CN112228983B - 一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法，实现温湿分控的同时，提升系统运行效率。本实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，包括新风除湿装置、辐射供冷装置、压缩机、冷凝装置和节流阀；新风除湿装置包括沿风向依次布设的第一蒸发器、新风风机和新风口；辐射供冷装置包括第二蒸发器、蓄水箱和辐射供冷末端；压缩机、冷凝装置、节流阀、第一蒸发器与第二蒸发器依次连接。本实施例中，采用非共沸制冷剂，低温段产生低温冷源对新风冷却除湿送入室内，完成室内湿度调节，高温段产生高温冷冻水供给辐射末端吸收室内热量，实现室内温度调节，温湿独立处理控制，且非共沸制冷剂等效蒸发温度升高，系统运行效率提升。

Description

一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法

技术领域

本发明涉及室内温湿度控制技术领域，具体来说，涉及一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，居民对住宅热舒适性需求逐步攀升，辐射冷暖空调系统因其热性能稳定、无吹风感舒适、高温供冷低温供热节能潜力等优势受到产业界和学术界广泛关注。辐射空调毛细末端一般通入热泵机组提供的16-20℃的高温冷冻水作为辐射冷源，另外还需要满足除湿需求，通常还要配置一套传统降温除湿系统，该系统蒸发温度比较低，通常在5℃左右，因此有研究人员提出采用由两套蒸气压缩式制冷系统分别产生除湿用低温冷源、辐射供冷用高温冷源，这类系统从配置上讲比较复杂，安装不方便，价格也昂贵；也有学者提出由一台压缩机来产生两种不同温度的冷源，但是存在制冷效率低、运行不可靠等问题。因此，结构简单可靠、能效高的辐射供冷与新风一体化处理装置的研发是当前辐射空调系统机组的关键难题。为了满足高效节能、配置简单的系统需求，针对传统系统由于单一工质制冷温度相对固定不能满足辐射供冷系统需要的不同冷源温度的需求，授权公告号为CN104596143B、名称为“基于非共沸工质的热湿解耦处理空调系统”的中国专利，将非共沸混合工质用于辐射供冷等热湿解耦空调系统，充分利用了非共沸混合工质定压沸腾过程相变温度滑移的特点，高效实现了不同冷源温度的需求。

室内空调通常显热负荷与潜热负荷以及室外环境温湿度在不断地发生变化，因此空调负荷热湿比不断发生变化，如何根据负荷特征的变化来调节非共沸混合工质的滑移温度，以便制冷系统产生的冷源温区与降温、除湿所需冷源温度和冷量完全匹配，是提升该类辐射空调系统能效的关键难题。

非共沸工质在相变过程产生滑移温度，这一特性有效提升机组运行效率，然而运行过程中，由于非共沸工质在换热器内不等效滞流会引起组分迁移或者制冷剂泄漏都将使得制冷剂组分浓度偏移初始浓度，影响制冷系统运行效率，因此如何根据辐射空调系统主动需要或者被动泄漏导致浓度变化来调节非共沸混合工质制冷过程的混合工质配比显得特别关键和重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法，实现温湿分控以及调节室内热湿比，提升系统运行效率。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，包括新风除湿装置、辐射供冷装置、压缩机、冷凝装置和节流阀；所述新风除湿装置包括沿风向依次布设的第一蒸发器、新风风机和新风口；所述辐射供冷装置包括第二蒸发器、蓄水箱和辐射供冷末端，所述第二蒸发器设置在所述蓄水箱中，所述蓄水箱的出口与所述辐射供冷末端的进口连接，所述辐射供冷末端的出口与所述蓄水箱的进口连接；所述压缩机的出口与所述冷凝装置的进口连接，所述冷凝装置的出口与所述节流阀的进口连接，节流阀的出口与第一蒸发器的进口连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二蒸发器的进口连接，所述第二蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接；

