CN103562657B - 温湿度独立控制空调系统的冷热源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，所述冷热源包括：依次连接的压缩机（1）、第一冷凝器（2）和第二冷凝器（3），分别与第二冷凝器（3）相连接的第一膨胀阀（4）和第二膨胀阀（5），分别与压缩机1相连接的第一蒸发器（6）和第二蒸发器（7）；所述第一蒸发器（6）与所述第一膨胀阀（4）相连接构成第一循环支路；所述第二蒸发器（7）与所述第二膨胀阀（5）相连接构成第二循环支路；所述第一循环支路与所述第二循环支路并联在所述第二冷凝器（3）与所述压缩机（1）之间。本发明所述的温湿度独立控制空调系统的冷热源的制冷效率高，能够大幅度降低能源消耗，保护大气环境。

Description

温湿度独立控制空调系统的冷热源
技术领域
本发明涉及制冷与空调设备技术领域，具体涉及一种温湿度独立控制空调系统的冷热源。
背景技术
温湿度独立控制空调系统是指：由独立的处理显热的系统和处理潜热的系统组成，分别控制室内的温度和湿度的空调系统。由于在提高空调系统运行性能，降低能源消耗，提高室内空气品质，保护大气环境等方面的优势，近年来，温湿度独立控制空调系统得到了越来越广泛的应用。中国专利CN1862123A提出了一种高效的热泵驱动的溶液除湿新风机组。该新风机一方面利用热泵的蒸发器对除湿浓溶液进行冷却，以增强溶液除湿能力并吸收除湿过程中释放的潜热；另一方面利用热泵的冷凝器对再生稀溶液进行加热，再与全热回收后的排风进行全热交换，溶液即被浓缩再生。由专利CN1862123A提出的热泵驱动的溶液除湿新风机组，其能效比很高，具有很好的应用前景。本文提到的温湿度独立控制空调系统，其溶液除湿新风机组均指由专利CN1862123A提出的热泵驱动的溶液除湿新风机组。
图1是现有温湿度独立控制空调系统的工作原理图。其中，房间显热由制冷机1产生的高温冷冻水（18℃左右）来除去，房间潜热由溶液除湿新风机组提供的干冷新风来承担，而在溶液除湿新风机组中，溶液除湿器所需的冷量和溶液再生器所需的热量都由制冷机2来承担。我们可以将制冷机1和制冷机2看成是温湿度独立控制空调系统的冷热源。对于现有温湿度独立控制空调系统的冷热源，制冷机1一般是容量较大的离心式制冷机或螺杆式制冷机，制冷机2一般是容量较小的涡旋式制冷机。制冷机2不使用离心式制冷机，是因为常规的离心式制冷机制冷量为数千千瓦，而对于通常的新风量需求（每小时18000立方米以下），制冷机2需要的制冷量不超过200千瓦。但是，涡旋式制冷机的制冷效率相对于离心式制冷机较低，额定值一般为3～4，而离心式制冷机的制冷效率额定值可达到5～6。如果离心式制冷机可以做到足够小，达到涡旋式制冷机的制冷量水平，那么就能实现离心式制冷机对原有涡旋式制冷机的替代。
综上所述，现有温湿度独立控制空调系统的冷热源的制冷效率较低，不利于降低能源消耗，保护大气环境。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供一种制冷效率较高的温湿度独立控制空调系统的冷热源，以降低能源消耗，保护大气环境。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，所述冷热源包括：依次连接的压缩机1、第一冷凝器2和第二冷凝器3，分别与第二冷凝器3相连接的第一膨胀阀4和第二膨胀阀5，分别与压缩机1相连接的第一蒸发器6和第二蒸发器7；所述第一蒸发器6与所述第一膨胀阀4相连接构成第一循环支路；所述第二蒸发器7与所述第二膨胀阀5相连接构成第二循环支路；所述第一循环支路与所述第二循环支路并联在所述第二冷凝器3与所述压缩机1之间。
优选地，所述压缩机1是离心式压缩机。
优选地，所述第一膨胀阀4进一步用于对第一蒸发器6的出口冷冻水温度进行调节。
优选地，所述第二膨胀阀5进一步用于对第二蒸发器7的出口除湿溶液温度进行调节。
本发明还提供了一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，所述冷热源包括：一个或多个制冷机a和一个或多个制冷机b，其中
所述制冷机a包括：呈环形连接的第一压缩机1a、第一冷凝器2a、第一膨胀阀3a和第一蒸发器4a；
所述制冷机b包括：呈环形连接的第二压缩机1b、第二冷凝器2b、第二膨胀阀3b和第二蒸发器4b。
优选地，所述第一压缩机1a和所述第二压缩机1b都是离心式压缩机。
