CN117858446A - 一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，包括：机房及至少一个空调末端机组；机房包括冷热水机组；空调末端机组包括高温热泵装置、低温再生除湿转轮、预冷换热器，高温热泵装置、低温再生除湿转轮、预冷换热器及降温换热器相互配合，调节温度及湿度，所述机房用于提供高温冷冻水冷源至所述空调末端机组作为第一级除湿措施；所述高温热泵装置作为第二级除湿措施；所述低温再生除湿转轮作为第三级除湿措施，同时采用高温热泵装置产生的冷凝热作为低温再生除湿转轮的再生热源降低功耗，实现节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体为一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统。
背景技术
在恒温恒湿空调系统中除湿措施主要有两种方法，一种是采用低温冷冻水或直膨式制冷技术的降温冷却除湿措施，另一种是采用除湿转轮的吸附除湿措施。参见附图1，除湿转轮与温度调节措施相结合构成完整的恒温恒湿空调系统，较为先进节能的空气处理方案以双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统为代表。工作原理是将空气的湿度调节措施与温度调节措施分开为两个相对独立的空气处理过程。
空气湿度调节措施采用中央机房集中制备的高温冷冻水冷源作为预冷除湿措施，同时采用每台空调末端机组独立配置的直膨冷源作为再冷除湿措施，对该空调末端机组的除湿风量进行冷却除湿处理，以满足该空调末端机组的除湿功能需要。其除湿风量的确定是由该空调末端机组承担的除湿负荷除以上述双冷源组合除湿措施所能实现的除湿湿差得到的，组合除湿措施所能实现的除湿湿差越大，则所需除湿风量越小；反之，则所需除湿风量越大。
空气温度处理过程采用中央机房制备的高温冷冻水冷源或热水热源，对该空调末端机组的全部风量或除湿风量之外的部分风量进行降温或升温处理，以满足室内的温度调节功能需要。此时，作为一种节能技术，为除湿措施配置的直膨冷源产生的冷凝废热可以进行回收作为温度调节的热源使用。
由于冷却除湿过程会伴随降温过程，如果在实现除湿功能的同时伴随发生的降温过程产生过度降温反而需要在除湿处理之后对空气再进行升温处理称为除湿再热过程，属于高能耗过程，应当尽量予以避免。双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统由于只对空调末端机组的除湿风量进行冷却除湿，在实现除湿功能的同时，其伴随发生的降温程度较小，发生上述除湿再热过程的几率会相应减小。
相对照的，参见附图2，另一种恒温恒湿空气处理方案是采用除湿转轮替代上述双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统中的直膨冷源除湿措施，构成冷冻水预冷除湿+除湿转轮二级除湿的组合除湿措施，成为转轮除湿温湿分控恒温恒湿空调系统。该方案是可以突破冷却除湿时换热器表面温度低于水蒸气冰点会导致换热器表面结冰的限制，实现更低的湿度要求。但是，该方案的存在的技术问题是普通的除湿转轮再生需要蒸汽或电加热等高温热源加热再生空气到120-130℃，处理过程运行能耗较高。
即，现有的双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统因为冷却除湿时换热器表面温度低于水蒸气冰点会导致换热器表面结冰的限制，存在通常无法稳定实现露点温度低于10℃或者含湿量小于7.0g/kg干空气的除湿功能要求的技术问题；同时，受到除湿能力的限制，除湿风量无法进一步减小，以避免因冷却除湿过程导致过度降温而发生高能耗除湿再热过程的努力也受到了限制。现有的转轮除湿温湿分控恒温恒湿空调系统因为需要昂贵的蒸汽或电加热进行转轮再生，运行能耗更高。
发明内容
为了解决背景技术中所提出的问题，本申请提供一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，包括：
机房及至少一个空调末端机组；
所述机房通过管网系统连接所述至少一个空调末端机组、并且向所述至少一个空调末端机组提供冷冻水；
所述空调末端机组包括高温热泵装置、低温再生除湿转轮、预冷换热器及降温换热器；