所述第一冷凝器的进口与所述压缩机的出口连接，所述第一冷凝器的出口与所述第二冷凝器的进口连接，所述第二冷凝器的出口与所述节流阀的进口连接；

还包括热湿比调节装置，所述热湿比调节装置包括第一三通调节阀、第二三通调节阀、第一气液分离器、第二气液分离器、第一流量调节阀、第二流量调节阀和排气阀；所述第一三通调节阀的进口与所述第一冷凝器的出口连接，第一三通调节阀的第一出口与所述第二冷凝器的进口连接，第一三通调节阀的第二出口与所述第一气液分离器的进口连接；所述第一气液分离器的气体出口与所述第二冷凝器的进口连接，第一气液分离器的液体出口经所述第一流量调节阀与所述节流阀的进口连接；所述第二三通调节阀的进口与所述第二冷凝器的出口连接，第二三通调节阀的第一出口与所述节流阀的进口连接，第二三通调节阀的第二出口与所述第二气液分离器的进口连接；所述第二气液分离器的气体出口经排气阀与所述压缩机的进口连接，第二气液分离器的液体出口经所述第二流量调节阀与所述节流阀的进口连接。

作为本发明实施例的进一步改进，所述新风除湿装置还包括表面冷却器，所述表面冷却器设置在第一蒸发器的上游；所述表面冷却器的进口与所述蓄水箱的出口连接，所述表面冷却器的出口与所述蓄水箱的进口连接。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一冷凝器和第二冷凝器均为风冷冷凝器。

作为本发明实施例的进一步改进，所述辐射供冷装置还包括水泵、第三流量调节阀和第四流量调节阀，所述水泵的进口与所述蓄水箱的出口连接，所述水泵的出口经第三流量调节阀与辐射供冷末端的进口连接，所述水泵的出口经第四流量调节阀与表面冷却器的进口连接。

第二方面，本发明实施例提供一种上述热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，包括以下步骤：

当室内热湿比为预设热湿比时，运行正常工况模式；具体包括：

压缩机排出的气相非共沸制冷剂流经冷凝装置冷凝为液相，液相非共沸制冷剂经节流阀降压后进入新风除湿装置的第一蒸发器，非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器的室外新风的湿度，除湿后的新风经新风风机送入新风口；

从第一蒸发器输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端，在辐射供冷末端吸收室内热量后流入蓄水箱；

从第二蒸发器输出的气相非共沸制冷剂经压缩机压缩后排出，依此循环。

作为本发明实施例的进一步改进，所述运行正常工况模式还包括：

蓄水箱中的冷冻水被送入新风除湿装置的表面冷却器，室外新风先经过表面冷却器进行预冷除湿，再经过第一蒸发器进行进一步除湿，冷冻水在表面冷却器吸收室外新风的热量后流入蓄水箱。

作为本发明实施例的进一步改进，还包括：

当室内热湿比小于预设热湿比时，运行热湿比增大模式；具体包括：

压缩机排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀的第一出口，开启第一三通调节阀的第二出口，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器顶部的气体出口溢出，经第二冷凝器冷凝为液相；关闭第二三通调节阀的第一出口，开启第二三通调节阀的第二出口，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器并汇集于底部，关闭第二流量调节阀；当第二气液分离器内的气体压力高于系统压力，排气阀打开，第二气液分离器内的气体经排气阀流入压缩机；打开第一流量调节阀，第一气液分离器内的富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂流入节流阀，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机送入新风口；从第一蒸发器输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端，吸收室内热量后流入蓄水箱；从第二蒸发器输出的气相非共沸制冷剂经压缩机压缩后排出，依此循环；

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀的第一出口，关闭第一三通调节阀的第二出口，开启第二三通调节阀的第一出口，关闭第二三通调节阀的第二出口，运行正常工况模式。

作为本发明实施例的进一步改进，还包括：

当室内热湿比大于预设热湿比时，运行热湿比减小模式；具体包括：

压缩机排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀的第一出口，开启第一三通调节阀的第二出口，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器，富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂沉降于第一气液分离器底部，关闭第一流量调节阀，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器顶部的气相出口溢出，经第二冷凝器冷凝为液相；关闭第二三通调节阀的第一出口，开启第二三通调节阀的第二出口，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器并汇积于底部；打开第二流量调节阀，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂经第二流量调节阀流入节流阀，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机送入新风口；从第一蒸发器输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端，吸收室内热量后流入蓄水箱；从第二蒸发器输出的气相非共沸制冷剂经压缩机压缩后排出，依此循环；

