CN114294722A - 一种风机盘管除湿机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风机盘管除湿机。本发明所述的风机盘管除湿机包括外壳，设置于外壳内的制冷/热系统、第一水源侧换热器、进水管路和出水管路，制冷/热系统包括压缩机、第二水源侧换热器、空气侧换热器和风机，以及连通压缩机、第二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风道，空气侧换热器、第一水源侧换热器和风机设置于风道内；第一水源侧换热器的进水端和第二水源侧换热器的进水端分别与进水管路连通，第一水源侧换热器的排水端和第二水源侧换热器的排水端分别与出水管路连通。该风机盘管除湿机对空气进行分段降温或分段升温，利于防止管路结露，具有节能环保、结构简单、经济便捷的特点。

Description

一种风机盘管除湿机

技术领域

本发明涉及热泵空调的技术领域，特别是涉及一种风机盘管除湿机。

背景技术

在传统的辐射采暖及辐射制冷的空气源系统技术中，在采暖季，若要精准控制室内空间的温湿度，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空间进行湿度调节。在制冷空调季节，特别是室内器具相对低温，而具有暖湿气流的天气的回南天时，室内器具易凝露，需要除湿，若开启地暖水源系统制冷地板易凝露，夏季制冷时湿度控制同样在空间上部空气湿度大的问题。CN201910706482.5专利方案磁耦合除湿系统仅能解决室内空气与室外空气对流时的湿度调节问题；CN105509146B专利方案实质一种除湿功能的空调器，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，此方案提供了一种该除湿功能空调器在辐射制冷时的与机组相对应的控制方案。因此研发一种体积小，静音，易安装的风机盘管系统的温湿度调节系统及设定控制方法极为重要。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种风机盘管除湿机，通过第一水源侧换热器和制冷/ 热系统，对进入风道的空气进行分段降温或分段升温，有助于防止水管路结露，并对制冷/热系统的余热进行循环利用，具有节能环保、结构简单、经济便捷的特点。

本发明是通过如下技术方案进行实现的：

一种风机盘管除湿机，包括外壳，设置于所述外壳内的制冷/热系统、第一水源侧换热器、进水管路和出水管路，所述制冷/热系统包括压缩机、第二水源侧换热器、空气侧换热器和风机，以及连通所述压缩机、所述第二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风道，所述空气侧换热器、所述第一水源侧换热器和所述风机设置于所述风道内；

所述第一水源侧换热器的进水端和所述第二水源侧换热器的进水端分别与所述进水管路连通，所述第一水源侧换热器的排水端和所述第二水源侧换热器的排水端分别与所述出水管路连通。

本发明所述的风机盘管除湿机，通过第一水源侧换热器和制冷/热系统的协同工作，对进入风道的空气进行分段加热或分段冷却，使得第一水源侧换热器只需要承担制冷/热时的显热负荷而免于产生冷凝水，有效地防止水管路凝露，降低了安装维护的工作量和成本，同时对制冷/热系统的余热进行循环利用，提高了系统的能效比。

进一步地，还包括连通支水管，所述连通支水管的一端与所述第二水源侧换热器的排水端连通，所述连通支水管的另一端与所述第一水源侧换热器的进水端连通。通过连通支水管能有效地利用第二水源侧换热器产生的余热，降低系统的能耗。

进一步地，所述连通支水管设有单向阀，所述单向阀使水流从第二水源侧换热器的排水端向第一水源侧换热器的进水端单向流通。

进一步地，所述连通支水管设有节流阀。

进一步地，还包括控制器，所述控制器与所述节流阀连接，所述控制器用于调节所述节流阀的开度。通过改变节流阀的开度，能够调节进入第一水源侧换热器的水温，使其能够满足全年工况下不同工作模式的需求。

进一步地，还包括水温传感器和室内温湿度传感器，所述水温传感器设置于所述第一水源侧换热器的进水端或排水端，所述控制器分别与所述水温传感器和所述室内温湿度传感器连接；所述水温传感器用于将所述水温信号发送至控制器；所述室内温湿度传感器用于获取室内温湿度，并将室内温湿度信号发送至所述控制器；所述控制器用于根据所述室内温湿度信号得到所述露点温度，并根据所述露点温度调节所述节流阀的开度，使得所述第一水源侧换热器的进水端或排水端的水温高于所述露点温度。