所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器沿气流方向依次位于所述低温再生除湿转轮的处理进风侧、所述降温换热器位于所述低温再生除湿转轮的处理出风侧，新风和/或一次回风组成的除湿空气依次经过所述预冷换热器、所述高温热泵装置的蒸发器处理后再进入所述低温再生除湿转轮的处理进风侧，从所述低温再生除湿转轮的处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内；
所述高温热泵装置的冷凝器位于所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，从所述需要的空间外得到的再生空气经过所述高温热泵装置的冷凝器加热后进入所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，对转轮再生侧进行脱附，从所述低温再生除湿转轮的再生出风侧出来的风被再生排风装置送出到所述需要的空间外；
所述预冷换热器作为第一级除湿措施、所述高温热泵装置的蒸发器作为第二级除湿措施、所述低温再生除湿转轮作为第三级除湿措施，同时采用所述高温热泵装置产生的冷凝热作为低温再生除湿转轮的再生热源降低功耗，实现节能的效果。
进一步的，所述高温热泵装置包括高温压缩机、所述蒸发器、所述冷凝器、第二节流阀以及气液分离器；高温压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口连接第二节流阀的入口，第二节流阀的出口连接蒸发器的入口，蒸发器的出口连接气液分离器的入口，气液分离器的出口连接高温压缩机的入口。
进一步的，所述高温压缩机将高温气态冷媒传输至所述冷凝器，所述冷凝器将热量传递至所述再生空气，所述高温气态冷媒被冷凝成液态冷媒，所述液态冷媒经所述第二节流阀节流成气液两相体后进入所述蒸发器进行蒸发、并从所述处理空气中吸取热量、然后换热后成过热气态冷媒，所述过热气态冷媒最后依次回到所述气液分离器和高温压缩机。
进一步的，所述空调末端机组还包括预冷二通调节阀、降温二通调节阀、送风装置、再生排风装置；所述机房包括冷热水机组和水泵；所述水泵的出口连接所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的一端，所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端连接预冷换热器的入口，预冷换热器的出口连接水泵的入口，预冷二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与预冷换热器的入口之间、也可以设置在预冷换热器的出口与水泵的入口之间；所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端同时连接降温换热器的入口，降温换热器的出口同时连接水泵的入口，降温二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与降温换热器的入口之间、也可以设置在降温换热器的出口与水泵的入口之间。
进一步的，所述处理进风侧的新风+一次回风组成的处理空气为除湿空气，所述除湿空气经过所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器冷却除湿后，再经过所述低温再生除湿转轮的层状吸湿层进行转轮吸附除湿，所述冷却除湿及转轮吸附除湿对除湿负荷处理的分配比例根据预设的温度进行调节，从所述低温再生除湿转轮处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内。
进一步的，在冬季工况时，关闭所述高温热泵装置，所述机房提供热水，所述预冷换热器和降温换热器均切换为加热换热器。低温再生除湿转轮的脱附与吸附工作区逆转，可通过再生通道从相对低温的室内排风或室外新风中吸附水蒸气并在主通道向相对高温的处理空气脱附水蒸气，实现对处理空气加湿的目的。进一步的，所述空调末端机组还包括加湿装置，所述加湿装置设置在所述降温换热器和实施所述送风装置之间；冬季工况下对处理空气进行二次加湿。。
进一步的，机房提供的冷冻水为高温冷冻水，相对于常规空调冷冻水而言是高温冷冻水。
进一步的，所述冷媒包括R134A或R515B等中高温冷媒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过低温再生转轮除湿技术、高温热泵技术、冷冻水高效制备技术、温湿分控技术等节能技术有机组合使用，可综合实现冷源制备高效节能、除湿过程高效节能、调温处理过程高效节能，构建出一种超低能耗的恒温恒湿空调系统；高温热泵与除湿转轮相结合，既可以对处理空气在转轮前预冷降温除湿，提高转轮吸附效果，降低冷热水机组的能耗，又可以将热泵装置的冷凝热作为免费的再生热源，实现节能，降低能耗。转轮低能耗而带来的节能，降低冷却除湿所需要的功耗；在空调系统除湿负荷较大但显热负荷不大的过渡季节时，转轮除湿技术与温湿分控技术相结合能够极大程度上解决过度冷却及再热问题，避免或消除冷热耦合所造成的能源浪费，实现更好的节能效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是现有技术一的空调系统的示意图；