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀的第一出口，关闭第一三通调节阀的第二出口，开启第二三通调节阀的第一出口，关闭第二三通调节阀的第二出口，运行正常工况模式。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：提供一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统及运行方法，实现温湿分控的同时，提升系统运行效率。本实施例中，利用非共沸制冷剂相变过程滑移温度变化的特性，低温段产生低温冷源对新风冷却除湿送入室内，完成室内湿度调节，高温段产生高温冷冻水供给辐射末端吸收室内热量，实现室内温度调节，温湿独立处理控制，且非共沸制冷剂等效蒸发温度升高，系统运行效率提升。当室内热湿比变化时，本实施例通过结构简单的热湿比调节装置，将非共沸制冷剂分离后各自存储，再依据室内的实时热湿比释放相应的组分，改变系统中制冷剂循环浓度，非共沸制冷剂在蒸发器内的蒸发滑移温差改变，相应的制冷量发生改变，从而调节室内热湿比。本实施例仅需一台常规压缩机实现不同温度的冷源产出，结构简单，运行成本降低，适合作为面向住宅、单体办公室等场合的户式空调装置应用。

附图说明

图1为本发明实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的结构示意图。

图中：压缩机1，第一冷凝器2，第一风机3，第一三通调节阀4，第一三通调节阀的第一出口4-1，第一三通调节阀的第二出口4-2，第二冷凝器5，第二风机6，第二三通调节阀7，第二三通调节阀的第一出口7-1，第二三通调节阀的第二出口7-2，节流阀8，第一蒸发器9，第二蒸发器10，蓄水箱11，表面冷却器12，过滤器13，新风风机14，新风口15，水泵16，第四流量调节阀17，第三流量调节阀18，辐射供冷末端19，室内20，第一气液分离器21，第一流量调节阀22，第二气液分离器23，第二流量调节阀24，排气阀25。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，如图1所示，包括新风除湿装置、辐射供冷装置、压缩机1、冷凝装置和节流阀8。其中，新风除湿装置包括依次布设的第一蒸发器9、新风风机14和新风口15，新风口15设置在室内20。辐射供冷装置包括第二蒸发器10、蓄水箱11和辐射供冷末端19，第二蒸发器10设置在蓄水箱11中，蓄水箱11的出口与辐射供冷末端19的进口连接，辐射供冷末端19的出口与蓄水箱11的进口连接，辐射供冷末端19设置在室内20。压缩机1的出口与冷凝装置的进口连接，冷凝装置的出口经节流阀8与第一蒸发器9的进口连接，第一蒸发器9的出口与第二蒸发器10的进口连接，第二蒸发器10的出口与压缩机1的进口连接。

其中，第一蒸发器9为直接蒸发式空气冷却器，其内非共沸制冷剂的低沸点组分蒸发，产生6℃左右低温冷源，对新风除湿后送入室内20，处理室内余湿与少量余热。第二蒸发器10为干式换热器，其内非共沸制冷剂的高沸点组分蒸发，产生16℃左右高温冷源，冷却蓄水箱11内的冷冻水送入室内20，处理室内余热。

冷凝装置包括第一冷凝器2和第二冷凝器5，第一冷凝器2的进口与压缩机1的出口连接，第一冷凝器2的出口与第二冷凝器5的进口连接，第二冷凝器5的出口经节流阀8与第一蒸发器9的进口连接。从压缩机1排出的高温高压气相非共沸制冷剂经过第一冷凝器2，部分被冷凝为液相，再经过第二冷凝器5后才全部被冷凝为液相。设置两个冷凝器，对制冷剂进行分次冷凝，保证进入第一气液分离器21内的制冷剂为气液两相，制冷剂在第一冷凝器2内部分冷凝为气液两相后，进入第一气液分离器21内分离，分离后的气相经第二冷凝器5完全冷凝。

