CN104964480A - 自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，包括压缩机、第一制冷或制热装置、第二制冷或制热装置、第一换冷或换热装置、第二换冷或换热装置、加湿模块、再热模块、节流阀和转轮热回收模块，新风经过转轮热回收模块中的转轮进行降温除湿或加热，再经过第一制冷或制热装置、加湿模块和再热模块后与混风混合进入第二制冷或制热装置后进行降温除湿，大部分被送入室内，小部分回风回到转轮热回收模块中转轮，实现能量的转换；第一换冷或换热装置向外输出冷或热水。该装置解决了常规全空气空调系统的高能耗、大量占用建筑面积、施工周期长和工艺复杂等问题。

Description

自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置

技术领域

本发明涉及民用与工业项目中的空调机组的技术领域，尤其涉及一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置。

技术背景

目前，节能减排、建设资源节约型社会已经成为当前一项非常重要的工作，建筑能耗约占全社会能耗的30％左右，其中空调系统能耗又占到建筑总能耗的40-60％，因此，降低中央空调系统能耗已经成为我国节能减排的一个重要方向。限于当前的技术水平，民用建筑、工业项目的实际有效使用面积约为75-85％，其中空调系统占用了8-12％的建筑面积(如集中冷热源机房、空调机房、水管道井、风井等)，如何节约空调系统占用面积、提高建筑利用率，同时缩短施工周期和降低空调系统造价，一直是困扰工程设计与建设领域的技术难题。

目前，常规的全空气空调系统，由冷源和热源、冷和热水输配系统、全空气空调机组、末端风口装置和自动控制系统组成。常规的全空气空调系统，主要存在的问题包括：

1.必须要有集中的冷源和热源设备；

2.由于(1)的存在，建筑必须提供一定的冷源和热源机房，降低了建筑面积的有效使用率；

3.采用集中的冷源和热源设备，还存在部分区域有负荷、部分区域没有负荷时的系统调节困难问题，在这种情况下空调设备(主要是冷热源设备、循环泵等)运行在低效状态下。这也是常规空调系统能耗为什么很高并且难以降低的一个机理性缺陷——即，不能适应只有局部区域有空调、采暖的需求工况，

4.由于整个空调系统涉及制冷设备、制热设备、循环泵、全空气空调机组、新风机组+风机盘管等，系统环节多，因此带来了自控系统设计复杂、实际管理与协调困难等问题。

基于近年来空调理论发展，特别是温湿度独立控制空调系统的提出和应用、制冷或制热技术和设备的研发进步、冷冻除湿空调技术的研发应用，目前制冷或制热装置具备了比以往设备更大的制冷或制热输出能力、更小的体积，如磁悬浮制冷机、磁悬浮热泵、数码涡旋制冷机、数码涡旋热泵等设备的相继问世，使得可以在一套设备内全部解决空气冷却、除湿、加热、加湿和热回收等功能，并且有能力制备冷或热水，并可以对外输出。

因此，本专利申请书所述的冷冻除湿式全空气空调机组，通过设备构架理论的全新研发设计了一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置。主要目的是解决常规全空气空调系统的高能耗、大量占用建筑面积、施工周期长和工艺复杂等问题。

发明内容

为解决目前全空气机组的功能不足，以及基于该全空气机组的传统空调系统的机理性问题，本发明提供一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，该空调机组并可应用于各种不同的气候区域。

本发明涉及的是一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置包括压缩机、第一制冷或制热装置、第二制冷或制热装置、第一换冷或换热装置、第二换冷或换热装置、加湿模块、再热模块、节流阀和转轮热回收模块，转轮热回收模块的输出端连接设置有第一制冷或制热装置,第一制冷或制热装置的输出端连接有加湿模块,加湿模块的输出端连接有再热模块,再热模块的输出端和回风汇合连接第二制冷或制热装置,压缩机的输入端通过第二主管路并联连接着第一制冷或制热装置的输出端支路、第一换冷或换热装置的输出端和第二制冷或制热装置的输出端支路，压缩机的输出端通过第三主管路连接设置有第一换冷或换热装置，第一换冷或换热装置的输出端通过第四主管路连接设置有节流阀，节流阀的输出端通过第一主管路并联连接有第一制冷或制热装置的输入端支路、第一换冷或换热装置的输出端和第二制冷或制热装置的输入端支路，第一换冷或换热装置向外输出冷或热水；转轮热回收模块由转轮热交换填料、回风口、送风口、排风口、新风口和驱动电机组成，转轮与驱动电机之间采用皮轮连接，转轮上设置有回风口、送风口、排风口和新风口，转轮热交换填料设置在四个风口的间隔处。