图2是现有技术二的空调系统的示意图；
图3是本发明实施例中的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统的示意图。
图中：1、机房；12、空调用水输配管网；13、水泵；2、空调末端机组；21、预冷换热器；22、预冷二通调节阀；23、降温换热器；25、降温二通调节阀；26、加湿装置；27、送风机；28、再生排风机；29、低温再生除湿转轮；30、高温热泵装置；111、冷媒空调用水换热器；112、冷媒空气换热器；113、第一节流阀；114、四通换向阀；115、低温压缩机；116、单向阀；117、储液器，118、气液分离器二；301、高温压缩机；302、蒸发器；303、冷凝器；304、第二节流阀；305、气液分离器。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。
参照图3所示，机房1集中提供空调用水，夏季制备高温冷冻水。此时，机房提供的冷冻水为高温冷冻水，相对于常规空调冷冻水而言是高温冷冻水。常规的冷冻水一般是7℃，高温冷冻水至少是12℃。
冷热水机组包括冷媒空调用水换热器111、冷媒空气换热器112、第一节流阀113、四通换向阀114、低温压缩机115、单向阀116、储液器117、气液分离器二118，低温压缩机115的出口连接四通换向阀114的D口，四通换向阀114的C口连接冷媒空气换热器的112一端，冷媒空气换热器112的另一端连接单向阀116的一端和第一节流阀113的出口的一个分支，单向阀116的另一端连接储液器117的进液口，储液器117的出液口连接第一节流阀113的入口，第一节流阀113的出口的另一个分支连接冷媒空调用水换热器111的一端，冷媒空调用水换热器111的一端也连接储液器117的进液口，冷媒空调用水换热器111的另一端连接四通换向阀114的E口，四通换向阀114的S口连接气液分离器二118的进口，气液分离器二118的出口连接低温压缩机115的入口。
需要制冷时，低温压缩机115制造出高温气态冷媒，高温气态冷媒的温度通常为80-90℃，高温气态冷媒进入四通换向阀114的D口，高温气态冷媒从四通换向阀114的C口出来进入冷媒空气换热器112，冷媒空气换热器112与空气进行换热将高温气态冷媒变成常温液态冷媒，常温液态冷媒的温度通常为40-50℃，从冷媒空气换热器112出来的常温液态冷媒进入单向阀116，从单向阀116出来常温液态冷媒进入储液器117，常温液态冷媒从储液器117出来后进入第一节流阀113，第一节流阀113将常温液态冷媒节流成气液两相体，气液两相体从第一节流阀113出来后进入冷媒空调用水换热器111的一端，此时冷媒空调用水换热器111起到蒸发器的作用将气液两相体蒸发形成过热气态冷媒，过热气态冷媒从冷媒空调用水换热器111的另一端出来再进入到四通换向阀114的E口，过热气态冷媒从四通换向阀114的S口出来进入气液分离器二118，过热气态冷媒从气液分离器二118出来的冷媒进入低温压缩机115。
空调末端机组2为至少一个，可以为一个、可以为两个、可以为三个等，图3中示出的空调末端机组2为两个，空调末端机组2通过空调用水输配管网12与机房1连接。当空调末端机组2为多个时，每一个空调末端机组2通过空调用水输配管网12并联到机房1。空调末端机组2的种类可以包括全新风空调末端机组形式和/或新风预处理的循环空调末端机组和/或自取新风的循环空调末端机组，本发明实施例对此不作过多的限制。
上述的冷热水机组11仅仅是本发明实施例的一种示例，还可以采用其他种类的冷热水机组11，即本发明实施例对机房1的冷热水机组11设计形式不作限制，举例而言，可以采用风冷/水冷/自然冷源等散热形式或采用螺杆/离心/磁悬浮等压缩机形式，本发明实施例对此不作过多的限制。
其中的一种实施情况，空调末端机组2包括高温热泵装置、低温再生除湿转轮29、预冷换热器21及降温换热器23。
处理空气包括新风和/或一次回风组成的除湿空气和二次回风组成的调温空气。
