CN110631141A - 恒温除湿空调系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒温除湿空调系统及方法，属于制冷空调技术领域。该系统包括，压缩机，四通阀，室外换热器，节流阀，第一室内换热器，第二室内换热器，风机，房间，控制阀。本发明依靠系统在制冷模式下运行时，压缩机排汽旁通至第二室内换热器作为冷凝器工作，加热房间内第一室内换热器（蒸发器工作）出口的低温高湿空气，提高其温度同时降低其湿度（相对湿度），达到室内空气恒温除湿的效果，可防止空调出风口喷雾影响人体舒适度，车窗结雾影响驾驶。由于采用回收压缩排汽的热量，无需输入其他能量，是一种节能环保的恒温除湿模式。

Description

恒温除湿空调系统及方法
技术领域
本发明涉及一种恒温除湿空调系统及方法，属于制冷空调技术领域。
背景技术
目前，我国空调年常量已过亿台套，主要为家用空调及汽车空调，主流的热泵型空调，高温制冷、低温制热极大提高了人们的生活质量。由于成本及运行费用的原因，家用空调目前还不能较好地控制湿度，尤其是相对湿度RH，在低温高湿的环境条件下，制冷运行可以降低室内温度，而相对湿度却不一定降低，相反，在某些工况下，可能会增加，人体舒适度除了受温度影响外，与相对湿度的影响甚大，有些微生物如霉菌等在低温高湿下的繁殖能力极强，对食物、生活生产用具造成极大破坏，当室内外壁面温度低于对应空气露点温度时，造成结露，玻璃窗户模糊，在我国南方高湿地区，家用空调尤其是新能源纯电动汽车空调系统使用空间内尤为常见。
本技术提出了一种新型的恒温除湿空调系统及方法，基本原理是系统在制冷模式下运行时，压缩机排汽旁通至室内换热器作为冷凝器工作，加热房间室内换热器（蒸发器工作）出口的低温高湿空气，提高其温度同时降低其湿度（相对湿度），达到车内空气恒温除湿的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需另外的能量输入，节能减排环保的恒温除湿空调系统及方法。
一种恒温除湿空调系统，其特征在于包括：压缩机、四通阀、室外换热器、节流阀、第一室内换热器、第二室内换热器、第一风机、第二风机、第一控制阀、第二控制阀；其中第一室内换热器、第二室内换热器、第二风机位于房间内；上述压缩机出口与四通阀的A端口相连，四通阀的B端口分成两路，四通阀B端口的第一路与室外换热器的入口相连，室外换热器的出口经过节流阀与第一室内换热器的入口相连，第一室内换热器的出口与与四通阀的C端口相连，四通阀的D端口与压缩机入口相连；上述四通阀B端口的第二路经过第一控制阀后与第二室内换热器的入口相连，第二室内换热器的出口经过第二控制阀连接至室外换热器与节流阀之间的管路上；上述第一风机位于室外换热器一侧，抽吸环境空气与冷媒通过换热器管壁进行热交换；上述第二风机位于第一室内换热器和第二室内换热器一侧，抽吸室内空气次第流过第一室内换热器、第二室内换热器，对其进行恒温除湿过程处理。
所述的恒温除湿空调系统的方法，其特征在于包括以下过程：系统处于制冷模式：四通阀内部A、B端口相连，C、D端口相连；第一控制阀、第二控制阀开启，其开度根据室内温湿度设定值确定；冷媒进入压缩机，经压缩机做功压缩后出口排出高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过四通阀的A端口进入B端口排出；通过B端口排出的高温高压蒸汽分成两路，第一路高温高压蒸汽进入室外换热器；通过第一风机抽吸环境空气将高温高压蒸汽冷凝成中温高压过冷液体；中温高压过冷液体流经节流阀后，温度压力均得到降低，成为低温低压两相流体；低温低压两相流体在第一室内换热器内吸收房间循环