CN114294720A - 一种水源除湿机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水源除湿机。本发明所述的水源除湿机包括外壳，设置在外壳内的压缩机、水源侧换热器、空气侧换热器和出风温度补偿器，以及连接压缩机、水源侧换热器和空气侧换热器的冷媒管路；外壳上形成进风口和出风口，进风口和出风口之间形成空气与冷媒进行热交换的风道，出风温度补偿器设置于风道内；出风温度补偿器包括温度补偿管路，温度补偿管路的两端分别与冷媒管路连通；当空气侧换热器处于蒸发吸热状态时，温度补偿管路中的冷媒温度高于通过的空气温度。本发明所述的水源除湿机设置温度补偿管路，能够满足不同工况下人体对热舒适度的要求，同时进行余热回收管路，提高了制冷系统的能效比，具有节能舒适、结构简单、安装方便的特点。

Description

一种水源除湿机

技术领域

本发明涉及热泵空调的技术领域，特别是涉及一种水源除湿机。

背景技术

传统的辐射制冷/热的地暖水源系统采用空气潜热和显热同时处理的方法。在冬季采暖季节，若要精准调节控制室内环境的温湿度，除了运行地暖系统外，还得另行购买除湿机或除湿器对室内环境进行湿度调节。在过渡季节，特别是在具有暖湿气流的回南天时，室内空气处于低温高湿的状态，若开启地暖水源系统进行降温除湿，会导致蒸发器和地板表面结露，容易滋生霉菌，从而对人体健康产生不良影响。在夏季制冷时下，室内环境温湿度在空间上分布不均匀，人体热舒适性较差。

CN201910706482.5专利方案在制冷系统中设置了流体驱动磁耦合除湿机组，有效避免建筑物内围结构产生凝露的问题，但该方案仅能解决室内空气与室外空气对流时的湿度调节问题；CN105509146B专利方案提供了一种具有除湿功能的辐射制冷空调及其控制方法，该除湿制冷空调分为室外机与室内机，室内机换热器分为除湿与恒温二个模块，但该方案仅能解决辐射制冷时的湿度调节问题。因此，研发一种在全年工况下对温湿度进行精准调节的水源地暖辐射制冷/热系统极为重要。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种水源除湿机，通过设置一个温度补偿管路，不仅能够满足不同工况下人体对热舒适度的要求，而且进行余热回收管路，提高了制冷系统的能效比，具有节能舒适、结构简单、安装方便的特点。

本发明是通过如下技术方案进行实现的：

一种水源除湿机，包括外壳，设置在所述外壳内的压缩机、水源侧换热器、空气侧换热器和出风温度补偿器，以及连接所述压缩机、所述水源侧换热器和所述空气侧换热器的冷媒管路；

所述外壳上形成进风口和出风口，所述进风口和所述出风口之间形成空气与冷媒进行热交换的风道，所述出风温度补偿器设置于所述风道内；

所述出风温度补偿器包括温度补偿管路，所述温度补偿管路的两端分别与所述冷媒管路连通；当所述空气侧换热器处于蒸发吸热状态时，所述温度补偿管路中的冷媒温度高于通过的空气温度。

本发明所述的水源除湿机，通过设置一个出风温度补偿器，能够在全年工况下实现调温除湿功能，满足人体对热舒适性的要求，同时进行余热回收管理，有利于提高制冷系统的能效比，结构简单，安装方便。

进一步地，所述温度补偿管路的一端与所述冷媒管路的第一位置连接，所述温度补偿管路的另一端与所述冷媒管路的第二位置连接；其中，当所述空气侧换热器处于蒸发吸热状态时，所述冷媒的流动方向为从所述第一位置流向所述第二位置。

