CN108105917A - 组合式空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种组合式空调。该组合式空调包括通风系统和热泵系统，通风系统包括换热盘管(1)，热泵系统包括设置在换热盘管(1)的空气流动上游侧的蒸发器(2)。根据本发明的组合式空调，能够提高组合式空调的除湿能力，满足室内除湿要求。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，具体而言，涉及一种组合式空调。
背景技术
目前主流组合柜机组只有换热盘管，自身无制冷制热功能，只有供冷和供热功能，即主机供热水或冷水给组合式空调换热盘管，然后空气通过组合式空调的换热盘管实现空气和水的能量交换，这种传统的组合式空调缺点如下：1、能量交换过程：冷媒---水---空气，总共经过三级换热，整个系统流程换热效率低；2、主机设置在组合式空调外部，要实现换热介质的流动，必须设置管道系统(水管道、水泵、阀门、保温海绵等)，整个管道系统投资成本很大，且后续运行水泵耗能也占整个系统耗能的很大比例；3、传统组合式空调机组除湿能力受限制，因为主机提供给水盘管的问题一般为7-12℃，经过冷却盘管后，考虑传热温差，能达到的露点温度将在13～17℃左右，这样只能将湿空气的湿度降到约10g/kg左右，如果想再进一步除湿，这种水冷冷却除湿就无法满足，只能选择转轮除湿，这就又增加了投资成本。
发明内容
本发明实施例中提供一种组合式空调，能够提高组合式空调的除湿能力，满足室内除湿要求。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种组合式空调，包括通风系统和热泵系统，通风系统包括换热盘管，热泵系统包括设置在换热盘管的空气流动上游侧的蒸发器。
作为优选，热泵系统还包括冷凝旁通管，沿空气的流动路径，冷凝旁通管设置在蒸发器和换热盘管之间。
作为优选，热泵系统还包括压缩机和冷凝器，压缩机和冷凝器上设置有第一调节阀，冷凝旁通管与第一调节阀并联。
作为优选，冷凝旁通管上设置有第二调节阀。
作为优选，通风系统包括回风室和送风室，换热盘管和蒸发器设置在送风室内，回风室和送风室之间设置有第二风阀，第二风阀的出风口位于蒸发器的进风侧。
作为优选，回风室内设置有第一风机，送风室内设置有第二风机，第二风机位于换热盘管的出风侧，回风室和送风室之间还设置有第一风阀，第一风阀设置在换热盘管和第二风机之间。
作为优选，通风系统还包括热回收室，热回收室具有排风口和新风口，热回收室用于实现回风和新风之间的热交换。
作为优选，热回收室内串联设置有第一热回收单元和第二热回收单元，第一热回收单元设置在远离新风口的一侧，第一热回收单元的新风出口通过第三风阀与蒸发器的进风侧连通。
作为优选，当热泵系统包括冷凝器时，冷凝器设置在第二热回收单元的出风口。
作为优选，第一热回收单元处设置有第四风阀，第二热回收单元处设置有第五风阀，回风经第四风阀和第五风阀不与新风热交换直接到达排风口。
作为优选，当组合式空调还包括压缩机时，通风系统还包括电气室，压缩机设置在电气室内，新风口和电气室之间通过第六风阀连通，电气室与送风室的蒸发器进风侧连通。
应用本发明的技术方案，组合式空调包括通风系统和热泵系统，通风系统包括换热盘管，热泵系统包括设置在换热盘管的空气流动上游侧的蒸发器。该组合式空调将自身的空间进行合理布局，具有通风系统和独立的热泵系统，能够在进行除湿时通过热泵系统的蒸发器独立对进入室内的空气进行降温除湿，可以达到较低的温度，实现较佳的除湿效果，满足用户除湿要求，无需再依赖其他外部设备，节能效果更佳。
附图说明
图1是本发明实施例的组合式空调的结构示意图；
图2是本发明实施例的组合式空调的示意图。
附图标记说明：1、换热盘管；2、蒸发器；3、冷凝旁通管；4、压缩机；5、冷凝器；6、第一调节阀；7、第二调节阀；8、回风室；9、送风室；10、第一风阀；11、第二风阀；12、第三风阀；13、第四风阀；14、第五风阀；15、第六风阀；16、第一风机；17、第二风机；18、热回收室；19、排风口；20、新风口；21、第一热回收单元；22、第二热回收单元；23、电气室；24、温度传感器；25、湿度传感器；26、储液器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
