CN112178779B - 一种辐射末端防结露的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种辐射末端防结露的空调系统，属于空气调节设备领域；本发明包括冷热源、新风机和辐射末端，所述新风机包括板式换热器、新风管道和压缩机，新风管道内设置有换热器，所述换热器、板式换热器一端和压缩机通过管道连接构成冷媒回路，管道上设置有节流器；另外板式换热器的另一端、冷热源和辐射末端通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀；其中板式换热器一端与板式换热器的另一端之间可进行换热；所述新风机还设置有加湿器，所述加湿器通过新风补水管与水源相连；本发明通过新风机中除湿过程产生的冷凝热对室内的辐射末端提供热源，从而避免结露现象的发生，并且减少电能的损耗。

Description

一种辐射末端防结露的空调系统

技术领域

本发明涉及空气调节设备领域，更具体地说，涉及一种辐射末端防结露的空调系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和科技的不断进步，用户对室内环境的要求越来越高；传统的强制对流热交换空调采用室内风内循环对流传热的形式改变室内温湿度，该种方式容易造成室内用户的不适感。而在20世纪80年代末，由德国人DonadHerbst发明了毛细管网平面辐射系统引起了广泛关注。此后几十年，这种隐形的空气调节系统，被陆续应用于众多高端商业建筑、政府大楼、银行、公用设施以及医疗建设中。而发展到今天，毛细管网辐射温控技术已经与新风技术相结合，毛细管网毛细管网提供显热，新风处理机组提供潜热以及换气所需的新风；该种空调系统相比较于传统空气调节方式具有运行稳定安全、无吹风感、低噪音、舒适节能以及室内温度均匀等显著优势。

但目前毛细管网辐射新风空调系统也存在一些缺陷；使用过程中，当室内毛细管网表面温度低于室内空气露点时容易发生结露，对结露问题处理不好就会导致壁面发霉。目前，辐射空调系统常采用关闭水路的做法，此种方法虽然短时间内可以防止结露现象加重，但是结露现象依然容易存在。另外，尤其是在过渡季节时，室外湿负荷很大，但温度降低，这是室内需要除湿的同时还需要制热，正常的系统运行模式会导致室内过冷，能耗较大；现有的新风系统在除湿过程中也依赖于室外机的做工，该种方式需要耗费大量的电力能源。

经检索，上海朗诗建筑科技有限公司公开过名称为“一种变水温实现防结露的辐射空调系统”的专利(公开号：CN202166137U)，该专利公开的空调系统包括安装在室内的辐射空调系统；用于向所述辐射空调系统提供冷水或者热水的热泵；用于向室内送入新风的新风送风系统；所述系统还包括安装在室内的若干除湿机以及一中央控制器，所述中央控制器内设有一用于接收室内温度、湿度变化的传感装置，所述中央控制器与所述热泵连接用于控制所述热泵输出的水温温度；与所述除湿机相连接用于控制所述除湿机的启闭。本专利通过中央控制器控制除湿机开启除湿，同时升高热泵的出水温度以避免结露；但是对于突然开窗的情况，热泵更改水温后，水温上升的速率不仅较慢，而且耗费电能，难以做到做到更有效的防结露。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中，辐射末端容易结露以及防结露能耗高的技术问题，提供一种辐射末端防结露的空调系统；通过将新风机中的除湿过程冷凝器的放热端与系统中的泵机和辐射末端通过管道构成冷媒回路，利用除湿的冷凝热加热壁温来防止结露的产生。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种辐射末端防结露的空调系统，包括冷热源、新风机和辐射末端，所述新风机包括板式换热器、新风管道和压缩机，新风管道内设置有换热器，所述换热器、板式换热器一端和压缩机通过管道连接构成冷媒回路，管道上设置有节流器；另外板式换热器的另一端、冷热源和辐射末端通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀；其中板式换热器一端与板式换热器的另一端之间可进行换热；所述新风机还设置有加湿器，所述加湿器通过新风补水管与水源相连。

优选地，所述冷热源中包括泵机，所述泵机的出水口与第一供水总管相连，第一供水总管的另一端分支为第二供水总管和新风供水总管，所述第二供水总管连通至辐射末端的进水口，所述新风供水总管连通至板式换热器另一端的进水口；泵机的进水口与第一回水总管相连，第一回水总管的另一端分支为第二回水总管和新风回水总管，所述的第二回水总管连通至辐射末端的出水口，新风回水总管连通至板式换热器另一端的出水口。