将流经第一水源侧换热器的水温控制在露点温度以上，能够防止其表面结露。

进一步地，所述第一水源侧换热器设置于所述进风口的一侧，所述风机设置于所述出风口的一侧，所述空气侧换热器设置于所述第一水源侧换热器和所述风机之间。

进一步地，设置于所述空气侧换热器的下方的接水盘；

进一步地，设置于所述冷媒管路上的四通阀。四通阀可以让制冷/热系统切换成不同的工作模式。

进一步地，设置在所述进风口的进风栅格。

与现有技术相比，本发明提供的风机盘管除湿机具有以下三个优势：(1)风机盘管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，有效地增加了整个系统的能效比；(2)通过第一水源侧换热器和制冷/热系统的设置，使进入风道的空气进行分段降温或分段升温，使得第一水源侧换热器只需要承担制冷/热时的显热负荷而免于产生冷凝水，防止水管路结露，降低了系统安装维护的工作量和成本；(3)通过连通支水管，对风机盘管除湿机进行余热回收管理，使水管路的低温热能得到循环利用，从而提高整个系统的能效比。

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风机盘管除湿机的内部结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种风机盘管除湿机的爆炸图；

图3为本发明一实施例提供的一种风机盘管除湿机的俯视图；

图4为本发明一实施例提供的水路形成串联关系的风机盘管除湿机的内部结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种风机盘管除湿机的局部立体图；

图6为本发明一实施例提供的一种风机盘管除湿机的局部俯视图。

附图标记：外壳10，压缩机21，第二水源侧换热器22，空气侧换热器23，电机241，叶轮242，四通阀25，膨胀阀26，第一水源侧换热器30，进水管路41，出水管路42，连通支水管43，单向阀431，进风栅格50，接水盘61，第二接水盘62，控制器70。

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。

本发明的一种风机盘管除湿机可以与其他外部系统构成水源温湿度调节系统，包括热泵主机、水循环系统、室内换热器和本发明的风机盘管除湿机。

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；除湿机组与室内换热器和分集水器之间的水管路连通，风机盘管除湿机跟随水循环系统工作，或者说，风机盘管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风机盘管除湿机的内部结构示意图，图2为本实施例提供的一种风机盘管除湿机的爆炸图，图3为本实施例提供的一种风机盘管除湿机的俯视图。该风机盘管除湿机包括外壳10，设置在外壳10内的制冷/热系统、第一水源侧换热器30、进水管路41、出水管路42、连通支水管43、接水盘61、第二接水盘62、进风栅格50以及控制系统。其中，制冷/热系统包括压缩机21、第二水源侧换热器22、空气侧换热器23、风机、四通阀25和膨胀阀26，以及连通压缩机21、第二水源侧换热器22、空气侧换热器23、四通阀26和膨胀阀26的冷媒管路。

外壳10上形成进风口和出风口，进风口和出风口之间形成风道，空气侧换热器23、第一水源侧换热器30和风机设置于风道内；优选的，第一水源侧换热器30设置于进风口的一侧，风机设置于出风口的一侧，空气侧换热器23设置与第一水源侧换热器30和风机之间。风机包括电机241和叶轮242，叶轮242设有开口与出风口相对的蜗壳。进水管路41和水循环系统的供水管路连通，出水管路42和水循环系统的回水管路连通。第一水源侧换热器30 的进水端和第二水源侧换热器22的进水端分别与进水管路41连通，第一水源侧换热器30的排水端和第二水源侧换热器的排水端分别与出水管路42连通。

在可选的例子中，第一水源侧换热器30和第二水源侧换热器22在水路上可以是形成串联关系，或者不需要连通支水管，形成并联关系，或者是如图1和图2的例子中的，在水路上形成部分并联、部分串联的关系。

在图1和图2的例子中，第二水源侧换热器22的进水端直接与进水管路41连通，第二水源侧换热器的排水端与连通支水管43的一端连通；第一水源侧换热器30的进水端一方面通过连通支水管43与第二水源侧换热器22的排水端连通，第一水源侧换热器30的进水端另一方面还直接与进水管路41连通，第二水源侧换热器22的排水端与出水管路42连通。

在其他的例子中，第一水源侧换热器30和第二水源侧换热器22还可以是在水路上形成并联关系，即第一水源侧换热器30和第二水源侧换热器22分别直接与进水管路41连通，以及分别直接与出水管路42连通。第一水源侧换热器30和第二水源侧换热器22也可以是在水路上形成串联关系，即第一水源侧换热器30通过第二水源侧换热器22内部的水管路与进水管路42连通，或者第一水源侧换热器30通过第二水源侧换热器22内部的水管路与出水管路 42连通。请参阅图4，其为本发明另一实施例提供的水路形成串联关系的风机盘管除湿机的内部结构示意图，该风机盘管除湿机的水回路为：供水管路——进水管路41——第二水源侧换热器22——连通支水管43——第一水源侧换热器30——出水管路42——回水管路。