结合参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，组合式空调包括通风系统和热泵系统，通风系统包括换热盘管1，热泵系统包括设置在换热盘管1的空气流动上游侧的蒸发器2。
该组合式空调将自身的空间进行合理布局，具有通风系统和独立的热泵系统，能够在进行除湿时通过热泵系统的蒸发器独立对进入室内的空气进行降温除湿，可以达到较低的温度，实现较佳的除湿效果，满足用户除湿要求，无需再依赖其他外部设备，节能效果更佳。
热泵系统还包括冷凝旁通管3，沿空气的流动路径，冷凝旁通管3设置在蒸发器2和换热盘管1之间，可以利用部分冷凝器放出的废热对经蒸发器2降温的空气进行再热，减轻换热盘管1的负担，节约能源，同时能够提高对冷媒的冷凝效率，提高热泵系统的换热效率。当冷凝旁通管3所释放的热量足以完成对空气的再热时，就可以关闭换热盘管1，减小能量耗费，更进一步提高冷凝器废热的利用效率。
热泵系统还包括压缩机4和冷凝器5，压缩机4和冷凝器5上设置有第一调节阀6，冷凝旁通管3与第一调节阀6并联。通过调节第一调节阀6的大小，能够在冷媒管中冷媒量恒定的情况下，调节进入冷凝旁通管3中的冷媒量，进而调节冷凝旁通管3的释放热量，调节冷凝旁通管3再热过冷新风的力度，使得送风温度更加适宜，用户体验更佳。
优选地，冷凝旁通管3上设置有第二调节阀7，可以同时调节第一调节阀6和第二调节阀7的开度来调节冷凝旁通管3中的冷媒流量，提高冷凝旁通管3的温度调节灵活性和温度调节效率。
在冷凝器5和蒸发器2之间还设置有储液器26。
通风系统包括回风室8和送风室9，换热盘管1和蒸发器2设置在送风室9内，回风室8和送风室9之间设置有第二风阀11，第二风阀11的出风口位于蒸发器2的进风侧。回风室8设置有用于进入室内回风的回风口，送风室9设置有用于向室内排入空气的送风口，在需要对室内进行除湿之后使回风直接送入室内时，可以打开第二风阀11，使得回风从回风室8处经第二风阀11进入送风室9，回风在送风室9内经蒸发器2进行除湿降温，然后经冷凝旁通管3和换热盘管1进行再热，使得送风温度达到预设温度要求，之后从送风口送入室内，实现对室内的送风。
回风室8内设置有第一风机16，送风室9内设置有第二风机17，第二风机17位于换热盘管1的出风侧，回风室8和送风室9之间还设置有第一风阀10，第一风阀10设置在换热盘管1和第二风机17之间。第一风阀10的作用在于，当不需要对室内空气进行除湿处理，只需要进行室内空气的流动循环时，可以打开第一风阀10，关闭第二风阀11，此时回风无法经第二风阀11流经蒸发器2进行除湿，而是直接经第一风阀10和第二风机17从送风口吹出。第一风机16例如为变频回风机，第二风机17例如为变频送风机。
通风系统还包括热回收室18，热回收室18具有排风口19和新风口20，热回收室18用于实现回风和新风之间的热交换。热回收室18可以实现室内回风和新风之间的交换，同时可以使新风吸收回风热量，提高能源利用率。经过与新风换热之后的回风从排风口19排出室外，而经过与回风换热之后的新风则进入室内，实现新风的吸入。
热回收室18内串联设置有第一热回收单元21和第二热回收单元22，第一热回收单元21设置在远离新风口20的一侧，第一热回收单元21的新风出口通过第三风阀12与蒸发器2的进风侧连通。当新风与回风完成换热之后，可以从第一热回收单元21的新风出口经第三风阀12进入送风室9内，通过蒸发器2的除湿降温以及冷凝旁通管3和换热盘管1的再热之后排放至室内。热回收单元可以进一步降低换热盘管1的露点温度，提高空调的除湿能力。
当热泵系统包括冷凝器5时，冷凝器5设置在第二热回收单元22的出风口，从而可以利用经新风换热降温之后的回风对冷凝器5进行降温，提高冷凝器5的换热效率。
第一热回收单元21处设置有第四风阀13，第二热回收单元22处设置有第五风阀14，回风经第四风阀13和第五风阀14不与新风热交换直接到达排风口19。当回风不需要与新风进行换热时，可以直接通过第四风阀13和第五风阀14排放至排风口19处，并从排风口19处排出。
