CN108679870A - 一种带新风处理功能的温湿分控空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带新风处理功能的温湿分控空调系统,包括室内机及室外机，其中室内机主要是对新风的处理，主要包括再热换热器、新风换热器；室外机承担冷凝器和冷热水处理的功能，主要包括压缩机、两个四通阀、室外换热器、制冷剂‑水换热器。通过直膨式换热器对新风降温除湿，同时制取高温冷冻水的单压缩机空调系统，而且还可实现冬季制热功能。

Description

一种带新风处理功能的温湿分控空调系统
技术领域
本发明涉及一种新风空调系统，尤其是涉及一种带新风处理功能的温湿分控空调系统。
背景技术
温湿分控空调系统通常由承担室内显热负荷的干式调温设备（例如辐射吊顶）和承担潜热负荷的新风处理设备组成，由于该系统可以精准控制室内的温湿度环境，被受市场追捧。
但是，由于显热处理和新风除湿处理的温度差别较大，因此温湿分控空调系统通常需要使用两套产生不同温度冷冻水的制冷主机。如使用了高温冷却机为室内机供冷气，而低温冷却机进行湿度处理，这种系统设备空间大，而且两套设备的成本高。
为了减少设备空间占用并降低设备成本，也有一些技术方案提出用单台制冷机承担全部热湿处理设备的负荷。如专利CN207317150U提出单外机温湿度独立控制的空调系统，制冷机仅制取满足除湿使用的低温冷冻水，低温冷冻水在完成除湿后升温成为高温冷冻水，再应用与干式辐射制冷末端。亦或者专利CN 201203218Y公开一种多冷冻水温度的热湿分开处理空调装置，通过处于不同蒸发压力下的蒸发器，同时制取高温冷冻水和低温冷冻水，供应除湿末端和显热末端。但上述技术方案的共同点在于均借助水作为载冷剂。但是与直膨系统相比，使用载冷剂会增加一次温差传热过程，造成制冷系统蒸发温度降低，尤其是低温冷冻水的制备，蒸发温度降低会显著降低系统能效。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中的缺陷，提供一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，通过直膨式换热器对新风降温除湿，同时制取高温冷冻水的单压缩机空调系统，而且还可实现冬季制热功能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带新风处理功能的温湿分控空调系统, 包括室内送风机及室外主机，所述室内机包括送风管道连通室内和室外，送风管道内由室外端至室内端依次装有新风换热器，再热换热器以及送风风机，其中，再热换热器的一端通过管路与送风管道侧壁的第一接口连通，另一端通过管路依次连接第一膨胀阀，单向阀后并联到新风换热器一端，而新风换热器该端通过管路连接第二膨胀阀后与送风管道侧壁的第二接口连通，新风换热器另一端通过管路与送风管道侧壁的第三接口连通；
所述室外机包括双吸气压力压缩机，第一四通换向阀，第二四通换向阀，室外换热器及制冷剂-水换热器，双吸气压力压缩机具有一个出气口和两个吸气口，其出气口分两路连接第一四通换向阀和第二四通换向阀的第一端口，第一四通换向阀和第二四通换向阀的第二端口通过连接管汇聚后再分为两路，一路直接连接室外机上的第四接口，另一路连接室外换热器的一端，室外换热器另一端通过管路连接第三膨胀阀后与室外机上的第五接口连通，第一四通换向阀的第三端口通过管路与室外机的第六接口连通，而第二四通换向阀的第三端口通过管路接入制冷剂-水换热器的制冷剂通道的一端，而制冷剂通道的另一端通过第四膨胀阀连接到室外机的第五接口，制冷剂-水换热器的水通道两端分别通过水管连接回水口和出水口，且与出水口连接的管路上还串接有水泵，所述第一四通换向阀的第四端口通过管路串接第一电磁阀后接入双吸气压力压缩机的一个吸气口，而第二四通换向阀的第四端口通过管路串接第二电磁阀后接入双吸气压力压缩机的另一个吸气口，同时两个吸气口之间通过管路串接桥接电磁阀连通；
所述室内机上的第一接口通过连接管与室外机上的第四接口连通，室内机上第二接口通过连接管与室外机上第五接口连通，室内机上第三接口通过连接管与室外机上第六接口连通。
作为优选，所述双吸气压力压缩机具有两个独立的吸气口和一个独立的出气口，制冷剂从两个吸气口以不同吸气压力吸入，经过气缸压缩后以同一排气压力从出气口排出。
作为优选，所述室外换热器，新风换热器以及再热换热器为空气-制冷剂换热器，具有相互独立的制冷剂通道和空气通道，为翅片管换热器或微通道换热器。
作为优选，所述制冷剂-水换热器具有相互独立的制冷剂通道和水通道，为板式换热器或套管式换热器。
作为优选，所述室内机还包括空气过滤器安装在送风管道位于室外的一端，对送入的新风进行过滤。
作为优选，所述室内机还包括湿膜加湿器安装在送风管道位于室内的一端，在冬季时对新风进行加湿。
作为优选，所述出水口和回水口与干式调温设备的循环水系统联通。