进一步地，所述第一位置的冷媒温度高于所述第二位置的冷媒温度。

进一步地，所述第一位置位于所述水源侧换热器与所述压缩机之间的冷媒管路上，所述第二位置位于所述水源侧换热器与所述空气侧换热器之间的冷媒管路上。将冷媒管路上的高温高压气态冷媒引入温度补偿管路，与冷空气换热后变成中低温液态冷媒回到冷媒管路，利用机组余热加热出风温度，减轻了机组冷凝时的热负荷，降低了制冷系统的能耗。

进一步地，所述温度补偿管路包括至少一个U型结构。U型结构有助于冷空气和冷媒进行充分的热交换。

进一步地，所述温度补偿管路设置于所述空气侧换热器与所述出风口之间。高温空气在空气侧换热器先降温除湿，再经过温度补偿管路进行加热，有效地利用机组的余热，温度补偿较高更好。

进一步地，所述温度补偿管路上设有节流元件，所述节流元件位于所述压缩机与所述水源侧换热器之间的冷媒管路上。通过节流元件对温度补偿管路中的冷媒进行节流降压，防止温度补偿管路出现温度过高的情况。

进一步地，所述节流元件包括以下至少一种：

电子膨胀阀、电磁膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流短管。

进一步地，所述节流元件包括电子膨胀阀，所述水源除湿机还包括控制器，所述控制器用于控制所述电子膨胀阀的开度。通过调节电子膨胀阀的开度，可以调节温度补偿管路的温度，有利于在不同工况下进行调温除湿。

进一步地，还包括出风温度传感器，所述出风温度传感器用于检测出风温度，并将所述出风温度发送至所述控制器；所述控制器还用于根据所述出风温度，调节所述电子膨胀阀的开度。通过对出风温度的监测，能够实现出风温度的精准调节，满足人体对热舒适性的要求。

与现有技术相比，本发明所述的水源除湿机通过加载一个出风温度补偿器，能够在全年工况下进行调温除湿，提高室内的热舒适性；同时，出风温度补偿器有效利用了机组的余热，减轻了冷媒冷凝散热时的热负荷，降低了系统的能耗，并且整体结构简单，安装和维护方便。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的立体图；

图2为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的正视图；

图3为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的爆炸图；

图4为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的风机单元的立体图；

图5为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的风机单元的正视图；

图6为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的风机单元的沿A-A截面的剖面图；

图7为本发明一实施例提供的一种水源除湿机的储水盒的立体图。

附图标记：外壳10，压缩机20，水源侧换热器30，空气侧换热器40，四通阀50，节流元件61，毛细管62，过滤器63，风机单元70，风道底座71，风道底座曲面71a，风道涡舌 72，贯流风机73，贯流风叶73a，第一接水盘81，第二接水盘82，储水盒83，盒体831，自动排水阀831a，上盖832，水位排水开关832a，水位溢出开关832b，压缩机的排气管91，压缩机的进气管92，扩张式消音器91a，扩张式消音器92a，冷媒管路的第一位置93，冷媒管路的第二位置94，控制器110，温度补偿管路120。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本申请的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例1：

本发明所述的水源除湿机可以和外部系统共同构成水源温湿度调节系统，该系统包括热泵主机、水循环系统、室内换热器和本发明所述的水源除湿机。

水循环系统包括供水管路、回水管路、分集水器和循环水泵。分集水器分别通过供水管路和回水管路与热泵主机连通；循环水泵设置于回水管路，并位于热泵主机和分集水器之间；室内换热器与分集水器的供水支管路连通；水源除湿机与室内换热器和分集水器之间的管路连通，水源除湿机跟随水循环系统工作，或者说，水源除湿机跟随热泵主机工作。具体的，室内换热器为辐射式换热器，例如冷/暖气片、地暖管道等。

请参阅图1～3，图1为本实施例提供的一种水源除湿机的立体图，图2为本实施例提供的一种水源除湿机的正视图，图3为本实施例提供的一种水源除湿机的爆炸图。该水源除湿机包括外壳10，设置在外壳内的压缩机20、四通阀50、水源侧换热器30、空气侧换热器40、风机单元70、出风温度补偿器、节流单元、储水单元和控制系统100，以及连接压缩机20、水源侧换热器30、空气侧换热器40、四通阀50和节流单元的冷媒管路。

