CN105509200A - 可强化散热的独立除湿新风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可强化散热的独立除湿新风装置，包括空气处理装置和制冷装置。空气处理装置包括表冷器，表冷器通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出。制冷装置包括压缩机、第一冷凝器、膨胀阀、散热模块及第二冷凝器。散热模块还包括位于其外部用于连通进水端和出水端的输水管道，输水管道的至少一部分位于第一冷凝器内，使得其中的水能够与冷凝器中的制冷剂进行热交换。本发明的可强化散热的独立除湿新风装置将蒸发冷却和对流换热结合在一起，使得散热效果达到最佳，提高了制冷性能，确保机组运行的稳定，同时实现了新风处理和制冷系统一体化，简化了空调系统，节省了成本造价和运行能耗。

Description

可强化散热的独立除湿新风装置
技术领域
本发明涉及空气处理领域，特别涉及一种可强化散热的独立除湿新风装置，其是一种利用蒸发冷却和对流散热的空气处理装置。
背景技术
目前，应用于空调领域的新风机组一般采用冷凝除湿的方式，利用制冷机组制取低温冷水，并通过输送系统将冷冻水输送至新风机组，为新风机组提供冷量来实现对新风的制冷除湿。此种新风处理装置存在如下问题：1、由于机组本身不具备制冷系统，需要与集中制冷设备配合，这样会导致系统的冷冻水输配能耗增加，系统施工造价增加；2、由于需要和制冷设备配合使用，导致一些公寓、别墅以及小型办公室等区域不方便使用新风系统。
近些年来，温、湿度独立控制空调技术得到大力发展与推广，新风若能独立处理，则可以实现温、湿度独立控制。基于此观点以及以上一般冷凝除湿空调系统的问题，高效的独立除湿机组的优势可显而知。目前，独立直膨式除湿新风机一般采用的就是直接风冷散热，改进一些的是利用蒸发冷却的形式散热。直接利用新风和冷凝器对流换热，由于新风的温度一般较高，其对冷凝器的散热效果较差，也致使制冷系统效率过低；还有一些改进做法，就是通过蒸发冷却的方式对冷凝器散热，增大散热效率，从而提升制冷系统效率。一般地，蒸发冷却的方式需要多级蒸发模块，但是实际上经过一级蒸发之后，空气湿度就几近饱和，再通过蒸发冷却效果不佳。
发明内容
为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种可强化散热的独立除湿新风装置，其结合了蒸发冷却与“冷凝器-空气对流散热”，散热效果显著，提升了制冷效率，实现了新风处理和制冷系统一体化，大大降低了空调系统的造价及运行能耗。
本发明采用了以下的技术方案：
一种可强化散热的独立除湿新风装置，包括空气处理装置和制冷装置，
空气处理装置包括：
表冷器，其具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口，表冷器通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出；
制冷装置包括：
压缩机，其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口，第二制冷剂入口与第一制冷剂出口流体连通；
第一冷凝器，其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口，第三制冷剂入口与第二制冷剂出口流体连通；
膨胀阀，其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口，第四制冷剂入口与第三制冷剂出口流体连通，第四制冷剂出口与表冷器的第一制冷剂入口流体连通；
散热模块，其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口，第一入风口输入的风与散热模块内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后从第一排风口排出，散热模块还包括位于其外部用于连通进水端和出水端的输水管道，输水管道的至少一部分位于第一冷凝器内，使得其中的水能够与冷凝器中的制冷剂进行热交换；及
第二冷凝器，其具有第五制冷剂入口、第五制冷剂出口、与散热模块的第一排风口流体连通的第二入风口，以及第二排风口，第五制冷剂入口与压缩机的第二制冷剂出口流体流通，第五制冷剂出口与膨胀阀的第四制冷剂入口流体连通，第二入风口输入的风与第二冷凝器内的制冷剂进行第二次热交换后从第二排风口排出。
优选地，散热模块为气液直接接触式全热交换模块。
更优选地，上述气液直接接触式全热交换模块采用蜂窝状结构或其他可增大接触表面积的填料填充，有效增大溶液与空气的接触面积，增大换热效率，减小装置体积，使得机组的体积更加紧凑。
进一步地，输水管道上还设置有水泵，用于抽送输水管道中的水。
进一步地，散热模块中设置有用于储水的水槽，出水端设置在水槽上。
优选地，水槽上还配备有补水阀，其与补水管路相连通以向散热模块补充水。
优选地，散热模块内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。
更优选地，第一入风口和第一排风口分别位于散热模块的左、右两侧。
进一步地，制冷装置包括一或多个散热模块。
进一步地，制冷装置包括一或多个冷凝器。
进一步地，制冷装置包括一或多个压缩机。
进一步地，空气处理装置包括一或多个表冷器。