空气的热负荷成为低温低压蒸汽，循环空气降温降低湿含湿量，提升相对湿度，低温低压蒸汽再由四通阀的C端口至D端口进入压缩机入口完成制冷循环；第二路高温高压蒸汽经过第一控制阀进入第二室内换热器与室内循环空气热交换，排出热量，经过第二控制阀与室外换热器的出口冷媒汇合，其中第二室内换热器对经过第一室内换热器冷却的循环空气加热，循环空气升温同时降低相对湿度，经过处理后的循环空气吸收室内的热湿负荷将室内温湿度控制在设定的范围内；系统处于制热模式：四通阀内部A、C端口相连，B、D端口相连；第一控制阀、第二控制阀关闭，第二室内换热器不工作；冷媒进入压缩机入口，经压缩机1做功压缩后排出高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过四通阀的A端口至C端口进入第一室内换热器；高温高压蒸汽在第一室内换热器内通过第二风机加热房间内循环空气，循环空气升温而含湿量不变，高温高压蒸汽冷凝成中温高压过冷液体；中温高压过冷液体流经节流阀后，温度压力均得到降低，成为低温低压两相流体；低温低压两相流体通过第一风机在室外换热器中吸收环境空气热量成为低温低压蒸汽；低温低压蒸汽再由四通阀的B端口至D端口进入压缩机入口完成制热循环。
由于用于旁通加热的室内换热器的能量来自于排至环境的废热，无需另外的能量输入，本恒温除湿空调系统，节能减排环保。
所述的恒温除湿空调系统，其特征在于：上述室外换热器，第一室内换热器，第二室内换热器为独立结构，或一体化结构。
附图说明
图1是本发明的恒温除湿空调系统（制冷模式）示意图；
图2是本发明的恒温除湿空调系统（制热模式）示意图；
1.压缩机，2.四通阀，3.室外换热器，4.节流阀，5.第一室内换热器，6.第二室内换热器，7-1.第一风机，7-2. 第二风机，8.房间，9-1.第一控制阀，9-2.第二控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的恒温除湿空调系统（制冷模式）示意图，当系统处于制冷模式工作时，冷媒进入压缩机1吸入口，经压缩机做功压缩后由排汽口排出高温高压的蒸汽，通过四通阀2部分流体进入室外换热器3，通过风机抽吸环境空气将冷媒冷凝成中温高压的过冷液体，流经节流阀4后，温度压力均得到降低，冷媒成为低温低压两相流体，在第一室内换热器5内吸收房间8（室内）循环空气的热负荷成为低温低压蒸汽，循环空气降温降湿（含湿量）升湿（RH），冷媒再由四通阀2进入压缩机吸入口完成制冷循环；于此同时，排汽流经四通阀2，控制阀开启，其开度根据室内温湿度设定值确定，另外部分流体旁通至第二室内换热器6，对经过第一室内换热器5冷却的空气加热，升温降湿（RH），经过处理后的循环空气吸收室内的热湿负荷将室内温湿度控制在设定的范围内。
图2是本发明的恒温除湿空调系统（制热模式）示意图，当系统处于制热模式工作时，冷媒进入压缩机1吸入口，经压缩机1做功压缩后由排汽口排出高温高压的蒸汽，通过四通阀2部分流体进入第一室内换热器5，在第一室内换热器5内通过风机7加热房间8（室内）循环空气，循环空气升温而含湿量不变，冷媒冷凝成中温高压的过冷液体，流经节流阀4后，温度压力均得到降低，冷媒成为低温低压两相流体，通过风机7在室外换热器3中吸收环境空气热量成为低温低压蒸汽，再由四通阀2进入压缩机1吸入口完成制热循环；于此同时，控制阀关闭，第二室内换热器6不工作。
由于用于旁通加热的第二室内换热器6的能量来自于排至环境的废热，无需另外的能量输入，本恒温除湿空调系统，节能减排环保。

Claims (3)

1.一种恒温除湿空调系统，其特征在于包括：