水源侧换热器30包括进水管31和出水管32，进水管31和供水管路连通，出水管32和回水管路连通，水源侧换热器30用于使冷媒与水进行热交换。空气侧换热器40用于使冷媒和空气进行热交换，在本实施例中，水源侧换热器30为板式换热器，空气侧换热器40为表冷换热器。

外壳上形成进风口和出风口，进风口和出风口之间形成空气和冷媒进行热交换的风道。

请参阅图4～6，图4为本实施例提供的风机单元70的立体图，图5为本实施提供的风机单元70的正视图，图6为本实施例提供的风机单元沿图5中的A-A截面的剖面图。风机单元70设置于风道内，包括风道底座71、风道涡舌72和贯流风机73。风道底座71为阿基米德螺线曲面形状71a，风道底座71、空气侧换热器40和风道涡舌72构成一侧开口的半开放空腔；贯流风机73设置于空腔内部，空腔的开口与外壳上的出风口相对。

请参阅图2和图3，出风温度补偿器设置于风道内，包括温度补偿管路120。温度补偿管路设置于空气侧换热器40和出风口之间；具体的，温度补偿管路120设置于空腔的开口处。温度补偿管路120包括至少一个U型结构。在本实施例中，温度补偿管路20包括一个U型管；在其他实施例中，温度补偿管路120可以包括由多个U型管构成的蛇型管。

温度补偿管路120的两端分别与冷媒管路连通。当空气侧换热器40处于蒸发吸热状态时，温度补偿管路120中的冷媒温度高于通过的空气温度。

具体的，温度补偿管路120的一端与冷媒管路的第一位置93连接，温度补偿管路的另一端与冷媒管路的第二位置94连接；其中，当空气侧换热器40处于蒸发吸热状态时，所述冷媒的流动方向为从第一位置93流向第二位置94。

具体的，第一位置93的冷媒温度高于第二位置的冷媒温度94。

优选的，第一位置93位于水源侧换热器30与压缩机20之间的冷媒管路上，第二位置 94位于水源侧换热器30和空气侧换热器40之间的冷媒管路上。在其他实施例中，第一位置93和第二位置94均设置于水源侧换热器30与压缩机20之间的冷媒管路上，或者，第一位置93和第二位置94均设置于水源侧换热器3和空气侧换热器40之间的冷媒管路上。

请参阅图1，节流单元包括节流元件61和毛细管62。

节流元件61设置于温度补偿管路120，并位于压缩机20和水源侧换热器30之间。在本实施例中，节流元件61为电子膨胀阀，在其他实施例中，节流元件61可以为电磁膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管和节流短管。毛细管62设置于水源侧换热器30与空气侧换热器40之间的冷媒管路。在毛细管62和空气侧换热器40之间的冷媒管路还设有过滤器63，用于除去冷媒中的水分。

请参阅图3，储水单元包括第一接水盘81、第二接水盘82和储水盒83。

第一接水盘81设置于空气侧换热器40的第一排水侧，第二接水盘82设置于空气侧换热器40的第二排水侧；储水盒83设置于第一接水盘81和第二接水盘82的下方，并通过水管路与第一接水盘81和第二接水盘82连通。请参阅图7，其为本实施例提供的储水盒的立体图。储水盒83包括盒体831，以及盖设于盒体的上盖832。盒体的底部设置有自动排水阀831a，上盖832上设置有水位排水开关832a和水位溢出开关832b。

