CN109405325A - 双冷源新风除湿机组 - Google Patents

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Abstract

在本发明中提供一种双冷源新风除湿机组，该双冷源新风除湿机组包括第一冷源、第二冷源、再热热源、机组外壳、辅助配件以及控制系统。在机组外壳内设置第一冷源、第二冷源以及再热冷源，实现对环境温度的调节，在机组外壳内设置初效过滤器以及高效过滤器，实现对气体的过滤。本发明具有如下优点：水盘管仅需要连接输水管路就可以进行工作，其可以在夏季进行初步除湿，减少压缩机的功率消耗。再热器通过回收部分冷凝热来提高送风温度，减少了其他加热配件的选择，降低了机组的生产成本。除湿机具有一体化、结构紧凑、高效节能的特点。其内设置有初效过滤器以及高效过滤器，能够实现对气体的高效率净化，实现对空气的湿度、温度调节以及净化。

Description

双冷源新风除湿机组
技术领域
本发明涉及空气调节设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种双冷源新风除湿机组。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，我们对于生活环境的要求也在不断的提高。现在，空调已经是家庭必备的家用电器，它很好地满足了人们对于室内环境温度的要求。但同时一般的家用空调存在运行不节能，不能控制湿度，不能产出新风，不能处理空气污染等问题。
据统计，我国家用新风系统的普及率较低(不到10％)。随着人们对室内空气品质越来越重视，新风系统在国内家装行业具有巨大的发展前景。
综上所述，如何解决传统空调无法实现室内空气的处理与更新的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是：针对目前市面上现有技术存在的不足，设计一种水系统和氟系统结合在一起处理空气温湿度，并带有热回收技术的空气处理设备。该设备积极响应国家节能减排的政策，以更高的工程适应性应用于各种有新风需求的领域。。
本发明提供的技术方案如下：
一种双冷源新风除湿机组，包括：
第一冷源，所述第一冷源包括有用于水流通过的水盘管，与所述水盘管连接有机组进水管以及机组出水管；
第二冷源，所述第二冷源包括有蒸发器、水冷换热器、压缩机，所述蒸发器、所述水冷换热器以及所述压缩机通过管路依次连接形成有第一制冷系统，于所述第一制冷系统上、并位于所述水冷换热器与所述蒸发器之间设置有主电子膨胀阀；
再热热源，所述再热热源包括有再热器，所述再热器通过分支管路与所述压缩机以及所述蒸发器连接形成有第二制冷系统，于所述第二制冷系统上、并位于所述压缩机与所述再热器之间设置有用于使所述再热器单向导通的单向阀，于所述第二制冷系统上、并位于所述再热器与所述蒸发器之间设置有再热电子膨胀阀；
机组外壳，所述机组外壳具有空气处理通道，于所述机组外壳上开设有与所述空气处理通道连通的进风口以及出风口，于所述空气处理通道内并位于所述进风口的位置上设置有过滤装置，沿气流在所述空气处理通道内的流通方向、位于所述过滤装置的后侧、于所述空气处理通道内依次设置有所述水盘管、所述蒸发器以及所述再热器，于所述空气处理通道内并位于所述出风口的位置上设置有湿膜，于所述空气处理通道内设置有用于增加气流流通速度的风机装置。
优选地，于所述第一制冷系统上、并位于所述主电子膨胀阀与所述水冷换热器之间设置有铜过滤器。
优选地，于所述机组进水管上设置有水流量开关。
优选地，于所述机组外壳上、并位于所述进风口上设置有防虫过滤网。
优选地，所述过滤装置包括有初效过滤器以及高效过滤器。
优选地，所述蒸发器包括有蒸发器毛细管，于所述蒸发器的下侧设置有冷凝水回收盘，于所述冷凝水回收盘的底部连接冷凝水导出水管。
优选地，所述风机装置设置于所述过滤装置与所述水盘管之间。
优选地，所述再热器包括换热铜管，于所述换热铜管上设置有翅片，所述翅片与所述换热铜管热传递联接并形成有用于热量传递的热量传递通道。