在实际应用中，可根据实际需要采用一或多个散热模块、冷凝器、压缩机或表冷器，以提供更好的散热效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供了一种可强化散热的独立除湿新风装置，其通过蒸发冷却和“冷凝器-空气对流散热”的方式散掉冷凝热，降低了冷凝温度，提高了制冷性能系数，使得新风处理和制冷系统实现一体化，简化了空调系统，节省了空调系统成本造价，同时也降低了空调系统的运行能耗。新风机组的独立运行使得公寓、别墅以及小型办公室等区域应用新风可能性大大提高。本发明中制冷装置的冷凝器首先通过蒸发冷却的方式散热，这样可以有效地利用液态水的气化相变将冷凝器的热量散掉。经过蒸发冷却的新风湿度较高(其湿度几近饱和)，再继续利用蒸发冷却散热效果不佳。然而经过蒸发冷却后的新风由于其温度被降低，比未经过蒸发冷却的新风温度低，采用本发明中的对流散热的方式效果更优。综上所述，本发明提出了一种特定的散热方式，即蒸发冷却和“冷凝器-空气对流散热”。此外，在本发明中，顺序必须为空气先经过蒸发冷却单元，再经过散热冷凝器，这种组合方式既有效利用蒸发冷却又利用了低温空气直接与冷凝器高效对流换热，使得散热效果显著优于既有的单一蒸发冷却方式或空气对流冷却方式，并显著降低制冷系统的冷凝温度。所以，将蒸发冷却和对流换热结合到一起，可以使散热效果达到最佳，更好地提高整机制冷效率，确保机组运行的稳定。
附图说明
图1为根据本发明的可强化散热的独立除湿新风装置的示意图。
图中：1、压缩机；2、第一冷凝器；3、膨胀阀；4、表冷器；5、散热模块；51、水槽；6、第二冷凝器；7、水泵；8、补水阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
参阅图1，图1中展示了本发明一实施例的可强化散热的独立除湿新风装置，包括空气处理装置和制冷装置。
空气处理装置包括表冷器4，表冷器4具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口，表冷器4通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出。
制冷装置包括：
压缩机1，其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口，第二制冷剂入口与第一制冷剂出口流体连通；
第一冷凝器2，其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口，第三制冷剂入口与第二制冷剂出口流体连通；
膨胀阀3，其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口，第四制冷剂入口与第三制冷剂出口流体连通，第四制冷剂出口与表冷器4的第一制冷剂入口流体连通；
散热模块5，其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口，第一入风口输入的风与散热模块5内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后，带走水中的热量，从第一排风口排出，散热模块5还包括位于其外部用于连通进水端和出水端的输水管道，输水管道的至少一部分位于第一冷凝器2内，使得其中的水能够与冷凝器2中的制冷剂进行热交换；及
第二冷凝器6，其具有第五制冷剂入口、第五制冷剂出口、与散热模块5的第一排风口流体连通的第二入风口，以及第二排风口，第五制冷剂入口与压缩机1的第二制冷剂出口流体流通，第五制冷剂出口与膨胀阀3的第四制冷剂入口流体连通，第二入风口输入的风与第二冷凝器6内的制冷剂进行第二次热交换，带走制冷剂中的热量，从第二排风口排出。
在本实施例中，散热模块5为采用蜂窝或其它可增大接触表面积的结构的气液直接接触式全热交换模块。散热模块5的输水管道上设置有水泵7。散热模块5中设置有用于储水的水槽51，出水端设置在水槽51上。水槽51上还配备有补水阀8，其与补水管路相连通以向散热模块5补充水。散热模块5第一入风口和第一排风口分别位于其左、右两侧。散热模块5内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。更具体地，水槽51位于散热模块5的底部，进水端位于散热模块的顶部。在本实施例中，制冷装置包括1个散热模块5、1个第一冷凝器2、1个第二冷凝器6和1个压缩机1，空气处理装置包括1个表冷器4。然而，在实际应用中，可采用一或多个散热模块5、第二冷凝器6、压缩机1或表冷器4，以实现更好的散热效果。
在本发明中，热的制冷剂从表冷器4的第一制冷剂出口流出后，经压缩机1的第二制冷剂入口流入压缩机1，然后从压缩机1的第二制冷剂出口分别流入第一冷凝器2的第三制冷剂入口和第二冷凝器6的第五制冷剂入口。在第一冷凝器2中，制冷剂与来自散热模块5的水进行热交换，在第二冷凝器6中，制冷剂与第二入风口输入的风进行第二次热交换，降温后，分别从第一冷凝器2的第三制冷剂出口和第二冷凝器6的第五制冷剂出口流出，经由膨胀阀3的第四制冷剂入口、出口和表冷器4的第一制冷剂入口流入表冷器4，并对表冷器4的进风口送入的新风降温、除湿，降温、除湿后的新风从表冷器4的送风口送出。在散热模块5中，从水槽51上的出水端流出的冷水经第一冷凝器2与其中的制冷剂进行热交换后，热水经过水泵7，再从散热模块5的进水端流入散热模块5中。在散热模块5中，从第一入风口输入的风与水进行第一次热交换，带走水中的热量，并从第一排风口排出，再经由第二冷凝器6的第二入风口进入第二冷凝器6。在第二冷凝器6中，从第二入风口输入的风与制冷剂进行第二次热交换，进一步带走制冷剂的热量。由此，实现了本发明的强化散热的独立除湿新风装置的热交换过程。