优选地，所述新风管道内的换热器包括蒸发器和再热换热器，所述板式换热器一端的板换第一换热口处设置有新风换热节流器，板换第一换热口连通有新风蒸发器第一流通管和再热第一流通管；第一流通管连通至蒸发器的冷媒流动口，蒸发器的另一个冷媒流动口通过压缩机连通至板换第二换热口；再热第一流通管连通至再热换热器的冷媒流动口，第一流通管上设置有再热节流器，再热换热器的另一个冷媒流动口连通至板换第二换热口。

优选地，所述新风管道内的换热器还包括预冷换热器，所述预冷换热器的进水口通过管道与新风供水总管相连，进水口与新风供水总管之间管道上设置有预冷供水调节阀；预冷换热器的出水口通过管道与新风回水总管相连；和/或新风供水总管上设置有新风供水动态平衡阀。

优选地，新风回水总管与板换回水支管相连，板换回水支管连通至板式换热器一端的换热口；新风供水总管与板换供水支管相连，板换供水支管连通至板式换热器一端的另一个换热口，板换供水支管上设置有板换供水调节阀。

优选地，所述冷热源中包括泵机，所述泵机的出水口与第一供水总管相连，泵机的进水口与第一回水总管相连；所述辐射末端设置有多个，第一供水总管连通至第二供水总管一端，第二供水总管另一端分支有多个供水支管，每个供水支管分别与一个辐射末端的进水口相连；第一回水总管连通至第二回水总管一端，第二回水总管另一端分支有多个回水支管，每个回水支管管分别与一个辐射末端的出水口相连。

优选地，所述第一回水总管通过辐射补水管连通至新风补水管上，所述辐射补水管上设置有新风补水阀。

优选地，供水支管上设置有辐射供水动态平衡阀。

优选地，所述新风补水管上设置有新风补水阀；和/或新风补水管靠近水源处设置有补水减压阀和/或补水定压差阀和/或补水过滤器。

优选地，所述第一供水总管上设置有供水总管阀门和/或供水总管止回阀和/或供水总管排气阀；和/或第一回水总管上设置有回水总管阀门和/或回水总管过滤器和/或回水总管排气阀；

和/或新风供水总管上设置有新风供水阀门和/或新风供水过滤器；和/或新风回水总管上设置有新风回水阀门；

和/或辐射末端的进水口和出水口处设置有分集水器，和/或回水支管上设置有分集水出水阀门，和/或供水支管上设置有分集水进水阀门和/或辐射水源过滤器。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

本发明的一种辐射末端防结露的空调系统，包括冷热源、新风机和辐射末端，所述新风机包括板式换热器、新风管道和压缩机，新风管道内设置有换热器，所述换热器、板式换热器一端和压缩机通过管道连接构成冷媒回路，管道上设置有节流器；另外板式换热器的另一端、冷热源和辐射末端通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀；其中板式换热器一端与板式换热器的另一端之间可进行换热；所述新风机还设置有加湿器，所述加湿器通过新风补水管与水源相连；通过新风机中除湿过程产生的冷凝热对室内的辐射末端提供热源，从而避免结露现象的发生，并且防结露反应快，减少电能的损耗。

附图说明

图1为一种辐射末端防结露的空调系统的整体结构示意图；

图2为一种辐射末端防结露的空调系统中新风机结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、冷热源；

200、新风机；210、新风管道；211、预冷换热器；212、蒸发器；213、再热换热器；214、加湿器；220、压缩机；230、板式换热器；

300、辐射末端；301、分集水器；302、分集水进水阀门；303、辐射水源过滤器；304、分集水出水阀门；

411、回水支管；412、第二回水总管；460、第一回水总管；461、回水总管阀门；462、回水总管过滤器；463、回水总管排气阀；

440、新风回水总管；441、新风回水阀门；442、预冷回水支管；443、板换回水支管；

450、第一供水总管；451、供水总管阀门；452、供水总管止回阀；453、供水总管排气阀；422、第二供水总管；421、供水支管；423、辐射供水动态平衡阀；

430、新风供水总管；431、新风供水动态平衡阀；432、新风供水阀门；433、新风供水过滤器；434、预冷供水支管；435、预冷供水调节阀；436、板换供水支管；437、板换供水调节阀；