作为优选，所述第一膨胀阀，第二膨胀阀，第三膨胀阀和第四膨胀阀为热力膨胀阀或电子膨胀阀。
作为优选，所述温湿分控空调系统具有制冷和制热两种模式，在制冷模式下，单，关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，实现冷水制取，不处理新风，且在桥接电磁阀打开时增加冷水制取量，而关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，实现新风处理，不制取冷水，且在桥接电磁阀打开时增加新风制冷量，同时打开第一电磁阀和第二电磁阀，关闭桥接电磁阀，同时实现新风处理与冷水制取。
在制热模式下，第一电磁阀和第二电磁阀打开，桥接电磁阀关闭，在第四膨胀阀打开，第二膨胀阀关闭时，实现热水制取，不处理新风，在第四膨胀阀关闭，第二膨胀阀打开时，实现新风处理，不制取热水。
与现有技术相比，本发明所揭示的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，具有如下有益效果：
使用双吸气压力压缩机，在制冷模式下，通过一个吸气口与制冷剂-水换热器联通，制取冷冻水；另一个吸气口与新风换热器联通，通过制冷剂直膨的方式对新风进行降温除湿处理；可以同时实现新风除湿降温处理和制取高温冷冻水两大功能，大大减少了温湿度独立控制系统的空间占用和成本。
虽然只有一台压缩机，但是高温冷冻水制取使用高吸气压力，新风除湿降温使用低吸气压力，相互独立，有效降低了压缩机功耗。
机组设置有两个四通换向阀，可实现制冷、制热两种模式的切换，且在制热模式下无需额外配备采暖设备。
在双吸气压力压缩机的两个吸气口分别设置有电磁阀，使得机组可以单独实现制取冷冻水或新风处理功能，并通过桥接电磁阀扩大冷量调节范围。
将室外机与室内机之间的连接管路减少至三根，可以极大降低安装难度。
将压缩机设置在室外，可以极大的降低噪音，提升室内的舒适度。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明制冷循环原理图；
图3为本发明制热循环原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所揭示的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统,结构包括室内机及室外机两部分，其中室内机包括送风管道1连通室内和室外，送风管道内由室外端至室内端依次装有空气过滤器2，新风换热器3，再热换热器4，湿膜加湿器5，以及送风风机6，其中，空气过滤器2对进入的新风进行颗粒物的过滤，确保进入的新风的洁净度，再热换热器的一端通过管路7与送风管道侧壁的第一接口8连通，新风换热器的一端通过管路9连接第二膨胀阀10后与送风管道侧壁的第二接口11连通，新风换热器另一端通过管路12与送风管道侧壁的第三接口13连通，再热换热器的另一端通过管路14依次连接第一膨胀阀15，单向阀16后连接到管路12上，该单向阀的设置方向为再热换热器可以流向新风换热器，而不可以反向流动，所述再热换热器在夏季时，对新风换热器制冷的空气进行热回升，使其达到人体舒适温度值，其内部流动的高温制冷剂与送风管道内的低温空气进行热交换后，制冷剂降温，同步在送入新风换热器，可以进行其潜热的回收，所述湿膜加湿器在冬季送入暖风时对送入的新风进行加湿，确保室内控制湿度舒适。
所述室外机包括双吸气压力压缩机17，第一四通换向阀18，第二四通换向阀19，室外换热器20及制冷剂-水换热器21，其中，双吸气压力压缩机具有两个独立的吸气口和一个独立的出气口，制冷剂从两个吸气口以不同吸气压力吸入，经过气缸压缩后以同一排气压力从出气口排出，其出气口分两路连接第一四通换向阀和第二四通换向阀的第一端口，第一四通换向阀和第二四通换向阀的第二端口通过管路22汇聚后再分为两路，一路通过管路23直接连接室外机上的第四接口24，另一路通过管路25连接室外换热器20的一端，室外换热器另一端通过管路26连接第三膨胀阀27后与室外机上的第五接口28连通，第一四通换向阀的第三端口通过管路30与室外机的第六接口31连通，而第二四通换向阀的第三端口通过管路32接入制冷剂-水换热器的制冷剂通道的一端，而制冷剂通道的另一端通过第四膨胀阀33连接到室外机的第五接口28，制冷剂-水换热器的水通道两端分别通过水管34连接回水口35和出水口36，且与出水口连接的管路上还串接有水泵37，所述室外换热器处还安装有室外风机38，室外换热器向室外环境散热或从室外环境吸热，所述第一四通换向阀的第四端口通过管路39串接第一电磁阀40后接入双吸气压力压缩机的一个吸气口41，而第二四通换向阀的第四端口通过管路42串接第二电磁阀43后接入双吸气压力压缩机的另一个吸气口44，同时两个吸气口之间通过管路45串接桥接电磁阀46连通，在室外机中，通过在两个吸气口上设置电磁阀，可以进行制备冷却水和新风处理两种形式的切换，当关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀时，则不进行新风处理，只进行冷却水制备，此时可以通过桥接电磁阀来进行冷却水制备量的调节，当关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀时，则进行新风处理，而不制备冷却水，同样可以通过桥接电磁阀来调节新风处理的制冷量，而在同时打开第一和第二电磁阀时，桥接电磁阀需要保持关闭。