上述实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统中，使用非共沸制冷剂，压缩机1、第一冷凝器2、第二冷凝器5、节流阀8、第一蒸发器9和第二蒸发器10依次连接，且第二蒸发器10连接压缩机1，形成制冷剂循环回路。蓄水箱11中存储有冷冻水，蓄水箱11和辐射供冷末端19相互连接，形成冷冻水循环回路。

工作时，压缩机1排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器2和第二冷凝器5冷凝为液相，液相非共沸制冷剂经节流阀8降压后进入新风除湿装置的第一蒸发器9，非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，产生约为6℃左右的低温冷源，对新风进行除湿。从第一蒸发器9输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器10，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，产生约为16℃左右的高温冷源，吸收蓄水箱11中冷冻水的热量，从第二蒸发器10输出的气相非共沸制冷剂进入压缩机1，压缩机1压缩后排出高温高压的气相非共沸制冷剂，依此循环。室外新风经过第一蒸发器9除湿后，经新风风机14送入室内20的新风口15。蓄水箱11中的冷冻水送入室内20的辐射供冷末端19，吸收室内20热量后又流入蓄水箱11。

上述实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，利用非共沸制冷剂相变过程滑移温度变化的特性，低温段产生低温冷源对新风冷却除湿送入室内20，实现室内湿度调节，高温段产生高温冷冻水供给辐射供冷末端19吸收室内热量，实现室内温度调节，温湿独立处理控制，且非共沸制冷剂等效蒸发温度升高，系统运行效率提升。本实施例系统依靠高低温冷源实现除湿装置与供冷装置的集成，一体化高效解决供冷及新风需求，满足高品质的热舒适要求且简化系统流程，减少机组安装的占地面积。本实施例系统仅需一台常规压缩机实现不同温度的冷源产出，结构简单，运行成本降低，适合作为面向住宅、单体办公室等场合的户式空调装置应用。

本实施例系统还包括热湿比调节装置，热湿比调节装置包括第一三通调节阀4、第二三通调节阀7、第一气液分离器21、第二气液分离器23、第一流量调节阀22、第二流量调节阀24和排气阀25。第一三通调节阀4的进口与第一冷凝器2的出口连接，第一三通调节阀的第一出口4-1与第二冷凝器5的进口连接，第一三通调节阀4的第二出口4-2与第一气液分离器21的进口连接。第一气液分离器21的气体出口与第二冷凝器5的进口连接，第一气液分离器21的液体出口经第一流量调节阀22与节流阀8的进口连接。第二三通调节阀7的进口与第二冷凝器5的出口连接，第二三通调节阀7的第一出口7-1与节流阀8的进口连接，第二三通调节阀7的第二出口7-2与第二气液分离器23的进口连接。第二气液分离器23的气体出口经排气阀25与压缩机1的进口连接，第二气液分离器23的液体出口经第二流量调节阀24与节流阀8的进口连接。

本实施例系统可进行热湿比调节，具体的：

当热湿比小于预设热湿比时，第一三通调节阀的第一出口4-1关闭，第二出口4-2开启，第一冷凝器2中非共沸制冷剂部分冷凝后的湿蒸气流入第一气液分离器21，第一流量调节阀22开启，第一气液分离器21内富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂流入节流阀8，低沸点组分含量较多的气相非共沸制冷剂经第一气液分离器21顶部溢出，随即被第二冷凝器5冷凝为液相。第二三通调节阀的第一出口7-1关闭，第二出口7-2开启，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器23，第二流量调节阀24关闭，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂储存于第二气液分离器23内，随着储液量增加，第二气液分离器23内压力增加，当压力高于冷凝压力时，排气阀25打开，气相非共沸制冷剂流入压缩机1的进口，进行增加热湿比循环。循环中高沸点组分增多，第一蒸发器9内非共沸制冷剂滑移温差减小，其除湿后的新风可承担较少的湿负荷。非共沸制冷剂经过第二蒸发器10滑移温差增加，吸收冷冻水更多热量，从而增加室内热湿比。