413、辐射补水管；417、辐射补水阀；470、新风补水管；471、新风补水阀；472、补水减压阀；473、补水定压差阀；474、补水过滤器；

481、板换第一换热口；482、板换第二换热口；483、新风换热节流器；484、新风蒸发器第一流通管；491、新风蒸发器第二流通管；485、再热第一流通管；486、再热节流器；492、再热第二流通管。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴；除此之外，本发明的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。

如图1～2所示，本发明的一种辐射末端防结露的空调系统，包括冷热源100、新风机200和辐射末端300；其中冷热源100中包括有泵机。新风机200中的除湿过程冷凝器的放热端与系统中的泵机和辐射末端300通过管道构成冷媒回路；冷媒回路用于将除湿过程冷凝器的放热端的热量通过冷媒回路中的冷媒传递至辐射末端300。

更具体的，所述新风机200包括板式换热器230、新风管道210和压缩机220，新风管道210内设置有除湿换热器，所述除湿换热器、板式换热器230一端和压缩机220通过管道连接构成冷媒回路，管道上设置有节流器；另外板式换热器230的另一端、冷热源100和辐射末端300通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀；其中板式换热器230一端与板式换热器230的另一端之间可进行换热，新风机200中的除湿过程冷凝器即为设置于新风管道210中的除湿换热器，本实施例中，所述新风管道210内的换热器包括蒸发器212和再热换热器213，蒸发器212可以作为除湿换热器；通过蒸发器212、板式换热器230一端和压缩机220通过管道连接构成的冷媒回路，蒸发器212可以进行降温除湿，板式换热器230一端可以将热量与板式换热器230另一端进行换热。

板式换热器230的另一端、冷热源100和辐射末端300通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀，以维持该回路冷媒的稳定运行；其中板式换热器230一端与板式换热器230的另一端之间可进行换热；新风机200在除湿过程中，板式换热器230一端冷凝热通过板式换热器230换热至板式换热器230的另一端，再通过板式换热器230的另一端、冷热源100和辐射末端300通过管道连接构成冷媒回路，将冷凝热传递至辐射末端300内，从而实现辐射末端300的防结露，并且充分利用新风机200除湿过程的冷凝热，大大提高了能源的利用率，降低能耗的同时降低设备运行负担，并且防结露反应快。

具体的，所述冷热源100中包括泵机，所述泵机的出水口与第一供水总管450相连，第一供水总管450的另一端分支为第二供水总管422和新风供水总管430，所述第二供水总管422连通至辐射末端300的进水口，所述新风供水总管430连通至板式换热器230另一端的进水口；泵机的进水口与第一回水总管460相连，第一回水总管460的另一端分支为第二回水总管412和新风回水总管440，所述的第二回水总管412连通至辐射末端300的出水口，新风回水总管440连通至板式换热器230另一端的出水口；进而构成冷媒回路；所述第一供水总管450上设置有供水总管阀门451和/或供水总管止回阀452和/或供水总管排气阀453；和/或第一回水总管460上设置有回水总管阀门461和/或回水总管过滤器462和/或回水总管排气阀463；新风供水总管430上设置有新风供水阀门432和/或新风供水过滤器433；和/或新风回水总管440上设置有新风回水阀门441。

在新风机200内，所述新风管道210内的换热器包括蒸发器212和再热换热器213，所述板式换热器230一端的板换第一换热口481处设置有新风换热节流器483，板换第一换热口481连通有新风蒸发器第一流通管484和再热第一流通管485；第一流通管484连通至蒸发器212的冷媒流动口，蒸发器212的另一个冷媒流动口通过压缩机220连通至板换第二换热口482；再热第一流通管485连通至再热换热器213的冷媒流动口，第一流通管485上设置有再热节流器486，再热换热器213的另一个冷媒流动口连通至板换第二换热口482。本实施例中，新风回水总管440与板换回水支管443相连，板换回水支管443连通至板式换热器230一端的换热口；新风供水总管430与板换供水支管436相连，板换供水支管436连通至板式换热器230一端的另一个换热口，板换供水支管436上设置有板换供水调节阀437

上述结构可以满足新风机200对于新风的降温、升温以及除湿的需求，另外所述新风机200还设置有加湿器214，所述加湿器214通过新风补水管470与水源相连，所述加湿器214可以满足对新风加湿的需要。

另外，所述新风管道210内的换热器还包括预冷换热器211，所述预冷换热器211的进水口通过管道与新风供水总管430相连，进水口与新风供水总管430之间管道上设置有预冷供水调节阀435；预冷换热器211的出水口通过管道与新风回水总管440相连；和/或新风供水总管430上设置有新风供水动态平衡阀431。

