CN113266898B - 一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,包括制冷系统和辐射水循环系统,所述制冷系统包括压缩机、四通换向阀、换热器a、气液分离器、换热器b、单向阀b、第二热力膨胀阀、换热器c、单向阀a、第一热力膨胀阀、换热器d、单向阀d和单向阀e;所述压缩机的排气口和吸气口分别与四通换向阀的D端口和S端口连通,所述四通换向阀的C端口与换热器a的输入端连接,所述换热器a的输出端通过气液分离器分别连接两路制冷剂管路,第一路制冷剂管路包括依次连通的单向阀a、第一热力膨胀阀和单向阀d,与现有技术相比,采用单级蒸气压缩两级节流的方式,实现对新风的冷却除湿和辐射水循环系统的制冷制热功能。

Description

一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统
【技术领域】
本发明专利涉及一种毛细管热泵系统,特别是涉及一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统。
【背景技术】
近年来,温湿度独立控制空调系统以其崭新的思路,合理的能源利用方式,受到众多研究人员的关注,在业内掀起了研究的热潮。温湿度独立控制的空调系统即采用温度与湿度的两套独立的空调控制系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而也避免了常规空调系统中温度湿度联合处理所带来的能量损失和不舒适感。辐射空调系统作为温度湿度独立控制空调系统中的一种,常以耦合新风系统的复合式系统形式出现,新风系统主要承担全部室内湿负荷。
尽管温湿度独立控制空调系统成为近年研究的热点之一,但其在实践中的推广应用仍显缓慢,作为湿度控制的除湿设备存在着各种各样的的问题,困扰着研究人员和设计人员,如毛细管结露、新风除湿能力差。为了解决上述问题,市面上常见的辐射空调新风除湿系统,辐射空调采取高温冷源,新风机组自带低温冷源。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,采用单级蒸气压缩两级节流的方式,实现对新风的冷却除湿和辐射水循环系统的制冷制热功能。
为实现上述目的,本发明提出了一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,包括制冷系统和辐射水循环系统,其特征在于:所述制冷系统包括压缩机、四通换向阀、换热器a、气液分离器、换热器b、单向阀b、第二热力膨胀阀、换热器c、单向阀a、第一热力膨胀阀、换热器d、单向阀d和单向阀e;所述压缩机的排气口和吸气口分别与四通换向阀的D端口和S端口连通,所述四通换向阀的C端口与换热器a的输入端连接,所述换热器a的输出端通过气液分离器分别连接两路制冷剂管路,第一路制冷剂管路包括依次连通的单向阀a、第一热力膨胀阀和单向阀d,第二路制冷剂管路包括依次连通的换热器b的冷媒管路、单向阀b、第二热力膨胀阀、单向阀e、换热器c和单向阀f,所述第一路制冷剂管路与第二路制冷剂管路汇合连接后通过连接管与换热器d的冷媒管路输入端连通,所述换热器d的冷媒管路输出端与四通换向阀的E端口连通,所述辐射水循环系统包括辐射水管路、水泵a、水泵b和三通阀,所述辐射水管路通过三通阀、水泵a和水泵b与换热器d的水管路、换热器b的水管路形成回路。
作为优选,所述第一热力膨胀阀和第二热力膨胀阀的感温包均设在压缩机的吸气口与四通换向阀的S端口之间的管道上。
作为优选,所述第一热力膨胀阀和第二热力膨胀阀的感温包远离压缩机吸气口。
作为优选,所述第一热力膨胀阀和第二热力膨胀阀的感温包均设在管道的水平段上。
作为优选,所述第一热力膨胀阀的输出端通过单向阀g与气液分离器和单向阀a之间的连通管连通,所述单向阀d的输出端通过单向阀j与第一热力膨胀阀的输入端连通。
作为优选,所述气液分离器与单向阀g之间的连通管通过单向阀c与换热器a的输出端连通。
作为优选,所述第二热力膨胀阀的输出端通过单向阀h与换热器b和单向阀b之间的连通管连通。
作为优选,所述单向阀e的输出端通过单向阀i与第二热力膨胀阀的输入端连通。
作为优选,所述换热器d出水口与辐射水管路的进水口连接,所述辐射水管路的出水口与三通阀的L端口连接,所述三通阀的R端口与水泵b的进水口连接,所述水泵b的出水口与换热器b的进水口连接,所述换热器b的出水口与水泵a的进水口连接,所述三通阀的B端口也与水泵a的进水口连接,所述水泵a的出水口与换热器d进水口连接。