预冷换热器21和高温热泵装置的蒸发器302位于低温再生除湿转轮29的处理进风侧，降温换热器23位于低温再生除湿转轮29的处理出风侧，新风和/或一次回风组成的除湿空气依次经过预冷换热器21、高温热泵装置的蒸发器302处理后再进入低温再生除湿转轮29的处理进风侧，从低温再生除湿转轮29的处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入降温换热器23，从降温换热器23出来的风被送风装置27送出到需要的空间内。
高温热泵装置的冷凝器303位于低温再生除湿转轮29的再生进风侧，从需要的空间外得到的再生空气经过高温热泵装置的冷凝器303处理后进入低温再生除湿转轮29的再生进风侧，从低温再生除湿转轮29的再生出风侧出来的风被再生排风装置28送出到需要的空间外。
预冷换热器21作为第一级除湿措施、高温热泵装置的蒸发器302作为第二级除湿措施、低温再生除湿转轮29作为第三级除湿措施，同时采用高温热泵装置产生的冷凝热作为低温再生除湿转轮的再生热源降低功耗，实现节能的效果。
蒸发器302设置于预冷换热器21之后与所述低温再生除湿转轮29处理风进风侧之前，冷凝器303设置于低温再生除湿转轮29再生风进风侧之前；处理空气在进入低温再生除湿转轮29前经高温热泵装置的蒸发器302降温除湿，可以进一步提高低温再生除湿转轮29的吸附能力，同时回收高温热泵装置30产生的冷凝热作为免费的再生热源，将再生空气加热成高温状态后再对所述低温再生除湿转轮29进行脱附再生，相比于电加热或蒸汽加热的再生方式更节能高效。
在一种原理说明中，高温热泵装置30工作原理是利用逆卡诺原理，冷媒被高温压缩机301压缩，变成高温高压的气体，气体温度可达100-110℃，高温的气体通过管路进入冷凝器中，将冷凝器产生的热量送至需要使用的位置。
所述低温再生除湿转轮29的表面设置有多个层状吸湿层，处理风侧的除湿空气经过预冷换热器21和高温热泵装置30的蒸发器302冷却除湿后，再经过低温再生除湿转轮29的层状吸湿层进行转轮除湿，所述冷却除湿及转轮除湿对除湿负荷处理的分配比例根据预设的温度进行调节。
本发明实施例的技术方案中，低温再生除湿转轮29只需要60～70℃的中温再生温度，就能够为高温热泵装置30的利用创造有利的条件，以电能驱动热泵产生热量，能源利用系数可达3.5以上，实现节能减排的目的。
由于保证除湿转轮正常工作所需要的再生热量取自于高温热泵装置30的冷凝热，而高温热泵装置30对该段空气预冷却除湿的效果所需的功耗，与通过机房1提供冷冻水来实现同样的预降温除湿效果所需要的功耗相差不大，即仅需要消耗驱动转轮旋转的电机功耗及高温热泵装置30与机房1实现同样的预降温除湿效果的功耗差值来实现转轮除湿功能，同时转轮除湿相比于冷却除湿有着更强的除湿能力，在室内的除湿负荷一定的情况下，转轮除湿可发挥更大的除湿能力，降低冷却除湿所需要的功耗，实现除湿过程的节能效果。
具体地，从原理上来看，低温再生除湿转轮29是一种基于再生传热原理进行除湿的设备，其主要部分是一个转动的转轮。该低温再生除湿转轮29可以包括多个层状吸湿材料，可以在两个气流之间进行传热和传质。在除湿过程中，空气流经含有水分的物体表面，吸收了水分，变成湿空气。湿空气进入低温再生除湿转轮29中，水分被吸收到低温再生除湿转轮29的吸湿材料中。同时，将蒸汽通过专用的管道送到低温再生除湿转轮29的另一面，蒸汽热量被转移到吸湿材料中的水分上，将水分蒸发出来。然后，低温再生除湿转轮29再将干燥空气送回原环境中，完成了一次除湿过程。
低温再生除湿转轮29除湿的方式可以实现更低的处理湿度和更大的除湿湿差，配合低温再生除湿转轮29前的冷却除湿预处理，低温再生除湿转轮29后的处理风含湿量可低至2～3g/kg干空气，轻松突破冷却除湿的出风含湿量7g/kg干空气的限制，获得更强的除湿能力和更宽广的应用范围。
基于温湿分控技术的应用，负责除湿的换热器只承担室内的除湿负荷，在除湿负荷一定的情况下，除湿后的除湿空气含湿量越低，除湿风量则越小。因此在相同的除湿负荷以及满足最小新风量要求的前提下，采用冷却除湿和转轮除湿相结合的方式的除湿风量比单纯采用冷却除湿的除湿风量更低。因此在室内的除湿负荷较大但显热负荷不大的过渡季节时，转轮除湿与温湿分控相结合能够极大程度上解决过度冷却及再热问题，避免或消除冷热耦合所造成的能源浪费，实现更好的节能效果。
高温热泵装置包括高温压缩机301、蒸发器302、冷凝器303、第二节流阀304以及气液分离器305，高温压缩机301的出口连接冷凝器303的入口，冷凝器303的出口连接第二节流阀304的入口，第二节流阀304的出口连接蒸发器302的入口，蒸发器302的出口连接气液分离器305的入口，气液分离器305的出口连接高温压缩机301的入口。