当热湿比大于预设热湿比时，第一三通调节阀4的第一出口4-1关闭，第二出口4-2开启，第一冷凝器2中非共沸制冷剂部分冷凝后的湿蒸气流入第一气液分离器21，第一流量调节阀22关闭，第一气液分离器21内富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂积存于第一气液分离器21底部，低沸点组分含量较多的气相非共沸制冷剂经第一气液分离器21顶部溢出，随即被第二冷凝器5冷凝为液体。第二三通调节阀的第一出口7-1关闭，第二出口7-2开启，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器23，开启第二流量调节阀24，液相非共沸制冷剂流入节流阀8，节流后的两相非共沸制冷剂依次经过第一蒸发器9和第二蒸发器10吸热后被压缩机1吸入，压缩后的过热蒸气经第一冷凝器2部分冷凝，进行减小热湿比循环。循环中低沸点组分增多，非共沸制冷剂在第一蒸发器9内蒸发滑移温差增加，新风经冷却除湿后的含湿量降低，送入室内20的新风可承担更多的湿负荷，另外非共沸制冷剂在第二蒸发器10内蒸发滑移温差减小，换热量减少，从而减小室内热湿比。

当室内热湿比变化时，本实施例通过结构简单的热湿比调节装置，将非共沸制冷剂分离后各自存储，再依据室内的实时热湿比释放相应的组分，改变系统中制冷剂循环浓度，非共沸制冷剂在蒸发器内的蒸发滑移温差改变，相应的制冷量发生改变，从而调节室内热湿比，实现冷量分级对口利用，减少制冷循环不可逆损失，有效弥补组分迁移或泄漏造成的浓度偏离现象，显著提升制冷系统能效。

优选的，新风除湿装置还包括表面冷却器12，表面冷却器12设置在第一蒸发器9的上游。表面冷却器12的进口与蓄水箱11的出口连接，表面冷却器12的出口与蓄水箱11的进口连接。室外新风先经过表面冷却器12，由于表面冷却器12通入蓄水箱11的冷冻水，可以对室外新风进行预冷除湿后再通入第一蒸发器9，室外新风依次经16℃左右的高温冷源以及6℃左右的低温冷源冷却除湿后送入室内20。本实施例通过表面冷却器12实现对新风预除湿，使得新风含湿量降低，保证室内湿负荷较大时，送入室内的新风达到除湿要求。

优选的，第一冷凝器2和第二冷凝器5均为风冷冷凝器。本发明实施例采用风冷冷凝器，不需要安装冷却水系统，结构简单，适用于中小型户式制冷。

优选的，辐射供冷装置还包括水泵16、第三流量调节阀18和第四流量调节阀17，水泵16的进口与蓄水箱11的出口连接，水泵16的出口经第三流量调节阀18与辐射供冷末端19的进口连接，水泵16的出口经第四流量调节阀17与表面冷却器12的进口连接。蓄水箱11中的冷冻水经水泵16提升，部分冷冻水通过第三流量调节阀18调节流量后送入辐射供冷末端19，另一部分冷冻水通过第四流量调节阀17调节流量后送入表面冷却器12，蓄水箱11内的16℃左右的高温冷冻水经辐射供冷末端19和表面冷却器12吸热升温至21℃左右又回到蓄水箱11中。

本发明实施例还提供一种上述热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，包括以下步骤：

当室内热湿比为预设热湿比时，运行正常工况模式；具体包括：

压缩机1排出的气相非共沸制冷剂流经冷凝装置冷凝为液相，液相非共沸制冷剂经节流阀8降压后进入新风除湿装置的第一蒸发器9，非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器9的室外新风的湿度，除湿后的新风经新风风机14送入新风口15。

从第一蒸发器9输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器10，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱11中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端19，在辐射供冷末端19吸收室内热量后流入蓄水箱11。

从第二蒸发器10输出的气相非共沸制冷剂经压缩机1压缩后排出，依此循环。

上述实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，利用非共沸制冷剂相变过程滑移温度变化的特性，低温段产生低温冷源对新风冷却除湿送入室内，实现室内湿度调节，高温段产生高温冷冻水供给辐射供冷末端吸收室内热量，实现室内温度调节，温湿独立处理控制，且非共沸制冷剂等效蒸发温度升高，系统运行效率提升。