储水盒83用于收集水源除湿机除湿过程中的冷凝水。压缩机20与水源侧换热器30之间的冷媒管路91(即压缩机的排气管)包括第一冷凝段；该第一冷凝段包括至少一个弯曲段，用于与储水盒83中的冷凝水进行热交换。优选的，第一冷凝段设置于储水盒内。可选的，压缩机20与空气侧换热器40之间的冷媒管路92(即压缩机的回气管)包括第二冷凝段，该第二冷凝段包括至少一个弯曲段，用于与储水盒中的冷凝水进行热交换，并且第二冷凝段同样设置于储水盒内。

控制系统包括控制器110和出风温度传感器。

其中，控制器110可以是水源除湿机本身的控制单元，即实现水源除湿机启停以及频率控制的控制单元；控制器110还可以是单独的控制模块，其可以是具有CPU的控制芯片，或者FPGA芯片、嵌入式芯片等。出风温度传感器用于检测出风温度，并通过有线传输或无线传输的方式，将出风温度发送控制器110。同样的，控制器110也可以通过有线传输或无线传输的方式与电子膨胀阀61连接。控制器110设有预设温度，控制器110将收到的出风温度信号与预设温度进行对比，进而调节电子膨胀阀61的开度，从而改变温度补偿管路120的温度，使出风温度达到预设温度。

同时，控制器110与自动排水阀831a、水位排水开关832a和水位溢出开关832b连接，其连接方式可以为有线传输或无线传输。空气侧换热器40用作蒸发器时，控制器用于关闭自动排水阀831a；空气侧换热器30用作冷凝器时，控制器110用于开启自动排水阀831a；控制器还用于根据水位排水开关832的排水信号和/或水位溢出开关832b的溢出信号，打开自动排水阀。

可选的，控制器110还与压缩机20、贯流风机73、四通阀50连接。控制器100用于根据预设温度和出风温度的对比，同时调节压缩机20的运行参数、贯流风机73的运行参数、电子膨胀阀61的开度和四通阀的换向。

水源除湿机的调温除湿过程如下：水源除湿机进行除湿时，启动水循环系统的循环水泵、压缩机20和贯流风机73。压缩机将冷媒管路中的低温低压气态冷媒压缩成高温高压气态冷媒，经四通阀50后送入水源侧换热器30；高温高压气态冷媒在水源侧换热器30与冷水换热，冷凝成中温高压液态冷媒，再经过毛细管62节流降压成低温低压液态冷媒，进入空气侧换热器40；低温低压液态冷媒在空气侧换热器40换热，蒸发成低温低压气态冷媒，回到压缩机进入下一个循环。在风道中，冷媒蒸发吸收空气中的热量，将空气温度降至露点温度以下，使空气中的水分冷凝析出；降温后的空气流经出风温度补偿器时，被温度补偿管路120中温度较高的冷媒加热，使出风温度满足人体舒适度的要求；在冷媒蒸发吸热过程中，析出的冷凝水通过空气侧换热器40的两个排水侧流向两个接水盘，再经过水管路积聚于储水盒83，用于冷却压缩机20的排气管91和进气管92，增加除湿机组的冷凝能力，提高了制冷系统的能效比。

本实施例可以具有多种变形方式，如两个接水盘的下方不另外设置一个储水盒，或者储水盒不用于制冷过程中对压缩机的排气管和/或进气管进行冷凝，仅需要设置一个出风温度补偿器即可实现调温除湿的功能；类似的，冷媒管路上也可以不设置四通阀，水源除湿机仅用于制冷和除湿，不用于辅助制热；可选的，压缩机外部设有压缩机消音罩21，压缩机与水源侧换热器之间的冷媒管路设有扩张式消声器91a，压缩机与空气侧换热器之间设有扩张式消声器92a。此外，水源除湿机的数量为多个，分别设置于不同的室内，或者多个水源除湿机设置于同一室内。