对于室内机和室外机之间的连接，只需要三根管路实现即可，分别通过三根连接管29将室内机上的第一接口与室外机上的第四接口连通，第二接口与第五接口连通，第三接口与第六接口连通。
在上述系统中，所述室外换热器，新风换热器以及再热换热器为空气-制冷剂换热器，具有相互独立的制冷剂通道和空气通道，可以选择翅片管换热器或微通道换热器。所述制冷剂-水换热器具有相互独立的制冷剂通道和水通道，通常为板式换热器或套管式换热器。对于制冷剂-水换热器中，其出水口和回水口与循环水系统联通，该循环水为当前环境温度的水，在夏季时将送入的常温水冷却成冷水供应给辐射系统或风机盘管给室内制冷，而冬季时间送入的常温水加热后供给辐射系统或风机盘管给室内制热。
本发明所揭示的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其具有智能和制热两种工况，具体工作流程如下：
制冷循环
如图2所示，在夏季通过该空调系统对送入的新风进行降温，同时提供冷水，该模式下第一四通换向阀和第二四通换向阀的第一端口和第二端口连通，第三端口和第四端口连通，室外换热器作为冷凝器，制冷剂-水换热器作为蒸发器，新风换热器也作为蒸发器，
具体制冷剂循环过程为：双吸气压力压缩机17排出制冷剂送入第一四通换向阀18和第二四通换向阀19的第一端口，并从第二端口排出通过管路22分为两路，其中一路冷凝机被送入室外换热器降温冷凝，另一路经过管路23直接送入再热换热器4，对降温除湿后的新风进行加热，使其达到舒适的温度值，之后冷凝剂由管路14经过第一膨胀阀15和单向阀16进入管路9，室外换热器出来的制冷剂经过再次被分为两路，一路送入室内机，与再热换热器的制冷剂混合后送入新风换热器3内，对新风进行降温除湿，升温后的制冷剂经由管路30送至第一电磁阀18的第三端口，并在第四端口通过管路39经过第一电磁阀送入双吸气压力压缩机的吸气口41，而室外换热器出来的另一路则通过第三膨胀阀33节流降温后，进入制冷剂-水换热器21给水降温，之后制冷剂经管路32，第二四通换向阀19，第二电磁阀43，回到双吸气压力压缩机的吸气口44。
当关闭第一电磁阀40时，机组仅制取冷水，不处理新风；当关闭第二电磁阀43时，机组仅处理新风，不制取冷水；当第一电磁阀40和第二电磁阀43同时联通时，桥接电磁阀46保持关闭；当第一电磁阀40或第二电磁阀43关闭时，可以联通桥接电磁阀46增大制冷量，第一膨胀阀15可以调节再热后的新风温度。
空气的处理过程为，新风在送风管道1中先经过空气过滤器2，除去空气中的灰尘，再经过新风换热器3被降温除湿，再热换热器4升温至露点温度以上，最后经新风风机送入房间。
在整个循环过程中，制冷剂-水换热器用于将水温降低，将冷水供应给辐射系统。
制热循环
如图3所示，在冬季通过该新风机对送入的新风进行升温，同时提供热水，该模式下第一四通换向阀和第二四通换向阀的第一端口和第四端口连通，第二端口和第三端口连通，室外换热器作为蒸发器，制冷剂-水换热器作为冷凝器，新风换热器也作为冷凝器。
具体制冷剂循环过程为：双吸气压力压缩机17排出的制冷剂被分为两路，一路经第一四通换向阀18，管路30进入新风换热器3加热新风，另一路经第二四通换向阀19，进入制冷剂-水换热器21加热水，两路制冷剂在管路28处汇合，经第三膨胀阀27节流降温，进入室外换热器从空气吸热，最后，气化升温后的制冷剂经管路22送入第一四通换向阀18和第二四通换向阀19，分别回到双吸气压力压缩机17的两个吸气口，完成热泵循环。
制热工况下，第一电磁阀40和第二电磁阀43保持联通，桥接电磁阀46保持关闭；当关闭第二膨胀阀10时，机组仅制取热水，不处理新风；当关闭第四膨胀阀33时，机组仅处理新风，不制取冷水。
空气的处理过程为，新风在送风管道1中先经过空气过滤器2，除去空气中的灰尘，再经过新风换热器3被升温，再经加湿器5加湿，最后经新风风机送入房间。
在整个循环过程中，制冷剂-水换热器用于将水升温，供给辐射系统。
上述实施例中未完整展示制冷剂循环和风道的所有部件，实施过程中，选用不同制冷剂，在制冷剂回路设置高压储液器、气液分离器、油分离、过滤器、干燥器等常见制冷辅件，在水管设置过滤器，杀菌装置等水处理附件，在风道设置消声器，辅助加热器，杀菌装置等空气处理附件，改变风机位置，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。