当组合式空调还包括压缩机4时，通风系统还包括电气室23，压缩机4设置在电气室23内，新风口20和电气室23之间通过第六风阀15连通，电气室23与送风室9的蒸发器2进风侧连通。当第六风阀15打开时，新风直接从第六风阀15进入到电气室23内，对电气室23内的压缩机4和其他的控制器等电气元件进行降温，避免压缩机4和其他电气元件的温度过高，之后这部分换热的新风进入送风室9内进行除湿和再热处理，最后排放至室内。
在回风口处设置有初效过滤器，能够对进入回风室8的空气进行过滤，在送风口设置有初中效过滤器，能够对吹入室内的空气进行过滤。
在室内设置有温度传感器24和湿度传感器25，能够感测室内的温度和湿度，从而实现对室内温湿度的精确控制。
上述的风阀均为比例调节阀。
上述的热回收单元为板式热回收单元。
本发明的上述组合式空调，机组分为上下两层，其中回风室8和热回收室18位于上层，送风室9和电气室23位于下层，布局更加合理，能够充分利用空间，实现多种模式的控制。
采用上述的组合式空调，可以具有多种控制运行模式。
当储物间或其他区域无需新风时，可以采用全回风运行，此时有两种运行模式：
第一种为室内温湿度无要求的情况，此时第一风机16关闭，压缩机4关闭，第二风机17开启，第一风阀10开启，实现全回风运行，室内空气从回风口进入回风室8，然后从第一风阀10处直接进入到送风室9内，然后在第二风机17的作用下再次被送入室内，实现室内风循环运行。
第二种为需要保持室内温湿度在设定范围内。此时第一风机16关闭，压缩机4开启，第二风机17开启，第一风阀10关闭，第二风阀11开启，室内回风从回风口进入回风室8，然后从第二风阀11处进入到送风室9内，流经蒸发器2除湿冷凝后，在冷凝旁通管3和换热盘管1的再热作用下进行加热，然后在第二风机17的作用下再次被送入室内，实现室内风循环运行，通过对蒸发器2和冷凝旁通管3进行调节，可以使室内风保持在设定的温湿度范围运行。
在过渡季节可以采用全新风通风模式运行，实现免费供冷。此种情况下，第一风机16和第二风机17均开启，压缩机4关闭，第一风阀10、第二风阀11和第三风阀12关闭，第四风阀13、第五风阀14和第六风阀15开启，室外新风经第六风阀15、压缩机4、蒸发器2、冷凝旁通管3、换热盘管1和初中效过滤器后送入室内，室内回风经第四风阀13、第五风阀14和冷凝器5排出室外，回风不经过热回收，第四风阀13、第五风阀14的开启使回风不经过热回收单元，降低风机能耗，避免能源浪费。
当需要运行新风和回风定比例混合供冷或者供热模式时，控制第一风机16和第二风机17开启，压缩机4开启，第一风阀10、第二风阀11、第三风阀12和第六风阀15关闭，第四风阀13、第五风阀14开启，此时新风的流动路径为，由室外经第二热回收单元22和第一热回收单元21之后，经第三风阀12、蒸发器2、冷凝旁通管3和换热盘管1后，在第二风机17的作用下送入室内。回风的流动路径为，由室内在第一风机16的作用下吹出，之后回风分为两部分，一部分回风经第一热回收单元21、第二热回收单元22、冷凝器5后从排风口19排出室外，另一部分从第二风阀11处进入送风室9，与新风混合，经蒸发器2、冷凝旁通管3和换热盘管1后，在第二风机17的作用下送入室内。
组合式空调的热回收控制方式如下：
以夏季为例，高温高湿的新风在二级板式热回收单元中与回风进行热湿交换后，新风的一部风能量传递至回风，新风温湿度降低，回风的温湿度升高，而后新风经蒸发器2蒸发再次冷却降温除湿，若室内的湿度要求比较低，新风经过蒸发器2时需将温度降到很低(温度越低，除去新风中的水蒸汽效果越好)，为了满足室内温度的要求还需通过换热盘管1再热新风至目标温度，为了减轻换热盘管1的再热负担，本发明将冷凝器5分出一部分(即冷凝旁通管3)，回收一部分冷凝器5放出的废热对过冷新风进行再热，减轻再热盘管的负担，节约能源，同时过冷的新风也冷却了冷凝器5。