高温压缩机301将高温气态冷媒传输至冷凝器303，冷凝器303将热量传递至再生空气，高温气态冷媒被冷凝成液态冷媒，液态冷媒经第二节流阀304节流成气液两相体后进入蒸发器302进行蒸发、并从处理空气中吸取热量、然后换热后成过热气态冷媒，过热气态冷媒最后依次回到气液分离器305和高温压缩机301。
高温热泵装置的蒸发器302对处理空气进行降温处理、高温热泵装置的冷凝器303对再生空气进行加热处理，高温热泵装置的一次运行既能降温处理、又能加热处理，从而节约能源。
空调末端机组2还包括预冷二通调节阀22、降温二通调节阀25、送风装置27、再生排风装置28。机房1还包括水泵13，水泵13的出口连接冷媒空调用水换热器111的换热端的一端，冷媒空调用水换热器111的换热端的另一端连接预冷换热器21的入口，预冷换热器21的出口连接水泵13的入口，预冷二通调节阀21可以设置冷热水机组的冷媒空调用水换热器111的换热端的另一端与预冷换热器21的入口之间、也可以设置在预冷换热器21的出口与水泵13的入口之间；冷热水机组的冷媒空调用水换热器111的换热端的另一端同时连接降温换热器23的入口，降温换热器23的出口同时连接水泵13的入口，降温二通调节阀25可以设置冷媒空调用水换热器111的换热端的另一端与降温换热器23的入口之间、也可以设置在降温换热器23的出口与水泵13的入口之间。预冷二通调节阀22和降温二通调节阀25的设置位置，根据实际需求进行调整设置。
具体而言，冷热水机组通过水泵13与空调用水输配管网12与各台空调末端机组2的预冷换热器21和降温换热器23相连接，并通过水泵13驱动空调用水循环，将空调用水输送到和各台空调末端机组2。
送风装置27、再生排风装置28能够加速处理后的空气在空调内的流动，从而快速送到需要的空间。送风装置27、再生排风装置28均可采用常规的送风机、排风机等，只要是能够实现送风功能、排风功能的装置均落入包授权的保护范围。
处理进风侧的新风+一次回风组成的除湿空气，除湿空气经过预冷换热器21和高温热泵装置的蒸发器302冷却除湿后，再经过低温再生除湿转轮29的层状吸湿层进行转轮除湿，冷却除湿及转轮除湿对除湿负荷处理的分配比例根据预设的温度进行调节，从低温再生除湿转轮处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入降温换热器23，从降温换热器23出来的风被送风装置27送出到需要的空间内。
空调末端机组通过温湿分控的方式，使温度及湿度能够独立调节，具体实施为处理风侧的新风+一次回风组成的除湿空气依次经过预冷换热器21和高温热泵装置30的蒸发器302进行冷却除湿，该空气处理过程伴随降温。然后再经过低温再生除湿转轮29作更进一步的除湿，该空气处理伴随升温。转轮除湿与冷却除湿共同承担室内的除湿负荷，该过程预冷换热器21、高温热泵装置30的蒸发器302以及低温再生除湿转轮29共同承担室内的除湿负荷。经过转轮除湿的除湿风量接着与二次回风混合后经过降温换热器23，降温处理后被送风机送到室内。该过程降温换热器23承担室内的显热负荷，并按照室内的显热负荷大小调节降温换热器23的能力输出。
另一方面，由于冷却除湿和转轮除湿的除湿方式所引起除湿后的空气温度是相反的，前者伴随降温，后面伴随升温。因此可以对这两种除湿过程的合理配置和运行调节，可以在实现除湿功能的同时实现一定的温度调节功能，降低室内的温度调节所需要的能耗，实现更好的综合节能效果，实现调温过程的节能。
具体而言，在实现除湿功能的同时，转轮除湿和冷却除湿对除湿负荷处理的分配比例可依据室内的温度调节需求。例如，当室内的降温需求大时，则增加冷却除湿处理能力，降低除湿空气因转轮除湿而引起的温度上升。当室内的降温需求小，甚至有升温需求时，则增加转轮除湿处理能力，降低除湿空气因冷却除湿而引起的温度下降。
高温气态冷媒、液态冷媒、过热气态冷媒为一种冷媒，冷媒包括R134A或R515B等中高温冷媒。
通过高温热泵装置30和低温再生除湿转轮29除湿的结合应用，机房1不再受冷却除湿的出风露点限制，可提高冷冻水供水温度，提高机房1制备冷冻水的能效，降低机房1制备冷冻水的能耗。冷冻水供水温度每提高1℃，冷热水机组能效可提高4％。冷冻水供水温度可由原来的7℃提高到10℃以上，冷热水机组11能效至少可提高12％，同时更高的冷冻水供水温度给自然冷源创造更好的利用条件，进一步提高机房1的能效，实现冷冻水高效制备的节能效果。
机房1集中提供空调用水，冬季制备热水，关闭高温热泵装置，机房1提供热水，预冷换热器21和降温换热器23均切换为加热换热器。