优选的，运行正常工况模式还包括：

蓄水箱11中的冷冻水被送入新风除湿装置的表面冷却器12，室外新风先经过表面冷却器12进行预冷除湿，再经过第一蒸发器9进行进一步除湿，冷冻水在表面冷却器12吸收室外新风的热量后流入蓄水箱11。

优选的，本实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法还包括：

当室内热湿比小于预设热湿比时，运行热湿比增大模式；具体包括：

压缩机1排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器2，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀4的第一出口4-1，开启第一三通调节阀4的第二出口4-2，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器21，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器21顶部的气体出口溢出，经第二冷凝器5冷凝为液相。关闭第二三通调节阀7的第一出口7-1，开启第二三通调节阀7的第二出口7-2，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器23并汇集于底部，关闭第二流量调节阀24。当第二气液分离器23内的气体压力高于系统压力，排气阀25打开，第二气液分离器23内的气体经排气阀25流入压缩机1。打开第一流量调节阀22，第一气液分离器21内的富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂流入节流阀8，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器9，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器9的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机14送入新风口15。从第一蒸发器9输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器10，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱11中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端19，吸收室内热量后流入蓄水箱11。从第二蒸发器10输出的气相非共沸制冷剂经压缩机1压缩后排出，依此循环。

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀4的第一出口4-1，关闭第一三通调节阀4的第二出口4-2，开启第二三通调节阀7的第一出口7-1，关闭第二三通调节阀7的第二出口7-2，运行正常工况模式。

上述实施例的热湿比增大模式，循环中高沸点组分增多，第一蒸发器9内非共沸制冷剂滑移温差减小，其除湿后的新风可承担较少的湿负荷。非共沸制冷剂经过第二蒸发器10滑移温差增加，吸收冷冻水更多热量，从而增加室内热湿比。

由于热湿比调节装置将非共沸制冷剂内组分分离，富含高沸点组分的制冷剂液体储存于第一气液分离器21内，富含低沸点组分的制冷剂液体储存于第二气液分离器23内，热湿比增大模式下释放第一气液分离器21内的工质进入循环，第二气液分离器23内的制冷剂不进入循环，导致制冷剂质量流量减少，系统蒸发压力降低，制冷量减小。为了避免这一现象，优选的，在第一气液分离器21内充注高沸点制冷剂，从而保证进入循环的制冷剂流量不变。

优选的，本实施例的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法还包括：

当室内热湿比大于预设热湿比时，运行热湿比减小模式；具体包括：

压缩机1排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器2，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀的第一出口4-1，开启第一三通调节阀的第二出口4-2，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器21，富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂沉降于第一气液分离器21底部，关闭第一流量调节阀22，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器21顶部的气相出口溢出，经第二冷凝器5冷凝为液相。关闭第二三通调节阀7的第一出口7-1，开启第二三通调节阀7的第二出口7-2，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器23并汇积于底部。打开第二流量调节阀24，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂经第二流量调节阀24流入节流阀8，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器9，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器9的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机14送入新风口15。从第一蒸发器9输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器10，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱11中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端19，吸收室内热量后流入蓄水箱11。从第二蒸发器10输出的气相非共沸制冷剂经压缩机1压缩后排出，依此循环。

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀4的第一出口4-1，关闭第一三通调节阀4的第二出口4-2，开启第二三通调节阀7的第一出口7-1，关闭第二三通调节阀7的第二出口7-2，运行正常工况模式。

上述实施例的热湿比减小模式，循环中低沸点组分增多，非共沸制冷剂在第一蒸发器9内蒸发滑移温差增加，新风经冷却除湿后的含湿量降低，送入室内的新风可承担更多的湿负荷，另外非共沸制冷剂在第二蒸发器10内蒸发滑移温差减小，换热量减少，从而减小室内热湿比。

热湿比减小模式下释放第二气液分离器23内的工质进入循环，第一气液分离器21内的制冷剂不进入循环，导致制冷剂质量流量减少，系统蒸发压力降低，制冷量减小。为了避免这一现象，优选的，可在第二气液分离器23内充注低沸点制冷剂，从而保证进入循环的工质质量流量不变。