优选地，所述水冷换热器为板式换热器，所述板式换热器具有热流通道以及冷流通道，所述热流通道与所述冷流通道设置有导热板，通过所述导热板、所述热流通道与所述冷流通道用于流体的独立流通；所述机组进水管以及所述热水出水管通过支管与所述冷流通道连通，所述热流通道与所述第一制冷系统连通。
优选地，本发明还包括有控制系统，所述控制系统包括有温度传感器以及控制器；所述温度传感器设置于所述机组进水管、所述机组出水管、所述蒸发器、所述水冷换热器、所述再热器以及所述压缩机间连接的管路上，所述温度传感器与所述控制器信号连接；所述控制器与所述压缩机以及所述风机装置控制连接。
本发明的有益效果如下：
通过上述结构设计，本发明提供的双冷源新风除湿机组具有如下优点：
(1)水盘管仅需要连接输水管路就可以进行工作，其现场接管方便。而且可以在夏季进行初步除湿，减少压缩机4的功率消耗。冬季只需要单独运行水盘管高温进水，就可以达到合适的出风温度，此时，制冷系统不用开启，可以有效降低运行成本。
(2)再热器通过回收部分冷凝热来提高送风温度，减少了其他加热配件的选择，降低了机组的生产成本。
(3)本发明除湿机具有一体化、结构紧凑、高效节能的特点，可应用于家庭、学校、医院等各个领域，并可与现有空调设备配套使用，也可单独用于空气质量要求高的特殊场所。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明中双冷源新风除湿机组的结构示意图；
附图标号说明：
水盘管1、蒸发器2、水冷换热器3、压缩机4、主电子膨胀阀5、再热器6、单向阀7、再热电子膨胀阀8、风机装置9、铜过滤器10、水流量开关11、初效过滤器12、高效过滤器13、湿膜14。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
请参考图1，图1为本发明中双冷源新风除湿机组的结构示意图。
本发明提供了一种双冷源新风除湿机组，用于实现室内环境的温度与湿度调节。
在本发明的一个实施方式中，该双冷源新风除湿机组包括第一冷源、第二冷源、再热热源、机组外壳、辅助配件以及控制系统。
在本发明中：
1、第一冷源为本发明实现对空气进行温度调节的第一个调温设备。为了满足节能减排的要求，第一冷源采用水冷方式对空气温度进行调节。
具体地，第一冷源结构如下：第一冷源包括有用于水流通过的水盘管1，与水盘管1连接有机组进水管以及机组出水管。如果本发明是应用在城市等供水方便的地区，冷水水源可以直接使用市政供水的自来水；如果本发明是应用在农村或者偏远山区等供水不便的地区，可以设置水井或者水塔作为冷水水源。
第一冷源包括有水盘管1，水盘管1采用导热性能优质的金属管材，例如铜管或者不锈钢管，水盘管1为盘管结构，这样能够增加水盘管1与气体之间的接触面积，从而提高换热效率，降低空气预冷的温度。
本发明在机组进水管上设置了水流量开关11，通过水流量开关11实现缺水报警功能。
2、第二冷源
第二冷源为本发明中主要的制冷、除湿设备。
具体地，第二冷源包括有蒸发器2、水冷换热器3、压缩机4，蒸发器2、水冷换热器3以及压缩机4通过管路依次连接形成有第一制冷系统，于第一制冷系统上、并位于水冷换热器3与蒸发器2之间设置有主电子膨胀阀5。
蒸发器2为第二冷源释放冷量的主要设备，蒸发器2采用与传统空调器上蒸发器2相同的结构，在此不进行赘述。
蒸发器2、水冷换热器3、压缩机4连接(当然其构成的第一制冷系统还配置有必要的辅助配件，例如管道接头、控制阀门等部件)，由压缩机4对气态制冷剂进行压缩提高制冷剂的压力为制冷剂的循环流动提供动力，经过压缩机4的制冷剂通过水冷换热器3相变放热成为液态制冷剂，液态制冷剂由主电子膨胀阀5的节流后进入到蒸发器2内进行相变吸热，相变吸热后的气态制冷剂再次进入到压缩机4内，之后重复上述流程。
在上述结构设计中，水冷换热器3为板式换热器，板式换热器具有热流通道以及冷流通道，热流通道与冷流通道设置有导热板，通过导热板、热流通道与冷流通道用于流体的独立流通。机组进水管以及热水出水管通过支管与冷流通道连通，热流通道与第一制冷系统连通。