需要制热时，低温压缩机115制造出高温气态冷媒，高温气态冷媒的温度为80-90°，高温气态冷媒进入四通换向阀114的D口，高温气态冷媒从四通换向阀114的E口出来进入冷媒空调用水换热器111的另一端，此时冷媒空调用水换热器111起到冷凝器的作用将高温气态冷媒冷凝形成过常温液态冷媒，常温液态冷媒从冷媒空调用水换热器111出来后进入储液器117，常温液态冷媒从储液器117的出来后进入第一节流阀113，第一节流阀113将常温液态冷媒节流成气液两相体，气液两相体从第一节流阀113出来后进入冷媒空气换热器112，冷媒从冷媒空气换热器112出来后进入四通换向阀114的C口，冷媒从四通换向阀114的S口出来进入气液分离器二118，从气液分离器二118出来的冷媒进入低温压缩机115。
此时，冷媒空调用水换热器111起到冷凝器的作用将高温气态冷媒冷凝形成过常温液态冷媒，在高温气态冷媒冷凝形成过常温液态冷媒向外界散热，热量传递到冷媒空调用水换热器111的传热端，水泵13的出口流出冷凝水，冷凝水进入冷媒空调用水换热器111的传热端中被加热，加热后的冷凝水通过空调用水输配管网12进入到各台空调末端机组2的预冷换热器21和降温换热器23，此时预冷换热器21和降温换热器23均切换为加热换热器，新风和/或一次回风组成的处理空气经过预冷换热器21处理后再进入低温再生除湿转轮29，从低温再生除湿转轮29出来的风和二次回风混合后再进入降温换热器23，从降温换热器23出来的风被送风装置27送出到需要的空间内。由于预冷换热器21和降温换热器23均切换为加热换热器，所以被送风装置27送出到需要的空间内的空气为暖风。
空调末端机组2还包括加湿装置26，加湿装置26设置在降温换热器23和送风装置27之间。从低温再生除湿转轮29出来的风和二次回风混合后再进入降温换热器23，从降温换热器23出来的风经过加湿装置26加湿后被送风装置27送出到需要的空间内。
在本发明实施例的冬季工况下，可以关闭高温热泵装置30，机房1提供热水，预冷换热器21和降温换热器23均切换为加热换热器。低温再生除湿转轮29的脱附与吸附工作区逆转，可通过再生通道从相对低温的室内排风或室外新风中吸附水蒸气并在主通道向相对高温的处理空气脱附水蒸气，实现对处理空气加湿的目的。
通过低温再生转轮除湿技术、高温热泵技术、冷冻水高效制备技术、温湿分控技术等节能技术有机组合使用，可综合实现冷源制备高效节能、除湿过程高效节能、调温处理过程高效节能，构建出一种超低能耗的恒温恒湿空调系统；高温热泵与低温再生除湿转轮29相结合，既可以对处理空气在低温再生除湿转轮29前预冷降温除湿，提高低温再生除湿转轮29吸附效果，降低冷热水机组的能耗，又可以将热泵装置的冷凝热作为免费的再生热源，实现节能，降低能耗；低温再生除湿转轮29低能耗而带来的节能，降低冷却除湿所需要的功率；在空调系统除湿负荷较大但显热负荷不大的过渡季节时，转轮除湿技术与温湿分控技术相结合能够极大程度上解决过度冷却及再热问题，避免或消除冷热耦合所造成的能源浪费，实现更好的节能效果。
虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。
Claims (9)
1.一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，包括：
机房及至少一个空调末端机组；
所述机房通过管网系统连接所述至少一个空调末端机组、并且向所述至少一个空调末端机组提供冷冻水；
所述空调末端机组包括高温热泵装置、低温再生除湿转轮、预冷换热器及降温换热器；
所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器沿气流方向依次位于所述低温再生除湿转轮的处理进风侧、所述降温换热器位于所述低温再生除湿转轮的处理出风侧，新风和/或一次回风组成的除湿空气依次经过所述预冷换热器、所述高温热泵装置的蒸发器处理后再进入所述低温再生除湿转轮的处理进风侧，从所述低温再生除湿转轮处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内；
所述高温热泵装置的冷凝器位于所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，从所述需要的空间外得到的再生空气经过所述高温热泵装置的冷凝器加热后进入所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，对转轮再生侧进行脱附，从所述低温再生除湿转轮的再生出风侧出来的风被再生排风装置送出到所述需要的空间外；
