CN113028635A

CN113028635A - 空调冷凝水回收消除装置、消除方法及无冷凝水空调系统

Info

Publication number: CN113028635A
Application number: CN202110370431.7A
Authority: CN
Inventors: 宋晓帆; 陈苗; 王玮瑛; 杨东儒; 杜鑫
Original assignee: Weihai Guangtai Airport Equipment Co Ltd
Current assignee: Weihai Guangtai Airport Equipment Co Ltd
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2021-06-25

Abstract

一种空调冷凝水回收消除装置、消除方法及无冷凝水空调系统，属于空调制冷技术领域，在现有空调系统的基础上，增加了对冷凝水回收消除的装置，该装置包括接水盘、换热器、真空泵及气液分离器；接水盘接收蒸发器产生的冷凝水，通过抽水泵将大部分冷凝水传输至换热器，小部分作为工作液传输至真空泵，真空泵与换热器连通，抽真空使换热器内形成负压环境，制冷剂对冷凝水加热，负压状态下，当冷凝水温度达50～65℃时，沸腾变水蒸气，随工作液进入气液分离器，气体排至大气，液体回收至循环回路再处理，另，制冷剂通过换热器时再降温，制冷系统运行性能提高，采用此装置可彻底消除冷凝水，解决空调系统高温高湿环境下运行性能较差的技术问题。

Description

空调冷凝水回收消除装置、消除方法及无冷凝水空调系统

技术领域

本发明涉及空调制冷技术领域，具体来说是指一种空调冷凝水回收消除装置、消除方法及无冷凝水空调系统。

背景技术

众所周知，冷凝水是空调系统的“产物”，普通楼宇空调系统一般会采用将冷凝水通过接水盘收集直接排放的方式，但在实际应用中经常会出现排水不畅、漏水等情况，增加了维修成本，也污染了周边的环境，同样，其他领域的空调也存在上述问题，例如：飞机地面空调机组，用于给飞机供给冷气，使用的过程中，一方面冷凝水因无法收集会被直接排放到机坪上，造成积水，污染机坪，另一方面在风道中由于存在负压，负压段的冷凝水无法从排水管排出来，造成气流中有存在游离水，风道中的积水也容易产生霉菌，对供风品质造成影响，同时，空调机组由于制冷剂性质和压缩机运行压力的限制，使其在高温高湿环境下，容易出现高压报警的情况，导致高温运行性能差，影响用户使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术不足，提供了一种结构原理简单，易于实现、绿色环保、故障率低，稳定性高的空调冷凝水回收消除装置、消除方法及无冷凝水空调系统。