本发明的强化散热的独立除湿新风装置的夏季运行过程如下：新风经过表冷器4降温除湿，送入室内。用于散热的新风则通过散热模块5和循环的水直接接触，通过蒸发冷却的方式将循环水中的热量带走，然后经过第二冷凝器6，通过对流散热的方式将第二冷凝器6的热量带走，最后排出。被冷却的循环水进一步流经第一冷凝器2，通过第一冷凝器2与从压缩机1流出的高温制冷工质换热，循环水被加热后再次流入散热模块5。与循环水换热后和通过第二冷凝器6对流散热的制冷剂通过膨胀阀3，然后进入表冷器4中，在表冷器4中蒸发吸热，通过表冷器4与新风换热，对新风进行降温除湿，随后换热后的制冷剂再次流入压缩机1，依次循环。散热模块5通过与其连通的补水阀8，对其进行补水。
本发明提出的可强化散热的独立除湿新风装置，将制冷装置内嵌至空气处理装置里，利用蒸发冷却和“冷凝器-空气对流散热”方式对冷凝器进行散热，降低了冷凝温度，提升了制冷效率。由于制冷装置与空气处理装置的一体化，使得空调系统的水系统得到简化，大大降低空调系统的造价以及运行能耗，并且实现了新风处理装置的灵活利用。
本发明的强化散热的独立除湿新风装置采用换热效率最高的表冷器对新风进行冷凝除湿，其冷凝散热完全不同于其它独立运行的除湿新风装置，采用蒸发冷却和“冷凝器-空气对流散热”的方式，大大提高了散热的效率，提高了整机制冷效率，确保了机组运行的稳定。由于强化散热的独立除湿新风装置实现了新风处理和制冷系统一体化，空调系统从而得到简化，系统造价大大降低，同时也降低了空调系统的运行能耗。新风机组的独立运行使得公寓、别墅以及小型办公室等区域应用新风可能性大大提高。
本发明仅以上述最为常见的实施方式进行说明，在本发明的启示下得到的其他形式的空气处理机组，以及根据本发明的基本原理对个别部件进行的任何变换或者改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：包括空气处理装置和制冷装置，
所述空气处理装置包括：
表冷器(4)，其具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口，所述表冷器(4)通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出；
所述制冷装置包括：
压缩机(1)，其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口，所述第二制冷剂入口与所述第一制冷剂出口流体连通；
第一冷凝器(2)，其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口，所述第三制冷剂入口与所述第二制冷剂出口流体连通；
膨胀阀(3)，其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口，所述第四制冷剂入口与所述第三制冷剂出口流体连通，所述第四制冷剂出口与所述表冷器(4)的第一制冷剂入口流体连通；
散热模块(5)，其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口，第一入风口输入的风与所述散热模块(5)内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后从第一排风口排出，所述散热模块(5)还包括位于其外部用于连通所述进水端和出水端的输水管道，所述输水管道的至少一部分位于所述第一冷凝器(2)内，使得其中的水能够与第一冷凝器(2)中的制冷剂进行热交换；及
第二冷凝器(6)，其具有第五制冷剂入口、第五制冷剂出口、与所述散热模块(5)的第一排风口流体连通的第二入风口，以及第二排风口，所述第五制冷剂入口与所述压缩机(1)的第二制冷剂出口流体流通，所述第五制冷剂出口与所述膨胀阀(3)的第四制冷剂入口流体连通，第二入风口输入的风与第二冷凝器(6)内的制冷剂进行第二次热交换后从所述第二排风口排出。
2.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述散热模块(5)为气液直接接触式全热交换模块。
3.根据权利要求2所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述气液直接接触式全热交换模块采用蜂窝状结构。
4.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述输水管道上还设置有水泵(7)。
5.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述散热模块(5)中设置有用于储水的水槽(51)，所述出水端设置在所述水槽(51)上。
6.根据权利要求5所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述水槽(51)上还配备有补水阀(8)，其与补水管路相连通以向所述散热模块(5)补充水。
7.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述散热模块(5)内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。
8.根据权利要求7所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述第一入风口和第一排风口分别位于所述散热模块(5)的左、右两侧。
9.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述制冷装置包括一或多个散热模块(5)，和/或一或多个第二冷凝器(6)，和/或一或多个压缩机(1)。
10.根据权利要求1所述的可强化散热的独立除湿新风装置，其特征在于：所述空气处理装置包括一或多个表冷器(4)。
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