所述预冷换热器作为第一级除湿措施、所述高温热泵装置的蒸发器作为第二级除湿措施、所述低温再生除湿转轮作为第三级除湿措施，同时采用所述高温热泵装置产生的冷凝热作为低温再生除湿转轮的再生热源降低功耗，实现节能的效果。
2.根据权利要求1所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述高温热泵装置包括高温压缩机、所述蒸发器、所述冷凝器、第二节流阀以及气液分离器；高温压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口连接第二节流阀的入口，第二节流阀的出口连接蒸发器的入口，蒸发器的出口连接气液分离器的入口，气液分离器的出口连接高温压缩机的入口。
3.根据权利要求2所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述高温压缩机将高温气态冷媒传输至所述冷凝器，所述冷凝器将热量传递至所述再生空气，所述高温气态冷媒被冷凝成液态冷媒，所述液态冷媒经所述第二节流阀节流成气液两相体后进入所述蒸发器进行蒸发、并从所述处理空气中吸取热量、然后换热后成过热气态冷媒，所述过热气态冷媒最后依次回到所述气液分离器和高温压缩机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述空调末端机组还包括预冷二通调节阀、降温二通调节阀、送风装置、再生排风装置；所述机房包括冷热水机组和水泵；所述水泵的出口连接所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的一端，所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端连接预冷换热器的入口，预冷换热器的出口连接水泵的入口，预冷二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与预冷换热器的入口之间、也可以设置在预冷换热器的出口与水泵的入口之间；所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端同时连接降温换热器的入口，降温换热器的出口同时连接水泵的入口，降温二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与降温换热器的入口之间、也可以设置在降温换热器的出口与水泵的入口之间。
5.根据权利要求4所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述处理进风侧的新风+一次回风组成的处理空气为除湿空气，所述除湿空气经过所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器冷却除湿后，再经过所述低温再生除湿转轮的层状吸湿层进行转轮吸附除湿，所述冷却除湿及转轮吸附除湿对除湿负荷处理的分配比例根据预设的温度进行调节，从所述低温再生除湿转轮处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内。
6.根据权利要求5所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，在冬季工况时，关闭所述高温热泵装置，所述机房提供热水，所述预冷换热器和降温换热器均切换为加热换热器；低温再生除湿转轮的脱附与吸附工作区逆转，可通过再生通道从相对低温的室内排风或室外新风中吸附水蒸气并在主通道向相对高温的处理空气脱附水蒸气，实现对处理空气加湿的目的。
7.根据权利要求6所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述空调末端机组还包括加湿装置，所述加湿装置设置在所述降温换热器和实施所述送风装置之间；冬季工况下对处理空气进行二次加湿。
8.根据权利要求7所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，机房提供的冷冻水为高温冷冻水，相对于常规空调冷冻水而言是高温冷冻水。
9.根据权利要求8所述的一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述冷媒包括R134A或R515B等中高温冷媒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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