其中第一制冷或制热装置设置有基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿模块和表面换热式加热模块；第一制冷或制热装置降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。

第二制冷或制热装置是基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿、表面换热式加热模块与模块组合；第二制冷或制热装置降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。

与现有的全空气空调机组相比，本发明的自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置至少具有以下特点和性能优点：

1.本发明构建了一种新的、更简化的全空气空调系统。常规的全空气空调系统，必须包含冷和热源设备、冷却塔、冷和热水输配系统、全空气空调机组等设备。而基于本发明提出的一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，整个空调系统只需要自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置、冷却塔和冷和热水输配系统即可，空调系统占用面积大为减少。

2.高效节能。与传统的全空气空调系统相比，由于空调机组可以直接对应各局部区域的空调需求，解决了传统全空气空调机组冷和热源集中、不能满足部分区域调节的机理缺陷，还可以再降低空调系统能耗10％以上。

3.大幅节约空调系统占用的面积与空间。与传统的全空气空调系统相比，由于省却了输配系统、冷、热源设备和机房，可节约3-4.5％的建筑面积。

4.显著降低工程造价。与传统的全空气空调系统相比，可省却冷和热源机房、因此可降低土建造价1.5-3％，降低空调系统造价2-3％。

5.空调系统集中控制。对于空调控制系统而言，由于只需要对本发明所述“全空气空调机组”、冷却塔及冷或热水循环系统进行集中管理与控制，空调的控制系统大为简化和集中。而传统的全空气空调系统必须对冷和热源设备、冷却塔、循环泵、分集水器和管路、全空气空调机组等进行控制，复杂程度大大高于前者。

6.综合1-5的优点，本发明将显著降低运行管理技术难度、工作量和管理成本。

本发明最主要特点是将制冷或制热装置集成到基于冷冻除湿方式的全空气空调机组中，全空气空调机组完成全部空气处理过程所需要的冷和热均由该机组自身提供，并对外输出冷或热水。相比于传统的中央空调系统，可以省却冷或热源设备、冷或热源机房、冷或热源到空调机组之间的输配系统，同时全部省却空调系统的冷水和热水输配能耗，解决集中冷、热源与空调分区之间冷、热量的分配调节困难以实现显著节能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置的结构示意图。

图2是转轮热回收模块的结构示意图。

图中：1、压缩机；3、膨胀阀；401、第一制冷或制热装置；402、第二制冷或制热装置；403、第一换冷或换热装置；404、第二换冷或换热装置；6、热回收转轮；7、电动调节阀；8、加湿模块；9、再热模块；11、转轮热交换填料；12、回风口；13、送风口；14、排风口；15、新风口；16、驱动电机

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。

参见图1和图2所示，本实施方式的自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其包括压缩机1、第一制冷或制热装置401、第二制冷或制热装置402、第一换冷或换热装置403、第二换冷或换热装置404、加湿模块8、再热模块9、节流阀3和转轮热回收模块6，转轮热回收模块6的输出端连接设置有第一制冷或制热装置401,第一制冷或制热装置401的输出端连接有加湿模块8,加湿模块8的输出端连接有再热模块9,再热模块9的输出端和回风汇合连接第二制冷或制热装置402,压缩机1的输入端通过第二主管路并联连接着第一制冷或制热装置401的输出端支路、第一换冷或换热装置403的输出端和第二制冷或制热装置402的输出端支路，压缩机1的输出端通过第三主管路连接设置有第二换冷或换热装置404，第二换冷或换热装置404的输出端通过第四主管路连接设置有节流阀3，节流阀3的输出端通过第一主管路并联连接有第一制冷或制热装置401的输入端支路、第一换冷或换热装置403的输入端和第二制冷或制热装置402的输入端支路，第一换冷或换热装置403向外输出冷或热水；转轮热回收模块6由转轮热交换填料11、回风口12、送风口13、排风口14、新风口15和驱动电机16组成，转轮与驱动电机16之间采用皮轮连接，转轮上设置有回风口12、送风口13、排风口14和新风口15，转轮热交换填料11设置在四个风口的间隔处。