实施例2：

本实施例的水源除湿机与实施例1的结构基本相同，其区别仅在于温度补偿管路与冷媒管路连通的位置。在本实施例中，冷媒管路的第一位置93设置于水源侧换热器30与毛细管 62之间，冷媒管路的第二位置94设置于毛细管62与空气侧换热器40之间；或者，冷媒管路的第一位置93设置于压缩机20与第一冷凝段之间，冷媒管路的第二位置94设置于第一冷凝段与水源侧换热器30之间。

可选的，控制系统还包括室内温湿度传感器，控制器设有预设温湿度。室内温湿度传感器用于检测室内温湿度，并将室内温湿度发送到控制器；控制器用于根据室内温湿度和预设温湿度的差值，调节压缩机的运行参数、贯流风机的运行参数、电子膨胀阀的开度、四通阀的换向和自动排水阀的关闭。

可选的，控制系统还包括信息采集传感器器，该信息采集传感采集的信息包括压缩机的运行参数(包括开启信号、运行速度、排气管的温度和进气管的温度)、贯流风机的转速、水源侧换热器的进水温度和出水温度、空气侧换热器的盘管温度。

与现有技术相比，本发明提供的水源除湿机具有以下三个优势：(1)水源除湿机与热泵主机同步工作，承担了室内的调温除湿和辅助制热功能，起到协同增效作用，有效地增加了整个制冷/热系统的能效比；(2)通过设置一个与冷媒管路连通的温度补偿管路，对水源除湿机进行余热回收管理，更好地适用于过渡季节的高温低湿和低温高湿工况，提高全年工况下室内的热舒适性；(3)通过设置一个储水盒，在收集冷凝水的同时，对压缩机的排气管和进气管进行预冷，增加了水源除湿机的冷凝能力，提高制冷系统的能效比。与现有的热泵除湿空调相比，该水源除湿机更加节能，热舒适性更好，并且结构简单，安装方便。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水源除湿机，其特征在于：

包括外壳，设置在所述外壳内的压缩机、水源侧换热器、空气侧换热器和出风温度补偿器，以及连接所述压缩机、所述水源侧换热器和所述空气侧换热器的冷媒管路；

所述外壳上形成进风口和出风口，所述进风口和所述出风口之间形成空气与冷媒进行热交换的风道，所述出风温度补偿器设置于所述风道内；

所述出风温度补偿器包括温度补偿管路，所述温度补偿管路的两端分别与所述冷媒管路连通；当所述空气侧换热器处于蒸发吸热状态时，所述温度补偿管路中的冷媒温度高于通过的空气温度。

2.根据权利要求1所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述温度补偿管路的一端与所述冷媒管路的第一位置连接，所述温度补偿管路的另一端与所述冷媒管路的第二位置连接；其中，当所述空气侧换热器处于蒸发吸热状态时，所述冷媒的流动方向为从所述第一位置流向所述第二位置。

3.根据权利要求2所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述第一位置的冷媒温度高于所述第二位置的冷媒温度。

4.根据权利要求3所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述第一位置位于所述水源侧换热器与所述压缩机之间的冷媒管路上，所述第二位置位于所述水源侧换热器与所述空气侧换热器之间的冷媒管路上。

5.根据权利要求1所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述温度补偿管路包括至少一个U型结构。

6.根据权利要求1所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述温度补偿管路设置于所述空气侧换热器与所述出风口之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述温度补偿管路上设有节流元件，所述节流元件位于所述压缩机与所述水源侧换热器之间的冷媒管路上。

8.根据权利要求7所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述节流元件包括以下至少一种：

电子膨胀阀、电磁膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流短管。

9.根据权利要求8所述的一种水源除湿机，其特征在于：

所述节流元件包括电子膨胀阀，所述水源除湿机还包括控制器，所述控制器用于控制所述电子膨胀阀的开度。

10.根据权利要求9所述的一种水源除湿机，其特征在于：

还包括出风温度传感器，所述出风温度传感器用于检测出风温度，并将所述出风温度发送至所述控制器；

所述控制器还用于根据所述出风温度，调节所述电子膨胀阀的开度。

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