本申请实施例的第一方面提供了一种空调冷凝水回收消除装置，用于对蒸发器产生的冷凝水进行回收消除，包括：

接水盘，与所述蒸发器连通，用于存储所述蒸发器产生的冷凝水；

换热器，与所述接水盘连通，用于接收所述冷凝水并加热；

真空泵，与所述换热器连通，用于对所述换热器内形成负压环境，以降低冷凝水沸点，使其在较低温度下就能沸腾；以及

气液分离器，与所述真空泵连通，用于对所述水蒸气进行气液分离，气体排放至大气，液体回收至管路中再循环处理。

在其中一实施例中，所述换热器与所述接水盘之间通过第一管路连通，所述第一管路中设有抽水泵，通过所述抽水泵将冷凝水传输至所述换热器。

在其中一实施例中，所述抽水泵与所述真空泵之间通过第二管路连通，通过所述第二管路传输冷凝水至所述真空泵，为真空泵提供工作液。

在其中一实施例中，所述真空泵与所述气液分离器之间通过第三管路连通，通过所述第三管路所述水蒸气传输至气液分离器。

在其中一实施例中，所述气液分离器与所述抽水泵之间通过第四管路连通，所述第四管路将所述气液分离器分离产生的液体汇至第一管路。

本申请实施例的第二方面提供了一种空调冷凝水回收消除方法，通过上述冷凝水的回收消除装置予以实施。具体为：

S1、接水盘接收所述蒸发器产生的冷凝水，大部分冷凝水通过抽水泵传输至换热器，小部分冷凝水传输至真空泵，为真空泵提供工作液；

S2、所述换热器通过制冷剂对所述冷凝水进行加热至50～65℃；

S3、通过真空泵工作，使得所述换热器内形成负压环境，当所述换热器内真空度为-0.098～-0.1MPa时，被加热至50～65℃的所述冷凝水沸腾成为水蒸气；

S4、所述呈水蒸气与工作液传送至气液分离器进行分离，水蒸气排放至大气中，工作液通过所述第四管路传输至第一管路，并与第一管路中的冷凝水重复S1、S2、S3步骤再循环消除。

本申请实施例的第三方面提供了一种无冷凝水空调系统，包括制冷回路和空调冷凝水回收消除装置，其中制冷回路包括蒸发器、压缩机、膨胀阀、换热器、冷凝器。空调冷凝水回收消除装置，用于对所述空调系统产生的冷凝水进行回收并消除。

所述压缩机与所述蒸发器连通，所述冷凝器与所述压缩机连通，所述换热器与所述冷凝器连通，所述换热器与所述蒸发器之间设有膨胀阀。

具体实施为：压缩机启动，蒸发器中的制冷剂被压缩机压缩成高温高压的气体，进入冷凝器散热，变成低温高压的液体，经过换热器进一步降温，经膨胀阀节流后，变成低温低压的液体，再经过蒸发器变成低温低压的气体，气体再次被压缩机压缩进入下一个循环，空调系统工作过程中，蒸发器产生的冷凝水被接水盘接收，通过抽水泵将大部分冷凝水输送至换热器中，小部分冷凝水作为工作液传输至真空泵，低温高压的制冷剂对换热器中的冷凝水进行加热，与此同时，真空泵抽取换热器中的空气，使得所述换热器内形成负压环境，负压环境下，水沸点降低，当所述换热器内真空度达到-0.098～-0.1MPa时，被制冷剂加热至50～65℃的冷凝水沸腾成为水蒸气；所述水蒸气与工作液传送至气液分离器进行分离，水蒸气排放至大气中，工作液被回收至管路中再循环消除。这样的结构，一方面从根本上消除了冷凝水，解决了空调系统因冷凝水排水不顺畅导致的积水等问题，另一方面经过冷凝器之后的制冷剂，经过换热器时温度进一步降低，提高了空调系统的过冷度，从而提高了高温高湿环境下的运行性能。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种无冷凝水空调系统的结构模块示意图；

图2为本发明制冷回路的运行压焓图。

附图标记：蒸发器1，压缩机2，冷凝器3，换热器4，冷凝水进水口41，水蒸气出口42，制冷剂进口43，制冷剂出口44，真空泵5，工作液进口51，进气口52，出气口53，气液分离器6，进气口61，出气口62，液体排放口63，抽水泵7，接水盘8，膨胀阀9，第一管路10，第二管路11，第三管路12，第四管路13。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，为本申请一实施例提供的一种无冷凝水空调系统的结构模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在其中一实施例中，第一方面提供了一种空调冷凝水的回收消除装置，用于对蒸发器1产生的冷凝水进行回收消除，包括接水盘8、抽水泵7、换热器4、真空泵5以及气液分离器6。

其中，接水盘8与蒸发器1连通，接水盘8位于蒸发器1的下方，用于回收蒸发器1产生的冷凝水。换热器4与所述接水盘8连通，用于冷凝水的加热，换热器4与接水盘8中间的管路上设有抽水泵7；