对于辐射末端300，所述冷热源100的泵机出水口与第一供水总管450相连，泵机的进水口与第一回水总管460相连；所述辐射末端300设置有多个，第一供水总管450连通至第二供水总管422一端，第二供水总管422另一端分支有多个供水支管421，每个供水支管421分别与一个辐射末端300的进水口相连；第一回水总管460连通至第二回水总管412一端，第二回水总管412另一端分支有多个回水支管411，每个回水支管411管分别与一个辐射末端300的出水口相连。供水支管421上设置有辐射供水动态平衡阀423；辐射末端300的进水口和出水口处设置有分集水器301，和/或回水支管411上设置有分集水出水阀门304，和/或供水支管421上设置有分集水进水阀门302和/或辐射水源过滤器303。

另外需要说明的是，所述第一回水总管460通过辐射补水管413连通至新风补水管470上，所述辐射补水管413上设置有新风补水阀471。在冷媒回路中，如果在缺水状态下，使得水源对冷媒回路进行补水。

另外，本实施例的一种辐射末端空调系统防结露方法，使用上述实施例的一种辐射末端防结露的空调系统新风机200中的除湿换热器制冷进行除湿时，冷媒管道中的冷媒通过新风机200中的板式换热器230与新风机200除湿热换热升温；开启冷热源100中的泵机，泵机驱动冷媒将换热升温后的冷媒通过冷媒管道驱动至辐射末端300中，实现防结露。

另外本实施例的一种多房屋空间辐射末端空调系统防结露方法，防结露的具体步骤为：

步骤(1)、每个房屋空间防结露测量仪测量得到露点温度t0，壁温测量仪测量得到壁温t，t-t0≤t1时，该房间空间结露状况标记为状态A；并且总计时器开始进行计时T，并且进行报警；

步骤(2)、判断t是否满足t≥t2；

当t≥t2时，该房间空间结露状况标记为状态B，该房间末端关闭；

当t＜t2时，所有状态A的房间进行防结露作业，所述防结露作业为本实施例所述的一种辐射末端空调系统防结露方法；

步骤(3)、T是否＞T1

计时T＞T1时，所有房间关闭防结露作业，未报警房间恢复报警前状态；时间T2后冷热源恢复报警前工作模式，进入步骤(6)；

计时T≤T1时，进入步骤(4)；

步骤(4)、判断t是否≥t3；

当t≥t3时，该房间空间结标记为状态B，该房间末端关闭；

当t＜t3时，进入步骤(3)；

步骤(5)、判断所有报警房间状态是否为B；

全为B时，所有房间关闭防结露作业，未报警房间恢复报警前状态；时间T2后热泵恢复报警前工作模式；

不全为B时，进入骤(2)；

步骤(6)、判断t+t0≥t4，且露点温度t0是否小于热泵设置水温t6-t5；

当t+t0≥t4时，且t0≤t6-t5，计时器计时T清零，该房间空间结露状况标记为防结露报警解除状态。

其它条件下，保持当前状态运行。

本实施例中，t1为2℃，t2为22℃，t3为24℃，t4为3℃，t5为1℃，t6为热泵设置的水温，12℃≤t6≤20℃；T1为30min,T2为5min。通过上述防结露方法，有效利用新风机200中的除湿冷凝热，避免室内尤其多房间的结露，并且节能效果好。

需要说明的是，上述过程中露点温度通过温度、湿度参数使用马格拉斯等公式进行计算得出，其他自动化控制则采用如单片机、处理器等常规自动控制软硬件来实现。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，包括冷热源（100）、新风机（200）和辐射末端（300），所述新风机（200）包括板式换热器（230）、新风管道（210）和压缩机（220），新风管道（210）内设置有换热器，所述换热器、板式换热器（230）一端和压缩机（220）通过管道连接构成冷媒回路，管道上设置有节流器；另外板式换热器（230）的另一端、冷热源（100）和辐射末端（300）通过管道连接构成冷媒回路，所述管道上设置有平衡阀，板式换热器（230）的另一端、冷热源（100）和辐射末端（300）通过管道连接构成的冷媒回路用于将除湿过程冷凝器的放热端的热量通过冷媒回路中的冷媒传递至辐射末端（300），所述除湿过程冷凝器为设置于新风管道（210）中的换热器；其中板式换热器（230）一端与板式换热器（230）的另一端之间可进行换热；所述新风机（200）还设置有加湿器（214），所述加湿器（214）通过新风补水管（470）与水源相连。