优选地，所述一个或多个制冷机a是分别独立控制的；所述一个或多个制冷机b是分别独立控制的。
（三）有益效果
本发明提出了一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其以一台离心式制冷机作为压缩机同时用于房间显热处理和潜热处理，用于满足小型的温湿度独立控制空调系统（总制冷量250kW以下）的冷热源需求，还公开了另一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其以至少两台离心式制冷机作为压缩机分别独立地用于房间显热处理和潜热处理，主要用于满足大型的温湿度独立控制空调系统（总制冷量500kW以上）的冷热源需求。由于离心式制冷机相对于原有涡旋式制冷机具有制冷效率上的明显优势，以离心式制冷机作为温湿度独立控制空调系统的冷热源，可以提高其总体制冷效率。因此，可以大幅度降低能源消耗，保护大气环境。
附图说明
图1是现有温湿度独立控制空调系统的工作原理图；
图2是本发明实施例1的温湿度独立控制空调系统的冷热源的结构示意图；
图3是本发明实施例2的温湿度独立控制空调系统的冷热源的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
图2是本发明实施例1的温湿度独立控制空调系统的冷热源的结构示意图；如图2所述，所述温湿度独立控制空调系统的冷热源包括：依次连接的压缩机1、第一冷凝器2和第二冷凝器3，分别与第二冷凝器3相连接的第一膨胀阀4和第二膨胀阀5，分别与压缩机1相连接的第一蒸发器6和第二蒸发器7；所述第一蒸发器6与所述第一膨胀阀4相连接构成第一循环支路；所述第二蒸发器7与所述第二膨胀阀5相连接构成第二循环支路；所述第一循环支路与所述第二循环支路并联在所述第二冷凝器3与所述压缩机1之间。
制冷剂从压缩机1流出后，先进入第一冷凝器2，利用制冷剂较高的温度（45℃以上）对第一冷凝器2另一侧与制冷剂逆向流动的再生溶液进行加热。从第一冷凝器2流出的制冷剂接着进入第二冷凝器3，利用第二冷凝器3另一侧与制冷剂逆向流动的冷却水将其多余的冷凝热带走。从冷凝器3流出的制冷剂分为两股，两股制冷剂流量分别由第一膨胀阀4和第二膨胀阀5进行调节，其中一股制冷剂进入第一循环支路并经过第一膨胀阀4后进入第一蒸发器6，对第一蒸发器6另一侧与制冷剂逆向流动的高温冷冻水（18～21℃）进行冷却，另一股制冷剂进入第二循环支路并经过第二膨胀阀5后进入第二蒸发器7，对第二蒸发器7另一侧与制冷剂逆向流动的除湿溶液进行冷却。制冷剂分别从第一循环支路和第二循环支路，即第一蒸发器6和第二蒸发器7流出后，混合成一股制冷剂流入压缩机1，再经过处理后进行下一循环。
在本实施例中，所述温湿度独立控制空调系统的冷热源的压缩机1是离心式压缩机，例如，由王嘉，入谷阳一郎等人在暖通空调2009年第5期的文章“微型离心式冷水机组性能分析”中提出的175kW制冷量的离心式压缩机。
在本实施例中，由再生溶液入口9进入第一冷凝器2的再生溶液被制冷剂加热至45℃左右，再由再生溶液出口8送至溶液再生器。
由冷冻水入口12进入第一蒸发器6的冷冻水被制冷剂冷却至18℃左右，再由冷冻水出口13送至室内显热末端。
由除湿溶液入口14进入第二蒸发器7的除湿溶液被制冷剂冷却至14℃左右，再由除湿溶液出口15送至溶液除湿器。
在本实施例中，利用第一膨胀阀4和第二膨胀阀5分别对第一蒸发器6的出口冷冻水温度和第二蒸发器7的出口除湿溶液温度进行调节，以使第一蒸发器6和第二蒸发器7的制冷量分别达到各自的需求。
在本实施例中，根据第一蒸发器6和第二蒸发器7出口的制冷剂过热度，来调节压缩机1的频率或导叶阀开度，以调节制冷剂总流量，使得制冷机的总制冷量满足显热处理和潜热处理的需求。
在本实施例中，调节冷却水入口11进入第二冷凝器3的冷却水的温度或流量，来调节冷凝温度，进而调节第一冷凝器2出口的再生溶液温度，使得其满足溶液再生的需求。
实施例2
图3是本发明实施例2的温湿度独立控制空调系统的冷热源的结构示意图；如图3所示，所述温湿度独立控制空调系统的冷热源包括一个或多个制冷机a和一个或多个制冷机b，其中制冷机a包括呈环形连接的第一压缩机1a，第一冷凝器2a，第一膨胀阀3a，第一蒸发器4a；制冷机b包括呈环形连接的第二压缩机1b，第二冷凝器2b，第二膨胀阀3b，第二蒸发器4b。