真空泵5，与所述换热器4连通，用于对所述换热器4内形成负压环境，以降低冷凝水沸点，使其在较低温度下就能沸腾；以及

气液分离器6，与所述真空泵5连通，用于对所述水蒸气进行气液分离，水蒸气排放至大气中，工作液被回收至管路中往复循环消除。

具体地，换热器4包括冷凝水进水口41、水蒸气出口42、制冷剂进口43、制冷剂出口44。真空泵5包括工作液进口51、进气口52及出气口53。换热器4冷凝水进水口41与接水盘8之间通过第一管路10连通，第一管路10中设有抽水泵7，抽水泵7将大部分冷凝水传输至换热器4，小部分冷凝水通过第二管路11传输至真空泵5工作液进口51，为真空泵5提供工作液，真空泵5与抽水泵7之间通过第二管路11连接形成密闭管路，真空泵5的进气口52与换热器4水蒸气出口42连通，启动真空泵5，真空泵5抽取换热器4中的空气，使整个管路形成负压环境。换热器4另一侧制冷剂进口43与冷凝器3连接，来自冷凝器3中的制冷剂对换热器4中的冷凝水进行加热，当真空度达到-0.098～-0.1MPa时，冷凝水在50～65℃达到沸腾状态，转变为水蒸气。气液分离器6包括进气口61、出气口62和液体排放口63，气液分离器6的出气口62与大气联通，气液分离器6的进气口61通过第三管道12与真空泵5的出气口53连通，气液分离器6的液体排放口63与第一管路10之间通过第四管路13连通，换热器4内的水蒸气随真空泵5的工作液排放到气液分离器6中水蒸气通过出气口62排放至大气中，工作液通过液体排放口63被回收至管路中再循环消除。

S1、接水盘8接收所述蒸发器1产生的冷凝水，大部分冷凝水通过抽水泵7传输至换热器4，小部分冷凝水传输至真空泵5，为真空泵5提供工作液；

S2、所述换热器4通过制冷剂对所述冷凝水进行加热至50～65℃；

S3、通过真空泵5工作，使得所述换热器4内形成负压环境，当所述换热器4内真空度为-0.098～-0.1MPa时，被加热至50～65℃的所述冷凝水沸腾成为水蒸气；

S4、所述呈水蒸气与工作液传送至气液分离器6进行分离，水蒸气排放至大气中，工作液通过所述第四管路13传输至第一管路10，并与第一管路10中的冷凝水重复S1、S2、S3步骤再循环消除。

本申请实施例的第三方面提供了一种无冷凝水空调系统，包括制冷回路和空调冷凝水回收消除装置，其中制冷回路包括蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、换热器4、膨胀阀9。空调冷凝水回收消除装置，用于对所述空调系统产生的冷凝水进行回收并消除。

其中，压缩机2与蒸发器1连通，冷凝器3与压缩机2连通，换热器4与冷凝器3连通，换热器4与蒸发器1之间设有膨胀阀9。

所述冷凝器3中制冷剂传输至换热器4中，制冷剂吸收换热器4中冷凝水的冷量，使其温度进一度降低。

需要说明的是，关于空调冷凝水回收消除装置的功能描述及原理说明可参照上述实施例，此处不再详细赘。

所述制冷回路中，蒸发器1、压缩机2、冷凝器3的制冷原理，同现有技术中空调系统的制冷原理，在此不赘述，本实施例中制冷回路增加换热器4，冷凝器3中制冷剂传输至换热器4中，制冷剂吸收换热器4中冷凝水的冷量，使其温度进一度降低。如图2所示，以传统的空调制冷回路的制冷循环过程为1-2-3-4-1为例，本实施例中制冷回路的制冷循环过程则为1-2-3’-4’-1，其循环特性对比如表1：

表1制冷回路的循环特性对比表

循环特性指标	1-2-3-4-1	1-2-3’-4’-1	影响
				单位质量制冷量	h<sub>1</sub>-h<sub>3</sub>	h<sub>1</sub>-h<sub>3’</sub>	增大
单位容积制冷量	(h<sub>1</sub>-h<sub>3</sub>)v1	(h<sub>1</sub>-h<sub>3’</sub>)v1	增大
				比功w	h<sub>2</sub>-h<sub>1</sub>	h<sub>2</sub>-h<sub>1</sub>	不变
性能系数COP	(h<sub>1</sub>-h<sub>3</sub>)/h<sub>2</sub>-h<sub>1</sub>	(h<sub>1</sub>-h<sub>3’</sub>)/h<sub>2</sub>-h<sub>1</sub>	增大