水冷换热器3的作用相当于现有技术中空调系统上的冷凝器，其作用为吸收制冷剂的热量(制冷剂在蒸发器2内相变吸收的热量)，将气态制冷剂冷凝成液态制冷剂。水冷换热器3采用板式换热器结构，其以冷水为吸热介质实现第二冷源的水冷，其无需额外配置冷凝器，这样能够精简第二冷源的系统构成，同时，水冷换热器3的使用寿命以及使用的可靠性都非常高，因此，本发明采用水冷换热器3能够极大程度地提高第二冷源使用的可靠性，另外，还可以减少系统运行能耗。
蒸发器2不仅是本发明中主要的制冷设备，同时也是空气除湿的主要设备。在湿度较高的空气经过蒸发器2时，水分子会冷凝成冷凝水滴，为了避免冷凝水流入到室内造成室内污染，本发明提出了如下结构优化设计：蒸发器2包括有蒸发器毛细管，于蒸发器2的下侧设置有冷凝水回收盘，于冷凝水回收盘的底部连接冷凝水导出水管。
3、再热热源
再热热源为本发明中提供热能的设备，其能够单独运行，在冬季实现供暖，其也可以与第一冷源和\或第二冷源配合使用，实现供冷或者其他形式的温度调节。
具体地，再热热源包括有再热器6，再热器6通过分支管路与压缩机4以及蒸发器2连接形成有第二制冷系统，于第二制冷系统上、并位于压缩机4与再热器6之间设置有用于向再热器6单向导通的单向阀7，于第二制冷系统上、并位于再热器6与蒸发器2之间设置有再热电子膨胀阀8。
在上述结构设计中，再热器6为冷凝盘管，冷凝盘管优选采用铜制盘管结构设计，在第二制冷系统上，通过压缩机4的高温高压气态制冷剂通过分流进入到分支管路中然后经过再热器6放热相变成液态，之后液态制冷剂经过再热电子膨胀阀8进入到蒸发器2。
4、机组外壳
机组外壳为本发明的外部壳体，其能够为上述组件提供安装空间，以及为空气处理提供处理空间。
具体地，机组外壳具有空气处理通道，于机组外壳上开设有与空气处理通道连通的进风口以及出风口，于空气处理通道内并位于进风口的位置上设置有过滤装置，沿气流在空气处理通道内的流通方向、位于过滤装置的后侧、于空气处理通道内依次设置有水盘管1、蒸发器2以及再热器6，于空气处理通道内并位于出风口的位置上设置有湿膜14，于空气处理通道内设置有用于增加气流流通速度的风机装置9。
将水盘管1、蒸发器2以及再热器6设置到空气处理通道内，由水盘管1以及蒸发器2实现双冷源制冷，由再热器6实现冷风温度调节以及提供热风。
5、辅助配件
在本发明中，辅助配件包括有铜过滤器10、防虫过滤网、过滤装置等部件。
为了提高系统运行的稳定性以及可靠性，本发明在第一制冷系统上、并位于主电子膨胀阀5与水冷换热器3之间设置有铜过滤器10，利用铜过滤器10对制冷剂进行过滤，避免制冷剂内的杂质颗粒进入到蒸发器2的毛细管内堵塞毛细管的问题发生。
具体地，本发明在机组外壳上、并位于进风口以及出风口上均设置有防虫过滤网，通过防虫过滤网能够避免环境中的大颗粒杂质等异物进入到空气处理通道内。
过滤装置为本发明中对空气进行过滤处理的部件，具体地，过滤装置包括有初效过滤器12以及高效过滤器13。当然，本发明还可以在空气过滤通道内设置活性炭、银离子过滤网、紫外线灯等装置以实现本发明对空气的多功能处理。
辅助配件还包括有风机装置9，风机装置9设置于过滤装置与水盘管1之间。通过风机装置9能够提高空气流动的流速，从而加快本发明的制冷或者供暖以及空气处理的效率。
6、控制系统
控制系统为本发明实现自动运行、智能调节的核心系统。
具体地，控制系统包括有温度传感器以及控制器。其中，温度传感器设置于机组进水管、机组出水管、蒸发器、水冷换热器、再热器以及压缩机间连接的管路上，温度传感器与控制器信号连接；控制器与压缩机4以及风机装置9控制连接。
本发明采用模糊控制方式，根据温、湿度设定的指标进行精准控制，主要对压缩机4的频率、主电子膨胀阀5、再热电子膨胀阀8等进行控制，控制制冷剂的流量以及节流程度，从而满足对空气温湿度的控制要求。