本发明的有益效果:本发明通过采用单级蒸气压缩两级节流的方式,实现对新风的冷却除湿和辐射水循环系统的制冷制热功能。本发明还利用辐射水系统多余的冷量对新风进行预冷,以便夏季对新风更好地除湿。本发明有机的将传统的压缩制冷家用辐射空调系统与除湿系统结合起来,在实现夏季制冷除湿、冬季制热及降低运行能耗的同时,为人们提供一个舒适、良好空气品质的室内环境,解决了辐射空调不能除湿,易结露的弊端。系统结构简单,温湿度独立控制,舒适性较好,将新风机组与辐射空调结合,减少成本,节约能源。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统的结构示意图。
图中:1-压缩机、2-四通换向阀、3-换热器a、4-气液分离器、5-换热器b、6-单向阀b、7-第二热力膨胀阀、8-换热器c、9-单向阀f、10-单向阀a、11-第一热力膨胀阀、12-单向阀c、13-换热器d、14-辐射水管路、15-水泵a、16-水泵b、17-单向阀d、18-单向阀e、19-三通阀、110-管道、111-单向阀g、112-单向阀h、113-单向阀i、114-单向阀j。
【具体实施方式】
参阅图1,本发明一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,包括制冷系统和辐射水循环系统,所述制冷系统包括压缩机1、四通换向阀2、换热器a3、气液分离器4、换热器b5、单向阀b6、第二热力膨胀阀7、换热器c8、单向阀a10、第一热力膨胀阀11、换热器d13、单向阀d17和单向阀e18;所述压缩机1的排气口和吸气口分别与四通换向阀2的D端口和S端口连通,所述四通换向阀2的C端口与换热器a3的输入端连接,所述换热器a3的输出端通过气液分离器4分别连接两路制冷剂管路,第一路制冷剂管路包括依次连通的单向阀a10、第一热力膨胀阀11和单向阀d17,第二路制冷剂管路包括依次连通的换热器b5的冷媒管路、单向阀b6、第二热力膨胀阀7、单向阀e18、换热器c8和单向阀f9,所述第一路制冷剂管路与第二路制冷剂管路汇合连接后通过连接管与换热器d13的冷媒管路输入端连通,所述换热器d13的冷媒管路输出端与四通换向阀2的E端口连通,所述辐射水循环系统包括辐射水管路14、水泵a15、水泵b16和三通阀19,所述辐射水管路14通过三通阀19、水泵a15和水泵b16与换热器d13的水管路、换热器b5的水管路形成回路,所述第一热力膨胀阀11和第二热力膨胀阀7的感温包均设在压缩机1的吸气口与四通换向阀2的S端口之间的管道110上,所述第一热力膨胀阀11和第二热力膨胀阀7的感温包远离压缩机1吸气口,所述第一热力膨胀阀11和第二热力膨胀阀7的感温包均设在管道110的水平段上,所述第一热力膨胀阀11的输出端通过单向阀g111与气液分离器4和单向阀a10之间的连通管连通,所述单向阀d17的输出端通过单向阀j114与第一热力膨胀阀11的输入端连通,所述气液分离器4与单向阀g111之间的连通管通过单向阀c12与换热器a3的输出端连通,所述第二热力膨胀阀7的输出端通过单向阀h112与换热器b5和单向阀b6之间的连通管连通,所述单向阀e18的输出端通过单向阀i113与第二热力膨胀阀7的输入端连通,所述换热器a3和换热器c8均为翅片换热器,所述换热器b5为板式换热器,所述换热器d13为水侧换热器,所述换热器d13出水口与辐射水管路14的进水口连接,所述辐射水管路14的出水口与三通阀19的L端口连接,所述三通阀19的R端口与水泵b16的进水口连接,所述水泵b16的出水口与换热器b5的进水口连接,所述换热器b5的出水口与水泵a15的进水口连接,所述三通阀19的B端口也与水泵a15的进水口连接,所述水泵a15的出水口与换热器d13进水口连接。
本发明工作过程:
本发明一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统在工作过程中,夏季制冷模式原理为:制冷系统中压缩机1中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀2的D端口流入,从四通换向阀2的C端口流出进入换热器a3,高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体进入气液分离器4,未被冷凝成液态的制冷剂蒸汽回到换热器a3继续冷却,从气液分离器4出来的制冷剂液态分成两路,第一路经单向阀a10、第一热力膨胀阀11节流成气液两相流体,再经过单向阀d17与第二路经过单向阀f9的制冷剂气体混合,第二路从气液分离器4出来的制冷剂液态在换热器b5被冷却为过冷液态,经单向阀b6、第二热力膨胀阀7节流成气液两相流体,再经过单向阀e18进入换热器c8吸热蒸发成低温低压气体,再经过单向阀f9与第一路经过单向阀d17的气液两相流体混合成气液两相制冷剂进入换热器d13吸热蒸发成低温低压气体,从四通换向阀2的E端口进入,从四通换向阀2的S端口出进入压缩机1,完成一个制冷循环。辐射水循环系统打开水泵a15和水泵b16,从换热器d13出来的低温冷剂水进入辐射水管路14吸热后从三通阀19的L端口进,三通阀19的R端口出再通过水泵b16进入换热器b5进一步吸热后再经水泵a15回到换热器d13进行冷却。