在本实施例中，第一水源侧换热器30为表冷换热器，第二水源侧换热器22为板式换热器，空气侧换热器23为翅片换热器。

连通支水管43上设有单向阀431和节流阀(图中未注明)，单向阀431使水流从第二水源侧换热器22的排水端向第一水源侧换热器30的进水端单向流通，节流阀用于控制连通支水管43的截流面积。

请参阅图5～6，图5为本实施例提供的一种风机盘管除湿机的局部立体图，图6为本实施例提供的一种风机盘管除湿机的局部俯视图。接水盘61设置于空气侧换热器23的下方；可选的，接水盘61设置于空气侧换热器23和第一水源侧换热器30的下方。第二接水盘62设置于进水管路41和出水管路42的下方；可选的，第二接水盘设置于外壳10外部。

进风栅格设置于进风口；可选的，进风栅格设有过滤网。

控制系统包括控制器70、水温传感器和室内温湿度传感器。

控制器70与节流阀、水温传感器和室内温湿度传感器连接。其中，控制器70可以是风机盘管除湿机本身的控制单元，即实现风机盘管除湿机启停以及频率控制的控制单元；控制器70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。

水温传感器设置于第一水源侧换热器30的进水端或排水端，用于获取第一水源换热器 30的进水端或排水端的水温信号，并将水温信号发送至控制器70，其可以是通过有线传输或无线传输的方式与控制器70进行通信。

室内温湿度传感器用于获取室内温湿度，并将室内温湿度信号通过无线传输或有线传输的方式发送至控制器70。同样的，控制器70也可以通过有线传输或无线传输的方式与节流阀连接。

控制器70用于根据室内温湿度信号得到露点温度，并根据露点温度调节节流阀的开度，使得第一水源侧换热器30的进水端或排水端的水温高于露点温度。

可选的，控制器70还与压缩机21、风机、四通阀25和膨胀阀26连接。控制器70设有预设温湿度，用于根据室内温湿度信号和预设温度的对比，同时调节压缩机21的运行参数、风机的运行参数、四通阀25的换向、膨胀阀26的开度以及节流阀的开度，使室内温湿度信号达到预设值。

该风机盘管除湿机的工作过程如下：

(一)制冷模式：热泵主机通过水循环系统向第二水源侧换热器22提供冷水进行换热，第二水源侧换热器22为冷凝器，空气侧换热器23为蒸发器。

冷媒回路：压缩机21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25后送入第二水源侧换热器22；高温高压气态冷媒在第二水源侧换热器22与冷水换热，冷凝成中温高压液态冷媒，再经过膨胀阀26节流降压成低温低压液态冷媒，进入空气侧换热器23；低温低压液态冷媒在空气侧换热器23换热，蒸发成低温低压气态冷媒，回到压缩机 21进入下一个循环。

水回路：水循环系统提供的冷水进入进水管路41后分成两路，其中一路冷水通过第二水源侧换热器22，吸收高温冷媒冷凝时释放的热量，流向连通支水管43；另一路冷水与连通支水管43排出的高温热水混合，流向第一水源侧换热器30；混合水在第一水源侧换热器30与高温空气换热，变成低温热水，最后通过出水管路42排出，回到水循环系统。

空气回路：室内的高温空气由进风口进入风道，先通过第一水源侧换热器30，被混合水吸收一部分热量；然后通过空气侧换热器23，将大量热量传递给冷媒，使空气温度降至露点温度以下，并析出空气中的冷凝水；最后低温空气由出风口回至室内。

在上述的过程中，控制器获取室内温度t(℃)和室内相对湿度RH(％)，计算露点温度 t_d(℃)，控制器还获取第一水源侧换热器30的进水端或出水端的水温t_w(℃)，将水温t_w(℃) 与露点温度t_d(℃)进行对比；若t_w≤t_d，使节流阀的开度增大；若t_w>t_d，使节流阀的开度减小，或者维持节流阀的开度不变，最终保持t_w>t_d，以使得通过第一水源侧换热器30的水温大于露点温度。

(二)制热模式：热泵主机通过水循环系统向第二水源侧换热器22提供热水进行换热，空气侧换热器23为冷凝器，第二水源侧换热器22为蒸发器。

冷媒回路：压缩机21排出的高温气态冷媒，经过四通阀25后流向空气侧换热器23，冷凝成中温液态冷媒，再通过膨胀阀26节流降压成低温液态冷媒，流向第二水源侧换热器22，吸收热水的热量，蒸发成低温气态冷媒，最后回到压缩机21。