在制冷机a中，制冷剂从第一压缩机1a流出后，先进入第一冷凝器2a，利用第一冷凝器2a另一侧与制冷剂逆向流动的冷却水将制冷机a产生的冷凝热带走。从第一冷凝器2a流出后的制冷剂在经过第一膨胀阀3a后进入第一蒸发器4a，对第一蒸发器4a另一侧与制冷剂逆向流动的高温冷冻水进行冷却，从第一蒸发器4a流出的制冷剂进入第一压缩机1a，再经过处理后进行下一循环。
在制冷机b中，制冷剂从第二压缩机1b流出后，先进入第二冷凝器2b，利用制冷剂较高的温度对第二冷凝器2b另一侧与制冷剂逆向流动的再生溶液进行加热。从第二冷凝器2b流出后的制冷剂经过第二膨胀阀3b后进入第二蒸发器4b，对第二蒸发器4b另一侧与制冷剂逆向流动的除湿溶液进行冷却。从第二蒸发器4b流出的制冷剂进入第二压缩机1b，再经过处理后进行下一循环。
在本实施例中，所述第一压缩机1a和第二压缩机1b都是离心式压缩机，例如，由王嘉，入谷阳一郎等人在暖通空调2009年第5期的文章“微型离心式冷水机组性能分析”中提出的175kW制冷量的离心式压缩机。
在本实施例中，由冷冻水入口7进入第一蒸发器4a的高温冷冻水被制冷剂冷却至18℃左右，再由冷冻水出口8送至室内显热末端。
在本实施例中，由再生溶液入口10进入第二冷凝器2b的再生溶液被制冷剂加热至45℃左右，再由再生溶液出口9送至溶液再生器。
在本实施例中，由除湿溶液入口11进入第二蒸发器4b的除湿溶液被制冷剂冷却至14℃左右，再由除湿溶液出口12送至溶液除湿器。
在本实施例中，所述一个或多个制冷机a是分别独立控制的。
在本实施例中，所述一个或多个制冷机b是分别独立控制的。
综上所述，本发明公开了一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其以一台离心式制冷机作为压缩机同时用于房间显热处理和潜热处理，用于满足小型的温湿度独立控制空调系统（总制冷量250kW以下）的冷热源需求，还公开了另一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其以至少两台离心式制冷机作为压缩机分别独立地用于房间显热处理和潜热处理，主要用于满足大型的温湿度独立控制空调系统（总制冷量500kW以上）的冷热源需求。由于离心式制冷机相对于原有涡旋式制冷机具有制冷效率上的明显优势，以离心式制冷机作为温湿度独立控制空调系统的冷热源，可以提高其总体制冷效率。因此，可以大幅度降低能源消耗，保护大气环境。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其特征在于，所述冷热源包括：依次连接的压缩机(1)、第一冷凝器(2)和第二冷凝器(3)，分别与第二冷凝器(3)相连接的第一膨胀阀(4)和第二膨胀阀(5)，分别与压缩机1相连接的第一蒸发器(6)和第二蒸发器(7)；所述第一蒸发器(6)与所述第一膨胀阀(4)相连接构成第一循环支路；所述第二蒸发器(7)与所述第二膨胀阀(5)相连接构成第二循环支路；所述第一循环支路与所述第二循环支路并联在所述第二冷凝器(3)与所述压缩机(1)之间；所述第一蒸发器(6)连接冷冻水管路，所述第二蒸发器(7)连接除湿溶液管路；第一冷凝器(2)连接再生溶液管路，第二冷凝器连接冷却水管路。
2.根据权利要求1所述的冷热源，其特征在于，所述压缩机(1)是离心式压缩机。
3.根据权利要求1所述的冷热源，其特征在于，所述第一膨胀阀(4)进一步用于对第一蒸发器(6)的出口冷冻水温度进行调节。
4.根据权利要求1所述的冷热源，其特征在于，所述第二膨胀阀(5)进一步用于对第二蒸发器(7)的出口除湿溶液温度进行调节。
5.一种温湿度独立控制空调系统的冷热源，其特征在于，所述冷热源包括：一个或多个制冷机a和一个或多个制冷机b，其中
所述制冷机a包括：呈环形连接的第一压缩机(1a)、第一冷凝器(2a)、第一膨胀阀(3a)和第一蒸发器(4a)；
所述制冷机b包括：呈环形连接的第二压缩机(1b)、第二冷凝器(2b)、第二膨胀阀(3b)和第二蒸发器(4b)；所述第一蒸发器(4a)连接冷冻水管路，所述第二蒸发器(4b)连接除湿溶液管路；第一冷凝器(2a)连接再生溶液管路，第二冷凝器(2b)连接冷却水管路。
6.根据权利要求5所述冷热源，其特征在于，所述第一压缩机(1a)和所述第二压缩机(1b)都是离心式压缩机。
7.根据权利要求5所述冷热源，其特征在于，
所述一个或多个制冷机a是分别独立控制的；
所述一个或多个制冷机b是分别独立控制的。
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