2.根据权利要求1所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述冷热源（100）中包括泵机，所述泵机的出水口与第一供水总管（450）相连，第一供水总管（450）的另一端分支为第二供水总管（422）和新风供水总管（430），所述第二供水总管（422）连通至辐射末端（300）的进水口，所述新风供水总管（430）连通至板式换热器（230）另一端的进水口；泵机的进水口与第一回水总管（460）相连，第一回水总管（460）的另一端分支为第二回水总管（412）和新风回水总管（440），所述的第二回水总管（412）连通至辐射末端（300）的出水口，新风回水总管（440）连通至板式换热器（230）另一端的出水口。

3.根据权利要求1所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述新风管道（210）内的换热器包括蒸发器（212）和再热换热器（213），所述板式换热器（230）一端的板换第一换热口（481）处设置有新风换热节流器（483），板换第一换热口（481）连通有新风蒸发器第一流通管（484）和再热第一流通管（485）；新风蒸发器第一流通管（484）连通至蒸发器（212）的冷媒流动口，蒸发器（212）的另一个冷媒流动口通过压缩机（220）连通至板换第二换热口（482）；再热第一流通管（485）连通至再热换热器（213）的冷媒流动口，第一流通管（485）上设置有再热节流器（486），再热换热器（213）的另一个冷媒流动口连通至板换第二换热口（482）。

4.根据权利要求2所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述新风管道（210）内的换热器还包括预冷换热器（211），所述预冷换热器（211）的进水口通过管道与新风供水总管（430）相连，进水口与新风供水总管（430）之间管道上设置有预冷供水调节阀（435）；预冷换热器（211）的出水口通过管道与新风回水总管（440）相连；和/或新风供水总管（430）上设置有新风供水动态平衡阀（431）。

5.根据权利要求2所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，新风回水总管（440）与板换回水支管（443）相连，板换回水支管（443）连通至板式换热器（230）一端的换热口；新风供水总管（430）与板换供水支管（436）相连，板换供水支管（436）连通至板式换热器（230）一端的另一个换热口，板换供水支管（436）上设置有板换供水调节阀（437）。

6.根据权利要求2所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述冷热源（100）中包括泵机，所述泵机的出水口与第一供水总管（450）相连，泵机的进水口与第一回水总管（460）相连；所述辐射末端（300）设置有多个，第一供水总管（450）连通至第二供水总管（422）一端，第二供水总管（422）另一端分支有多个辐射末端（300）供水支管（421），每个辐射末端（300）供水支管（421）分别与一个辐射末端（300）的进水口相连；第一回水总管（460）连通至第二回水总管（412）一端，第二回水总管（412）另一端分支有多个辐射末端（300）回水支管（411），每个辐射末端（300）回水支管（411）分别与一个辐射末端（300）的出水口相连。

7.根据权利要求2所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述第一回水总管（460）通过辐射补水管（413）连通至新风补水管（470）上，所述辐射补水管（413）上设置有新风补水阀（471）。

8.根据权利要求1所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，辐射末端（300）供水支管（421）上设置有辐射供水动态平衡阀（423）。

9.根据权利要求1~7任一项所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述新风补水管（470）上设置有新风补水阀（471）；和/或新风补水管（470）靠近水源处设置有补水减压阀（472）和/或补水定压差阀（473）和/或补水过滤器（474）。

10.根据权利要求2、权利要求4~7任一项所述的一种辐射末端防结露的空调系统，其特征在于，所述第一供水总管（450）上设置有供水总管阀门（451）和/或供水总管止回阀（452）和/或供水总管排气阀（453）；和/或第一回水总管（460）上设置有回水总管阀门（461）和/或回水总管过滤器（462）和/或回水总管排气阀（463）；

和/或新风供水总管（430）上设置有新风供水阀门（432）和/或新风供水过滤器（433）；和/或新风回水总管（440）上设置有新风回水阀门（441）；

和/或辐射末端（300）的进水口和出水口处设置有分集水器（301），和/或辐射末端（300）回水支管（411）上设置有分集水出水阀门（304），和/或辐射末端（300）供水支管（421）上设置有分集水进水阀门（302）和/或辐射水源过滤器（303）。

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