冬季制热模式原理为:压缩机1中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀2的D端口流入,从四通换向阀2的E端口流出进入换热器d13冷却冷凝成液体后经单向阀j114、热力膨胀阀11节流成气液两相流体,再经单向阀g111、单向阀c12进入换热器a3吸热蒸发成低温低压气体后从四通换向阀2的C端口进入从四通换向阀2的S端口流出回到压缩机1的吸气口,完成一个制热循环。辐射水循环系统打开水泵a15,关闭水泵b16,从换热器d13出来的高温冷剂水进入辐射水管路14放热后从三通阀19的L端口进,三通阀19的B端口出再通过水泵a15回到换热器d13进行吸热。
冬季化霜模式原理为:制冷系统中压缩机1中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀2的D端口流入,从四通换向阀2的C端口流出进入换热器a3,高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体进入气液分离器4,未被冷凝成液态的制冷剂蒸汽回到换热器a3继续冷却,从气液分离器4出来的制冷剂液态分成两路,第一路经单向阀a10、第一热力膨胀阀11节流成气液两相流体,再经过单向阀d17与第二路经过单向阀f9的制冷剂气体混合,第二路从气液分离器4出来的制冷剂液态,经换热器b5、单向阀b6、第二热力膨胀阀7节流成气液两相流体,再经过单向阀e18进入换热器c8吸热蒸发成低温低压气体,再经过单向阀f9与第一路经过单向阀d17的气液两相流体混合成气液两相制冷剂进入换热器d13吸热蒸发成低温低压气体,从四通换向阀2的E端口进入,从四通换向阀2的S端口出回到压缩机1。辐射水循环系统关闭水泵a15和关闭水泵b16。
上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,包括制冷系统和辐射水循环系统,其特征在于:所述制冷系统包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、换热器a(3)、气液分离器(4)、换热器b(5)、单向阀b(6)、第二热力膨胀阀(7)、换热器c(8)、单向阀a(10)、第一热力膨胀阀(11)、换热器d(13)、单向阀d(17)和单向阀e(18);所述压缩机(1)的排气口和吸气口分别与四通换向阀(2)的D端口和S端口连通,所述四通换向阀(2)的C端口与换热器a(3)的输入端连接,所述换热器a(3)的输出端通过气液分离器(4)分别连接两路制冷剂管路,第一路制冷剂管路包括依次连通的单向阀a(10)、第一热力膨胀阀(11)和单向阀d(17),第二路制冷剂管路包括依次连通的换热器b(5)的冷媒管路、单向阀b(6)、第二热力膨胀阀(7)、单向阀e(18)、换热器c(8)和单向阀f(9),所述第一路制冷剂管路与第二路制冷剂管路汇合连接后通过连接管与换热器d(13)的冷媒管路输入端连通,所述换热器d(13)的冷媒管路输出端与四通换向阀(2)的E端口连通,所述辐射水循环系统包括辐射水管路(14)、水泵a(15)、水泵b(16)和三通阀(19),所述辐射水管路(14)通过三通阀(19)、水泵a(15)和水泵b(16)与换热器d(13)的水管路、换热器b(5)的水管路形成回路,夏季制冷模式原理为:制冷系统中压缩机(1)中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀(2)的D端口流入,从四通换向阀(2)的C端口流出进入换热器a(3),高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体进入气液分离器(4),未被冷凝成液态的制冷剂蒸汽回到换热器a(3)继续冷却,从气液分离器(4)出来的制冷剂液态分成两路,第一路经单向阀a(10)、第一热力膨胀阀(11)节流成气液两相流体,再经过单向阀d(17)与第二路经过单向阀f(9)的制冷剂气体混合,第二路从气液分离器(4)出来的制冷剂液态在换热器b(5)被冷却为过冷液态,经单向阀b(6)、第二热力膨胀阀(7)节流成气液两相流体,再经过单向阀e(18)进入换热器c(8)吸热蒸发成低温低压气体,再经过单向阀f(