水回路：水循环系统提供的热水通过进水管路41后分成两路，其中一路通过第二水源侧换热器22，被冷媒蒸发时吸收了部分热量，然后流向连通支水管43；另一路热水与连通支水管43排出的中温热水混合，一同流向第一水源侧换热器30；混合水在第一水源侧换热器30 加热低温空气，变成低温冷水，最后通过出水管路42排出，回到水循环系统。

空气回路：室内的低温空气由进风口进入风道，在第一水源侧换热器30进行预热；预热后的空气通过空气侧换热器23，吸收冷媒冷凝时放出的热量，变成高温空气，最后由出风口排到室内。

本实施例可以具有多种变形方式，如仅在空气侧换热器23下方设置一个接水盘，用于接收风道内的冷凝水；可选的，接水盘设有自动排水阀、水位排水开关和水位溢出开关，控制器与自动排水阀、水位排水开关和水位溢出开关连接，并根据水位排水开关发送的排水信号和/水位溢出开关的溢出信号，以及制冷/热系统的工作模式，启停自动排水阀；可选的，冷媒管路上也可以不设置四通阀25，除湿机组仅用于制冷和除湿，不用于辅助制热；可选的，压缩机21外部设有压缩机消音罩，压缩机21的排气管和进气管上设有扩张式消声器。此外，风机盘管除湿机的数量为多个，分别设置于不同的室内，或者多个风机盘管除湿机设置于同一室内。

与现有技术相比，本发明提供的风机盘管除湿机具有以下三个优势：(1)风机盘管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，有效地增加了整个系统的能效比；(2)通过第一水源侧换热器和制冷/热系统的设置，使进入风道的空气进行分段降温或分段升温，使得第一水源侧换热器只需要承担制冷/热时的显热负荷而免于产生冷凝水，防止水管路结露，降低了系统安装维护的工作量和成本；(3)通过连通支水管，对风机盘管除湿机进行余热回收管理，使水管路的低温热能得到循环利用，从而提高整个系统的能效比。

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)

1.一种风机盘管除湿机，其特征在于：

包括外壳，设置于所述外壳内的制冷/热系统、第一水源侧换热器、进水管路和出水管路，所述制冷/热系统包括压缩机、第二水源侧换热器、空气侧换热器和风机，以及连通所述压缩机、所述第二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风道，所述空气侧换热器、所述第一水源侧换热器和所述风机设置于所述风道内；

所述第一水源侧换热器的进水端和所述第二水源侧换热器的进水端分别与所述进水管路连通，所述第一水源侧换热器的排水端和所述第二水源侧换热器的排水端分别与所述出水管路连通。

2.根据权利要求1所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

还包括连通支水管，所述连通支水管的一端与所述第二水源侧换热器的排水端连通，所述连通支水管的另一端与所述第一水源侧换热器的进水端连通。

3.根据权利要求2所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

所述连通支水管上设有单向阀，所述单向阀使水流从第二水源侧换热器的排水端向第一水源侧换热器的进水端单向流通。

4.根据权利要求2所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

所述连通支水管上设有节流阀。

5.根据权利要求4所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

还包括控制器，所述控制器与所述节流阀连接，所述控制器用于调节所述节流阀的开度。

6.根据权利要求5所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

还包括水温传感器和室内温湿度传感器，所述水温传感器设置于所述第一水源侧换热器的进水端或排水端，所述控制器分别与所述水温传感器和所述室内温湿度传感器连接；

所述水温传感器用于将所述水温信号发送至控制器；

所述室内温湿度传感器用于获取室内温湿度，并将室内温湿度信号发送至所述控制器；

所述控制器用于根据所述室内温湿度信号得到所述露点温度，并根据所述露点温度调节所述节流阀的开度，使得所述第一水源侧换热器的进水端或排水端的水温高于所述露点温度。

7.根据权利要求1所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于：

所述第一水源侧换热器设置于所述进风口的一侧，所述风机设置于所述出风口的一侧，所述空气侧换热器设置于所述第一水源侧换热器和所述风机之间。

8.根据权利要求1所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于，还包括：

设置于所述空气侧换热器的下方的接水盘。

9.根据权利要求1所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于，还包括：

设置于所述冷媒管路上的四通阀。

10.根据权利要求1所述的一种风机盘管除湿机，其特征在于，还包括：

设置在所述进风口的进风栅格。

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