通过调节第一调节阀6和第二调节阀7可以调节冷凝旁通管3再热过冷新风的力度，有些情况下可以只通过冷凝旁通管3就可以再热新风至目标温度，无需开启换热盘管1。由于本发明采用两个板式热回收单元串联的结构，因此可以增长新风和回风热交换的通道，提高热交换效率。回风经板式热回收单元进行热湿交换后，温度和湿度增加，而后经冷凝器5冷却冷媒，使冷媒由高温变为低温，这样回风经过二级板式热回收单元和冷凝器5后充分回收了回风的能量，之后将回风排出室外。值得强调的是，本发明同时考虑到为了充分冷却新风，蒸发器2的表面温度会降到很低甚至低于零度，这样蒸发器2的表面会出现结霜的现象会影响蒸发器的换热性能，位次本发明提供一种解决方案：可根据蒸发器2的表面温度判断是否结霜来控制第二风阀11的开度，控制室内的回风旁通量来对蒸发器2的表面进行化霜，无需设置专门的化霜结构，能够更加充分地利用组合式空调自身的结构，提高能量利用率，降低成本。
本发明具有如下优点：
1、自身合理的空间布局具备独立的制冷制热系统，机组运行无需再依赖其他外部设备。
2、采用冷媒制冷系统后可使换热盘管露点温度大大降低，经过换热盘管的湿空气的除湿能力提高，加上内部布置两个热回收单元，(可以更进一步的降低盘管露点提高除湿能力，当盘管露点温度低于0℃时盘管初现结霜影响换热效率，为解决此问题本发明也提供了利用风阀配合引用室内回风进行化霜的方案，提高了空调运行能效。
3、通过机组内部风阀开启配合及压缩机转速调节，可根据环境情况和服务区域的需求实现多种模式运行。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种组合式空调，其特征在于，包括通风系统和热泵系统，所述通风系统包括换热盘管(1)，所述热泵系统包括设置在所述换热盘管(1)的空气流动上游侧的蒸发器(2)。
2.根据权利要求1所述的组合式空调，其特征在于，所述热泵系统还包括冷凝旁通管(3)，沿空气的流动路径，所述冷凝旁通管(3)设置在所述蒸发器(2)和所述换热盘管(1)之间。
3.根据权利要求2所述的组合式空调，其特征在于，所述热泵系统还包括压缩机(4)和冷凝器(5)，所述压缩机(4)和所述冷凝器(5)上设置有第一调节阀(6)，所述冷凝旁通管(3)与所述第一调节阀(6)并联。
4.根据权利要求3所述的组合式空调，其特征在于，所述冷凝旁通管(3)上设置有第二调节阀(7)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合式空调，其特征在于，所述通风系统包括回风室(8)和送风室(9)，所述换热盘管(1)和所述蒸发器(2)设置在所述送风室(9)内，所述回风室(8)和所述送风室(9)之间设置有第二风阀(11)，所述第二风阀(11)的出风口位于所述蒸发器(2)的进风侧。
6.根据权利要求5所述的组合式空调，其特征在于，所述回风室(8)内设置有第一风机(16)，所述送风室(9)内设置有第二风机(17)，所述第二风机(17)位于所述换热盘管(1)的出风侧，所述回风室(8)和所述送风室(9)之间还设置有第一风阀(10)，所述第一风阀(10)设置在所述换热盘管(1)和所述第二风机(17)之间。
7.根据权利要求5所述的组合式空调，其特征在于，所述通风系统还包括热回收室(18)，所述热回收室(18)具有排风口(19)和新风口(20)，所述热回收室(18)用于实现回风和新风之间的热交换。
8.根据权利要求7所述的组合式空调，其特征在于，所述热回收室(18)内串联设置有第一热回收单元(21)和第二热回收单元(22)，所述第一热回收单元(21)设置在远离所述新风口(20)的一侧，所述第一热回收单元(21)的新风出口通过第三风阀(12)与所述蒸发器(2)的进风侧连通。
9.根据权利要求8所述的组合式空调，其特征在于，当所述热泵系统包括冷凝器(5)时，所述冷凝器(5)设置在所述第二热回收单元(22)的出风口。
10.根据权利要求8所述的组合式空调，其特征在于，所述第一热回收单元(21)处设置有第四风阀(13)，所述第二热回收单元(22)处设置有第五风阀(14)，回风经所述第四风阀(13)和所述第五风阀(14)不与新风热交换直接到达所述排风口(19)。
11.根据权利要求7所述的组合式空调，其特征在于，当所述组合式空调还包括压缩机(4)时，所述通风系统还包括电气室(23)，所述压缩机(4)设置在所述电气室(23)内，所述新风口(20)和所述电气室(23)之间通过第六风阀(15)连通，所述电气室(23)与所述送风室(9)的蒸发器(2)进风侧连通。
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