述低温模块的低温模块换热器和高温模块的高温模块换热器整合于同一室内机中，低温模块换热器外侧和高温模块换热器外侧分别设置不同的用户侧风机或共用同一个用户侧风机。

6.根据权利要求1或2所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述低温模块膨胀阀和高温模块膨胀阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀或毛细管或混合型的节流装置，与低温模块相连的膨胀阀和与高温模块相连的膨胀阀均能单独进行调节；所述制冷剂升压装置为升压泵、压缩机及压力调节阀，制冷剂升压装置根据高温模块和低温模块制冷剂出口压差自动启停、变频调节。

7.根据权利要求1或2所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述低温模块还包括能引入室外新风的新风调节阀，新风调节阀一端通过管路与低温模块换热器相连，新风调节阀另一端通过管路外接室外新风。

8.根据权利要求7所述的温湿度独立控制空调器，其特征在于，所述低温模块还包括室内回风调节阀，室内回风调节阀一端通过管路与低温模块换热器相连，室内回风调节阀另一端通过管路接室内回风。