9)与第一路经过单向阀d(17)的气液两相流体混合成气液两相制冷剂进入换热器d(13)吸热蒸发成低温低压气体,从四通换向阀(2)的E端口进入,从四通换向阀(2)的S端口出进入压缩机(1),完成一个制冷循环,辐射水循环系统打开水泵a(15)和水泵b(16),从换热器d(13)出来的低温冷剂水进入辐射水管路(14)吸热后从三通阀(19)的L端口进,三通阀(19)的R端口出再通过水泵b(16)进入换热器b(5)进一步吸热后再经水泵a(15)回到换热器d(13)进行冷却,冬季化霜模式原理为:制冷系统中压缩机(1)中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀(2)的D端口流入,从四通换向阀(2)的C端口流出进入换热器a(3),高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体进入气液分离器(4),未被冷凝成液态的制冷剂蒸汽回到换热器a(3)继续冷却,从气液分离器(4)出来的制冷剂液态分成两路,第一路经单向阀a(10)、第一热力膨胀阀(11)节流成气液两相流体,再经过单向阀d(17)与第二路经过单向阀f(9)的制冷剂气体混合,第二路从气液分离器(4)出来的制冷剂液态,经换热器b(5)、单向阀b(6)、第二热力膨胀阀(7)节流成气液两相流体,再经过单向阀e(18)进入换热器c(8)吸热蒸发成低温低压气体,再经过单向阀f(9)与第一路经过单向阀d(17)的气液两相流体混合成气液两相制冷剂进入换热器d(13)吸热蒸发成低温低压气体,从四通换向阀(2)的E端口进入,从四通换向阀(2)的S端口出回到压缩机(1),辐射水循环系统关闭水泵a(15)和关闭水泵b(16)。
2.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述第一热力膨胀阀(11)和第二热力膨胀阀(7)的感温包均设在压缩机(1)的吸气口与四通换向阀(2)的S端口之间的管道(110)上。
3.如权利要求2所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述第一热力膨胀阀(11)和第二热力膨胀阀(7)的感温包远离压缩机(1)吸气口。
4.如权利要求2所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述第一热力膨胀阀(11)和第二热力膨胀阀(7)的感温包均设在管道(110)的水平段上。
5.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述第一热力膨胀阀(11)的输出端通过单向阀g(111)与气液分离器(4)和单向阀a(10)之间的连通管连通,所述单向阀d(17)的输出端通过单向阀j(114)与第一热力膨胀阀(11)的输入端连通。
6.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述气液分离器(4)与单向阀g(111)之间的连通管通过单向阀c(12)与换热器a(3)的输出端连通。
7.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述第二热力膨胀阀(7)的输出端通过单向阀h(112)与换热器b(5)和单向阀b(6)之间的连通管连通。
8.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述单向阀e(18)的输出端通过单向阀i(113)与第二热力膨胀阀(7)的输入端连通。
9.如权利要求1所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述换热器a(3)和换热器c(8)均为翅片换热器,所述换热器b(5)为板式换热器,所述换热器d(13)为水侧换热器。
10.如权利要求1至9中任一项所述的一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统,其特征在于:所述换热器d(13)出水口与辐射水管路(14)的进水口连接,所述辐射水管路(14)的出水口与三通阀(19)的L端口连接,所述三通阀(19)的R端口与水泵b(16)的进水口连接,所述水泵b(16)的出水口与换热器b(5)的进水口连接,所述换热器b(5)的出水口与水泵a(15)的进水口连接,所述三通阀(19)的B端口也与水泵a(15)的进水口连接,所述水泵a(15)的出水口与换热器d(13)进水口连接。
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