控制器采用工业控制级单片机芯片，温度传感器设置到各个具有温度变化的系统节点上，例如机组进水管、热水出水管、出风口、水冷换热器3的各个进出口上，用于获取各个测量点的温度参数作为控制器智能控制的控制参数基础。
本发明提供的双冷源新风除湿机组，一般搭配辐射供冷(暖)设备一起使用，组成良好的辐射加新风空调系统，它是积极响应国家节能减排的号召，利用部分冷凝热提升空气的送风温度，使得用户花较低的运行成本就能享受到健康舒适的新风供给，有效提高了人们的生活品质以及幸福指数。
本发明结构紧凑、外形尺寸小而安装快捷方便，同时可以配合辐射地暖等设备一起使用，可以很好地适用于公寓型住宅楼、别墅、办公室场所等。这些卓越的优势使得此新风除湿机组在家用或商用领域有着广阔的应用前景。
本发明沿气流流通方向依次设置了水盘管1、蒸发器2、再热器6以及湿膜14，这样能够形成预冷除湿段、蒸发除湿段、再热送风段和加湿段四个主要段落组成。水盘管1先对空气进行初步除湿；然后蒸发除湿段对空气进行深度降温除湿处理，主要包括直接式蒸发器2、主电子膨胀阀5、冷凝水盘等；之后，再热送风段对深度除湿后的低温空气进行再热处理，升高温度；最后，加湿段对深度除湿后空气予以合理的加湿，使空气湿度保持在30％-60％之间，然后将处理后的空气输送到目的地。
本发明利用板换将氟系统和水系统结合在了一起，氟系统在制冷状态下吸收的热量通过板换和水系统进行换热，水系统通过不断的进出水循环，将热量传出去，这样氟系统就不需要外机了。结构大大简化。
本发明通过温度探头和温湿度传感器，可以精确地得到新风温度、湿度数据。根据反馈数据来控制氟系统，以及加湿开关，达到控制温度和湿度的要求。
通过上述结构设计，本发明提供的双冷源新风除湿机组具有如下优点：
(1)水盘管仅需要连接输水管路就可以进行工作，其现场接管方便。而且可以在夏季进行初步除湿，减少压缩机4的功率消耗。冬季只需要单独运行水盘管高温进水，就可以达到合适的出风温度，此时，制冷系统不用开启，可以有效降低运行成本。
(2)再热器通过回收部分冷凝热来提高送风温度，减少了其他加热配件的选择，降低了机组的生产成本。
(3)本发明除湿机具有一体化、结构紧凑、高效节能的特点，可应用于家庭、学校、医院等各个领域，并可与现有空调设备配套使用，也可单独用于空气质量要求高的特殊场所。
(4)与现有技术相比，优化了结构，过滤网和湿膜14分别在机组的最前端和最后端，方便过滤器和湿膜14的拆卸更换。
本发明中的初效过滤器12，高效过滤器13、风机装置9、水盘管1、蒸发器2、再热器6和湿膜14依次排列在新风的处理管道上，其工作原理如下：新风首先经过防虫网罩和初效过滤器12、高效过滤器13，有效去除了新风中的pm2.5等污染物，然后经过水盘管1进行初步除湿，再经过蒸发器2进行深度除湿到12℃，随后再经过再热器6升温到16℃，最后将干燥新鲜空气送入到室内中。
其中，水盘管1的降温除湿原理为：调节水盘管1的进/出水温度为16℃/19℃的低温水，通过稳定水流量来控制预冷盘管的出风温度。
其中，蒸发器2的降温除湿原理为：蒸发器2采用氟系统降温除湿，水盘管1出来的风进入蒸发器2后与翅片和铜管发生接触，由于翅片和铜管的表面温度很低，远低于湿空气的露点温度，所以新风中的水蒸气就会在蒸发器2表面凝结成水，滴入水盘后经排水管排出机组。新风经过蒸发器2之后，温度和湿度都将会得到明显的降低，从而达到降温除湿的目标。
其中，再热冷凝器的工作原理为：通过回收部分冷凝热提高再热冷凝器的翅片和铜管温度，当低温空气经过再热冷凝器时就可以提高其温度，最后送入室内。
此外，本发明还具有冬季制热模式，在制热状态下，氟系统不工作。只需运行水系统，调节预冷盘管水侧的进/出水温度为35℃/38℃的高温水，就可以提高新风温度，随后送入室内。
本发明新风除湿机组含有制冷模式、制热模式、除湿模式、通风模式，可通过智能模块对室外新风温湿度的判断来自动开启以上四种模式。机组在新风、送风、再热前均布有温度或温湿度传感器，可根据各控制点的设定值来控制膨胀阀的开度以及压缩机4的运行频率，实现节能控制、精准控制。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双冷源新风除湿机组，其特征在于，包括：