进一步地，第一制冷或制热装置401设置有基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿模块17和表面换热式加热模块18。

进一步地，第一制冷或制热装置401降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。

进一步地，第二制冷或制热装置402是基于表冷式空气处理技术的冷冻冷冻降温除湿模块17和表面换热式加热模块18。

进一步地，第二制冷或制热装置402降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。

本实施方式的机组在运行时制备并外输冷或热水的流程如下：

设备运行时压缩机开启，在制冷剂循环管路里流动的冷或热的制冷剂，通过第一换冷或换热装置与水进行热质交换，对水进行制冷或制热，并对外输出。

本实施方式的机组在运行时空气的流程如下：

转轮热回收模块中，转轮与排风进行热质交换，转轮吸收排风的冷量并将水分排到排风中或转轮吸收排风中的热量和水分之后旋转至新风侧，与新风进行热质交换，对新风进行预冷预除湿或预热预加湿；经过预处理的新风进入第一冷却除湿或加热盘管中，被进一步除湿降温或加热后与回风进行混合，再经过第二冷却除湿或加热盘管中，被除湿降温或加热后送入室内；而与转轮进行过热质交换的排风则被直接排到室外。

制冷剂循环管路包括第一主管路、第二主管路、第三主管路和第四主管路，第一主管路通过第一制冷剂输入支路与第一制冷或制热装置连接，第一制冷或制热装置连接第一制冷剂输出端通过第二主管路与压缩机的输入端连接，第一主管路通过第二制冷剂输入支路与第二制冷或制热装置连接，从第二制冷或制热装置连接流回的制冷剂通过第二制冷剂输出支路流入第二主管路；第三制冷剂输入支路与第一换冷或换热装置输入端连接，从第一换冷或换热装置流出的制冷剂通过第三制冷剂输出支路流入第一主管路。

压缩机的输出端连接第三主管路，第三主管路与进出机组的冷却或换热系统的输入端连接，进出机组的冷却或换热系统的输出端与第四主管路连通，第四主管路与第一主管路相连通。

以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其特征在于：包括压缩机(1)、第一制冷或制热装置(401)、第二制冷或制热装置(402)、第一换冷或换热装置(403)、第二换冷或换热装置(404)、加湿模块(8)、再热模块(9)、节流阀(3)和转轮热回收模块(6)，所述的转轮热回收模块(6)的输出端连接设置有第一制冷或制热装置(401),所述的第一制冷或制热装置(401)的输出端连接有加湿模块(8),所述的加湿模块(8)的输出端连接有再热模块(9),所述的再热模块(9)的输出端和回风汇合连接第二制冷或制热装置(402),所述的压缩机(1)的输入端通过第二主管路并联连接着第一制冷或制热装置(401)的输出端支路、第一换冷或换热装置(403)的输出端和第二制冷或制热装置(402)的输出端支路，所述的压缩机(1)的输出端通过第三主管路连接设置有第二换冷或换热装置(404)，所述的第二换冷或换热装置(404)的输出端通过第四主管路连接设置有节流阀(3)，所述的节流阀(3)的输出端通过第一主管路并联连接有第一制冷或制热装置(401)的输入端支路、第一换冷或换热装置(403)的输入端和第二制冷或制热装置(402)的输入端支路，所述的第一换冷或换热装置(403)向外输出冷或热水；

所述转轮热回收模块(6)由转轮热交换填料(11)、回风口(12)、送风口(13)、排风口(14)、新风口(15)和驱动电机(16)组成，所述的转轮与驱动电机(16)之间采用皮轮连接，所述的转轮上设置有回风口(12)、送风口(13)、排风口(14)和新风口(15)，所述的转轮热交换填料(11)设置在四个风口的间隔处。

2.根据权利要求1所述的一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其特征在于：所述第一制冷或制热装置(401)设置有基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿模块(17)、表面换热式加热模块(18)的组合。

3.根据权利要求1所述的一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其特征在于：所述第一制冷或制热装置(401)降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。

4.根据权利要求1所述的一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其特征在于：所述第二制冷或制热装置(402)是基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿模块(17)、表面换热式加热模块(18)的组合。

5.根据权利要求1所述的一种自带全部冷热源并制备冷热水的冷冻除湿式空调装置，其特征在于：所述第二制冷或制热装置(402)

降温模块为冷却盘管，加热模块为加热盘管。