本文中使用“第一”、“第二”等词语来限定部件，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”等词语的使用仅仅是为了便于描述上对部件进行区别。如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
最后应当说明的是：上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (9)

1.一种带新风处理功能的温湿分控空调系统,包括室内机和室外机两部分，其特征在于：
所述室内机包括送风管道连通室内和室外，送风管道内由室外端至室内端依次装有新风换热器，再热换热器以及送风风机，其中，再热换热器的一端通过管路与送风管道侧壁的第一接口连通，另一端通过管路依次连接第一膨胀阀，单向阀后并联到新风换热器一端，而新风换热器该端通过管路连接第二膨胀阀后与送风管道侧壁的第二接口连通，新风换热器另一端通过管路与送风管道侧壁的第三接口连通；
所述室外机包括双吸气压力压缩机，第一四通换向阀，第二四通换向阀，室外换热器及制冷剂-水换热器，双吸气压力压缩机具有一个出气口和两个吸气口，其出气口分两路连接第一四通换向阀和第二四通换向阀的第一端口，第一四通换向阀和第二四通换向阀的第二端口通过连接管汇聚后再分为两路，一路直接连接室外机上的第四接口，另一路连接室外换热器的一端，室外换热器另一端通过管路连接第三膨胀阀后与室外机上的第五接口连通，第一四通换向阀的第三端口通过管路与室外机的第六接口连通，而第二四通换向阀的第三端口通过管路接入制冷剂-水换热器的制冷剂通道的一端，而制冷剂通道的另一端通过第四膨胀阀连接到室外机的第五接口，制冷剂-水换热器的水通道两端分别通过水管连接回水口和出水口，且与出水口连接的管路上还串接有水泵，所述第一四通换向阀的第四端口通过管路串接第一电磁阀后接入双吸气压力压缩机的一个吸气口，而第二四通换向阀的第四端口通过管路串接第二电磁阀后接入双吸气压力压缩机的另一个吸气口，同时两个吸气口之间通过管路串接桥接电磁阀连通；
所述室内机与室外机通过三根连接管连通，其中，第一接口与第四接口连通，第二接口与第五接口连通，第三接口与第六接口连通。
2.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述双吸气压力压缩机具有两个独立的吸气口和一个独立的出气口，制冷剂从两个吸气口以不同吸气压力吸入，经过气缸压缩后以同一排气压力从出气口排出。
3.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述室外换热器，新风换热器以及再热换热器为空气-制冷剂换热器，具有相互独立的制冷剂通道和空气通道，为翅片管换热器或微通道换热器。
4.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述制冷剂-水换热器具有相互独立的制冷剂通道和水通道，为板式换热器或套管式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述室内机还包括空气过滤器安装在送风管道位于室外的一端，对送入的新风进行过滤。
6.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述室内机还包括湿膜加湿器安装在送风管道位于室内的一端，在冬季时对新风进行加湿。
7.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述出水口和回水口与干式调温设备的循环水系统联通。
8.根据权利要求1所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：所述温湿分控空调系统具有制冷和制热两种模式，在制冷模式下，单，关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，实现冷水制取，不处理新风，且在桥接电磁阀打开时增加冷水制取量，而关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，实现新风处理，不制取冷水，且在桥接电磁阀打开时增加新风制冷量，同时打开第一电磁阀和第二电磁阀，关闭桥接电磁阀，同时实现新风处理与冷水制取。
9.根据权利要求8所述的一种带新风处理功能的温湿分控空调系统，其特征在于：在制热模式下，第一电磁阀和第二电磁阀打开，桥接电磁阀关闭，在第四膨胀阀打开，第二膨胀阀关闭时，实现热水制取，不处理新风，在第四膨胀阀关闭，第二膨胀阀打开时，实现新风处理，不制取热水。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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Application publication date: 20181019