其中，v1为状态1点的比体积；h1为1点制冷剂的比焓；h3为3点制冷剂的比焓，h3’为3’点制冷剂的比焓。

可见，对于制冷回路而言，由于冷凝水的过冷作用，使制冷循环的主要特性指标：单位质量制冷量、单位容积制冷量和性能系数均有所增大，因此本实施例中无冷凝水空调系统的制冷回路的制冷性能有所提高。

具体实施为：压缩机2启动，蒸发器1中的制冷剂被压缩机2压缩成高温高压的气体，进入冷凝器3散热，变成低温高压的液体，经过换热器4进一步降温，经节膨胀阀9节流后，变成低温低压的液体，再经过蒸发器1变成低温低压的气体，气体再次被压缩机2压缩进行下一个往复循环，空调系统工作过程中，蒸发器1产生的冷凝水通过接水盘8接收，通过抽水泵7将接水盘中的大部分冷凝水输送至换热器8中，小部分冷凝水作为工作液传输至真空泵5，换热器4对冷凝水进行加热，与此同时，真空泵5抽取换热器中的空气，使得所述换热器4内形成负压环境，负压环境下，水沸点降低，当所述换热器4内真空度达到-0.098～-0.1MPa时，被制冷剂加热至50～65℃的冷凝水沸腾成为水蒸气；所述水蒸气与工作液传送至气液分离器6进行分离，水蒸气排放至大气中，工作液被回收至管路中再循环消除。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请。各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种空调冷凝水回收消除装置，用于对空调系统产生的冷凝水进行回收并消除，其特征在于，包括：

换热器，与所述接水盘连通，用于接收所述冷凝水并加热；

真空泵，与所述换热器连通，用于使所述换热器内形成负压环境，以降低冷凝水沸点，使其在较低温度下就能沸腾；以及

气液分离器，与所述真空泵连接，用于对所述水蒸气进行气液分离。

2.根据权利要求1所述的一种空调冷凝水回收消除装置，其特征在于，所述换热器与所述接水盘之间通过第一管路连通，所述第一管路中设有抽水泵，通过所述抽水泵将冷凝水传输至所述换热器。

3.根据权利要求2所述的一种空调冷凝水回收消除装置，其特征在于，所述抽水泵与所述真空泵之间通过第二管路连通，通过所述第二管路传输冷凝水至所述真空泵，为真空泵提供工作液。

4.根据权利要求3所述的一种空调冷凝水回收消除装置，其特征在于，所述真空泵与所述气液分离器之间通过第三管路连通，通过所述第三管路将所述水蒸气与工作液传输至气液分离器。

5.根据权利要求3所述的一种空调冷凝水回收消除装置，其特征在于，所述气液分离器与第一管路之间通过第四管路连通，所述第四管路将所述气液分离器分离产生的液体汇至第一管路。

6.一种空调冷凝水的回收消除方法，采用如权利要求1-5中任一项所述的回收消除装置实现，包括以下步骤：

S4、所述水蒸气与工作液传送至气液分离器进行分离，水蒸气排放至大气中，工作液通过所述第四管路传输至第一管路，并与第一管路中的冷凝水重复S1、S2、S3步骤再循环消除。

7.一种无冷凝水空调系统，包括制冷回路和空调冷凝水回收消除装置，其中制冷回路包括蒸发器、压缩机、膨胀阀、换热器、冷凝器。空调冷凝水回收消除装置如权利要求1-5中任一项所述的回收消除装置，用于对所述空调系统产生的冷凝水进行回收并消除。

8.根据权利要求7所述的一种无冷凝水空调系统，所述压缩机与所述蒸发器连通，所述冷凝器与所述压缩机连通，所述换热器与所述冷凝器连通，所述换热器与所述蒸发器之间设有膨胀阀。