压缩机（1）、四通阀（2）、室外换热器（3）、节流阀（4）、第一室内换热器（5）、第二室内换热器（6）、第一风机（7-1）、第二风机（7-2）、第一控制阀（9-1）、第二控制阀（9-2）；其中第一室内换热器（5）、第二室内换热器（6）、第二风机（7-2）位于房间（8）内；
上述压缩机（1）出口与四通阀（2）的A端口相连，四通阀（2）的B端口分成两路，四通阀（2）B端口的第一路与室外换热器（3）的入口相连，室外换热器（3）的出口经过节流阀（4）与第一室内换热器（5）的入口相连，第一室内换热器（5）的出口与与四通阀（2）的C端口相连，四通阀（2）的D端口与压缩机（1）入口相连；
上述四通阀（2）B端口的第二路经过第一控制阀（9-1）后与第二室内换热器（6）的入口相连，第二室内换热器（6）的出口经过第二控制阀（9-2）连接至室外换热器（3）与节流阀（4）之间的管路上；
上述第一风机（7-1）位于室外换热器（3）一侧，抽吸环境空气与冷媒通过换热器管壁进行热交换；
上述第二风机（7-2）位于第一室内换热器（6）和第二室内换热器（6）一侧，抽吸室内空气次第流过第一室内换热器（5）、第二室内换热器（6），对其进行恒温除湿过程处理。
2.根据权利要求1所述的恒温除湿空调系统，其特征在于：
上述室外换热器（3），第一室内换热器（5），第二室内换热器（6）为独立结构，或一体化结构。
3.权利要求1所述的恒温除湿空调系统的方法，其特征在于包括以下过程：
系统处于制冷模式
四通阀（2）内部A、B端口相连，C、D端口相连；第一控制阀（9-1）、第二控制阀（9-2）开启，其开度根据室内温湿度设定值确定；
冷媒进入压缩机（1），经压缩机做功压缩后出口排出高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过四通阀（2）的A端口进入B端口排出；通过B端口排出的高温高压蒸汽分成两路，
第一路高温高压蒸汽进入室外换热器（3）；通过第一风机（7）抽吸环境空气将高温高压蒸汽冷凝成中温高压过冷液体；中温高压过冷液体流经节流阀（4）后，温度压力均得到降低，成为低温低压两相流体；低温低压两相流体在第一室内换热器（5）内吸收房间（8）循环空气的热负荷成为低温低压蒸汽，循环空气降温降低湿含湿量，提升相对湿度，低温低压蒸汽再由四通阀（2）的C端口至D端口进入压缩机（1）入口完成制冷循环；
第二路高温高压蒸汽经过第一控制阀（9-1）进入第二室内换热器（6）与室内循环空气热交换，排出热量，经过第二控制阀（9-2）与室外换热器的出口冷媒汇合，其中第二室内换热器（6）对经过第一室内换热器（5）冷却的循环空气加热，循环空气升温同时降低相对湿度，经过处理后的循环空气吸收室内的热湿负荷将室内温湿度控制在设定的范围内；
系统处于制热模式
四通阀（2）内部A、C端口相连，B、D端口相连；第一控制阀（9-1）、第二控制阀（9-2）关闭，第二室内换热器（6）不工作；
冷媒进入压缩机（1）入口，经压缩机1做功压缩后排出高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过四通阀（2）的A端口至C端口进入第一室内换热器（5）；高温高压蒸汽在第一室内换热器（5）内通过第二风机（7-2）加热房间（8）内循环空气，循环空气升温而含湿量不变，高温高压蒸汽冷凝成中温高压过冷液体；
中温高压过冷液体流经节流阀（4）后，温度压力均得到降低，成为低温低压两相流体；低温低压两相流体通过第一风机（7-1）在室外换热器（3）中吸收环境空气热量成为低温低压蒸汽；低温低压蒸汽再由四通阀（2）的B端口至D端口进入压缩机（1）入口完成制热循环。
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