第一冷源，所述第一冷源包括有用于水流通过的水盘管，与所述水盘管连接有机组进水管以及机组出水管；
第二冷源，所述第二冷源包括有蒸发器、水冷换热器、压缩机，所述蒸发器、所述水冷换热器以及所述压缩机通过管路依次连接形成有第一制冷系统，于所述第一制冷系统上、并位于所述水冷换热器与所述蒸发器之间设置有主电子膨胀阀；
再热热源，所述再热热源包括有再热器，所述再热器通过分支管路与所述压缩机以及所述蒸发器连接形成有第二制冷系统，于所述第二制冷系统上、并位于所述压缩机与所述再热器之间设置有用于使所述再热器单向导通的单向阀，于所述第二制冷系统上、并位于所述再热器与所述蒸发器之间设置有再热电子膨胀阀；
机组外壳，所述机组外壳具有空气处理通道，于所述机组外壳上开设有与所述空气处理通道连通的进风口以及出风口，于所述空气处理通道内并位于所述进风口的位置上设置有过滤装置，沿气流在所述空气处理通道内的流通方向、位于所述过滤装置的后侧、于所述空气处理通道内依次设置有所述水盘管、所述蒸发器以及所述再热器，于所述空气处理通道内并位于所述出风口的位置上设置有湿膜，于所述空气处理通道内设置有用于增加气流流通速度的风机装置。
2.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于:
于所述第一制冷系统上、并位于所述主电子膨胀阀与所述水冷换热器之间设置有铜过滤器。
3.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于:
于所述机组进水管上设置有水流量开关(11)。
4.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于:
于所述机组外壳上、并位于所述进风口上设置有防虫过滤网。
5.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于:
所述过滤装置包括有初效过滤器，以及高效过滤器。
6.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于：
所述蒸发器包括有蒸发器毛细管，于所述蒸发器的下侧设置有冷凝水回收盘，于所述冷凝水回收盘的底部连接冷凝水导出水管。
7.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于：
所述风机装置设置于所述过滤装置与所述水盘管之间。
8.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于：
所述再热器包括换热铜管，于所述换热铜管上设置有翅片，所述翅片与所述换热铜管热传递联接并形成有用于热量传递的热量传递通道。
9.根据权利要求1所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于：
所述水冷换热器为板式换热器，所述板式换热器具有热流通道以及冷流通道，所述热流通道与所述冷流通道设置有导热板，通过所述导热板、所述热流通道与所述冷流通道用于流体的独立流通；
所述机组进水管以及所述热水出水管通过支管与所述冷流通道连通，所述热流通道与所述第一制冷系统连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的双冷源新风除湿机组，其特征在于：
还包括有控制系统，所述控制系统包括有温度传感器以及控制器；
所述温度传感器设置于所述机组进水管、所述机组出水管、所述蒸发器、所述水冷换热器、所述再热器以及所述压缩机间连接的管路上，所述温度传感器与所述控制器信号连接；
所述控制器与所述压缩机以及所述风机装置控制连接。
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