本发明实施例方法在室内热湿比小于预设热湿比时，运行热湿比增大模式；室内热湿比大于预设热湿比时，运行热湿比减小模式。通过调节非共沸制冷剂组分浓度，改变对应蒸发滑移温度，适应室内变化的热湿负荷，避免多余耗能现象，显著提升系统能效。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，其特征在于，包括新风除湿装置、辐射供冷装置、压缩机(1)、第一冷凝器(2)、第二冷凝器(5)和节流阀(8)；所述新风除湿装置包括沿风向依次布设的第一蒸发器(9)、新风风机(14)和新风口(15)；所述辐射供冷装置包括第二蒸发器(10)、蓄水箱(11)和辐射供冷末端(19)，所述第二蒸发器(10)设置在所述蓄水箱(11)中，所述蓄水箱(11)的出口与所述辐射供冷末端(19)的进口连接，所述辐射供冷末端(19)的出口与所述蓄水箱(11)的进口连接；所述压缩机(1)的出口与所述第一冷凝器(2)的进口连接，所述第一冷凝器(2)的出口与所述第二冷凝器(5)的进口通过第一三通调节阀(4)连接，所述第二冷凝器(5)的出口与所述节流阀(8)的进口通过第二三通调节阀(7)连接，节流阀(8)的出口与第一蒸发器(9)的进口连接，所述第一蒸发器(9)的出口与所述第二蒸发器(10)的进口连接，所述第二蒸发器(10)的出口与所述压缩机(1)的进口连接；

还包括热湿比调节装置，所述热湿比调节装置包括第一三通调节阀(4)、第二三通调节阀(7)、第一气液分离器(21)、第二气液分离器(23)、第一流量调节阀(22)、第二流量调节阀(24)和排气阀(25)；所述第一三通调节阀(4)的进口与所述第一冷凝器(2)的出口连接，第一三通调节阀(4)的第一出口(4-1)与所述第二冷凝器(5)的进口连接，第一三通调节阀(4)的第二出口(4-2)与所述第一气液分离器(21)的进口连接；所述第一气液分离器(21)的气体出口与所述第二冷凝器(5)的进口连接，第一气液分离器(21)的液体出口经所述第一流量调节阀(22)与所述节流阀(8)的进口连接；所述第二三通调节阀(7)的进口与所述第二冷凝器(5)的出口连接，第二三通调节阀(7)的第一出口(7-1)与所述节流阀(8)的进口连接，第二三通调节阀(7)的第二出口(7-2)与所述第二气液分离器(23)的进口连接；所述第二气液分离器(23)的气体出口经排气阀(25)与所述压缩机(1)的进口连接，第二气液分离器(23)的液体出口经所述第二流量调节阀(24)与所述节流阀(8)的进口连接。

2.根据权利要求1所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，其特征在于，所述新风除湿装置还包括表面冷却器(12)，所述表面冷却器(12)设置在第一蒸发器(9)的上游；所述表面冷却器(12)的进口与所述蓄水箱(11)的出口连接，所述表面冷却器(12)的出口与所述蓄水箱(11)的进口连接。

3.根据权利要求1所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，其特征在于，所述第一冷凝器(2)和第二冷凝器(5)均为风冷冷凝器。

4.根据权利要求1所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统，其特征在于，所述辐射供冷装置还包括水泵(16)、第三流量调节阀(18)和第四流量调节阀(17)，所述水泵(16)的进口与所述蓄水箱(11)的出口连接，所述水泵(16)的出口经第三流量调节阀(18)与辐射供冷末端(19)的进口连接，所述水泵(16)的出口经第四流量调节阀(17)与表面冷却器(12)的进口连接。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

当室内热湿比为预设热湿比时，运行正常工况模式；具体包括：

压缩机(1)排出的气相非共沸制冷剂流经冷凝装置冷凝为液相，液相非共沸制冷剂经节流阀(8)降压后进入新风除湿装置的第一蒸发器(9)，非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器(9)的室外新风的湿度，除湿后的新风经新风风机(14)送入新风口(15)；

从第一蒸发器(9)输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器(10)，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱(11)中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端(19)，在辐射供冷末端(19)吸收室内热量后流入蓄水箱(11)；

从第二蒸发器(10)输出的气相非共沸制冷剂经压缩机(1)压缩后排出，依此循环。

6.根据权利要求5所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，其特征在于，所述运行正常工况模式还包括：

蓄水箱(11)中的冷冻水被送入新风除湿装置的表面冷却器(12)，室外新风先经过表面冷却器(12)进行预冷除湿，再经过第一蒸发器(9)进行进一步除湿，冷冻水在表面冷却器(12)吸收室外新风的热量后流入蓄水箱(11)。

7.根据权利要求5或6所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，其特征在于，还包括：

当室内热湿比小于预设热湿比时，运行热湿比增大模式；具体包括：

压缩机(1)排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器(2)，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀(4)的第一出口(4-1)，开启第一三通调节阀(4)的第二出口(4-2)，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器(21)，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器(21)顶部的气体出口溢出，经第二冷凝器(5)冷凝为液相；关闭第二三通调节阀(7)的第一出口(7-1)，开启第二三通调节阀(7)的第二出口(7-2)，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器(23)并汇集于底部，关闭第二流量调节阀(24)；当第二气液分离器(23)内的气体压力高于系统压力，排气阀(25)打开，第二气液分离器(23)内的气体经排气阀(25)流入压缩机(1)；打开第一流量调节阀(22)，第一气液分离器(21)内的富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂流入节流阀(8)，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器(9)，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器(9)的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机(14)送入新风口(15)；从第一蒸发器(9)输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器(10)，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱(11)中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端(19)，吸收室内热量后流入蓄水箱(11)；从第二蒸发器(10)输出的气相非共沸制冷剂经压缩机(1)压缩后排出，依此循环；

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀(4)的第一出口(4-1)，关闭第一三通调节阀(4)的第二出口(4-2)，开启第二三通调节阀(7)的第一出口(7-1)，关闭第二三通调节阀(7)的第二出口(7-2)，运行正常工况模式。

8.根据权利要求5或6所述的热湿比可调辐射供冷与新风一体化系统的运行方法，其特征在于，还包括：

当室内热湿比大于预设热湿比时，运行热湿比减小模式；具体包括：

压缩机(1)排出的气相非共沸制冷剂流经第一冷凝器(2)，部分冷凝为液相，关闭第一三通调节阀(4)的第一出口(4-1)，开启第一三通调节阀(4)的第二出口(4-2)，两相非共沸制冷剂流入第一气液分离器(21)，富含高沸点组分的液相非共沸制冷剂沉降于第一气液分离器(21)底部，关闭第一流量调节阀(22)，富含低沸点组分的气相非共沸制冷剂从第一气液分离器(21)顶部的气相出口溢出，经第二冷凝器(5)冷凝为液相；关闭第二三通调节阀(7)的第一出口(7-1)，开启第二三通调节阀(7)的第二出口(7-2)，液相非共沸制冷剂流入第二气液分离器(23)并汇积于底部；打开第二流量调节阀(24)，富含低沸点组分的液相非共沸制冷剂经第二流量调节阀(24)流入节流阀(8)，降压为两相非共沸制冷剂，进入第一蒸发器(9)，两相非共沸制冷剂中的低沸点组分蒸发，去除经过第一蒸发器(9)的室外新风的湿度，除湿后的室外新风经新风风机(14)送入新风口(15)；从第一蒸发器(9)输出的两相非共沸制冷剂进入辐射供冷装置的第二蒸发器(10)，非共沸制冷剂中的高沸点组分蒸发，吸收蓄水箱(11)中冷冻水的热量，冷冻水被送入辐射供冷末端(19)，吸收室内热量后流入蓄水箱(11)；从第二蒸发器(10)输出的气相非共沸制冷剂经压缩机(1)压缩后排出，依此循环；

当热湿比调节至预设热湿比时，开启第一三通调节阀(4)的第一出口(4-1)，关闭第一三通调节阀(4)的第二出口(4-2)，开启第二三通调节阀(7)的第一出口(7-1)，关闭第二三通调节阀(7)的第二出口(7-2)，运行正常工况模式。

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