CN201852340U - 低温冷冻除湿装置 - Google Patents

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邵双全
田长青
戴兴泉
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Abstract

本实用新型提供一种低温冷冻除湿装置，包括顺次布置在制冷剂流路中的压缩机(1)、冷凝器(3)、第一节流机构(4)和蒸发器(5)，还包括风机(2)，冷凝器(3)位于蒸发器(5)和风机(2)之间。为了避免在现有技术的装置中的较大能量损失和处理后空气的较大温度湿度波动以及避免蒸发器换热能力下降，在此规定，在第一节流机构(4)和蒸发器(5)之间的制冷剂流路上还设有中间换热器(6)和第二节流机构(7)，中间换热器(6)布置在蒸发器(5)的背向冷凝器(3)的一侧，还设有控制第一节流机构(4)和第二节流机构(7)在节流位置和完全打开位置之间转换的控制器。由此一来，根据湿空气的不同温度，可以调节节流机构的流量，从而提高上述装置的除湿效率并延长使用寿命。

Description

低温冷冻除湿装置
技术领域
本实用新型属于冷冻除湿设备领域，尤其涉及在较大的温度范围内对空气进行冷冻除湿的低温冷冻除湿装置。
背景技术
采用冷冻法对湿空气进行除湿处理已经成为当前诸多生产、科研中的常见方法。在现有技术中，冷冻除湿过程通常采用图1所示的蒸汽压缩式制冷设备来实现，常规的制冷设备由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器及其连接管路构成，其工作过程为“压缩-冷凝-节流-蒸发-压缩”，湿空气在风机的作用下先经过蒸发器冷却除湿，再经过冷凝器进行再热。
上述方式虽然能达到对湿空气进行除湿的目的，但是在待处理的湿空气温度较低时，蒸发温度过低，蒸发器表面容易结霜，若不能及时除霜，甚至会导致蒸发器表面结冰。对这种情况，一方面在结霜和除霜过程中，造成较大的能量损失，而且处理后的空气的温度和湿度波动大；另一方面，蒸发器换热能力下降，制冷剂在蒸发器内不能得到完全的蒸发，会引起压缩机液击故障等影响系统安全性的问题，严重时甚至会导致制冷系统不能运行。
发明内容
为克服现有的冷冻除湿装置所存在的不足，本实用新型提供一种能利用双级节流装置进行模式切换来实现高温时双级除湿、低温时预热除湿，节能效果好并且运行稳定性高的低温冷却除湿装置。
因此，本实用新型提供一种低温冷冻除湿装置，其包括顺次布置在制冷剂流路中的压缩机、冷凝器、第一节流机构和蒸发器，还包括风机，该冷凝器位于蒸发器和该风机之间，其中在第一节流机构和蒸发器之间的制冷剂流路上还顺次设有中间换热器和第二节流机构，该中间换热器布置在蒸发器的背向该冷凝器的一侧，使得在风机的作用下，待处理空气能够依次通过中间换热器、蒸发器和冷凝器。该装置还包括控制器，其用于控制第一节流机构和第二节流机构在节流位置和完全打开位置之间转换。
在本实用新型中，在低温冷冻除湿装置运行时，湿空气在风机的作用下依次通过中间换热器、蒸发器和冷凝器，进行除湿和温度调节。通过控制器对第一节流机构和第二节流机构的调节，中间换热器可以作为制冷循环的冷凝器或者蒸发器工作。为此，当待处理的空气温度较高时，例如在18℃～50℃的情况下，通过控制器将第一节流机构控制在节流位置并控制第二节流机构处于完全打开位置，此时来自冷凝器的制冷剂经第一节流机构节流后流入中间换热器，然后经过完全打开的第二节流机构直接流入蒸发器，在这种情况下，中间换热器作为蒸发器进行工作，湿空气在风机的作用下经过中间换热器先进行降温除湿，然后经过蒸发器进一步降温除湿，然后通过冷凝器升温后送到指定的工作区，这样可以完成湿空气的“预降温除湿+降温除湿+再热升温”的工作模式，有利于增加除湿量并提高除湿效率。
在根据本实用新型的低温冷冻除湿装置中，在待处理的空气温度较低时，例如在-15℃至低于18℃的情况下，通过控制器控制第一节流机构处于完全打开位置，控制第二节流机构处于节流位置，此时从冷凝器流出的制冷剂经过完全打开的第一节流机构流入中间换热器，然后经过处于节流位置的第二节流机构节流后流入蒸发器，此时中间换热器作为冷凝器进行工作，湿空气在风机的作用下经过中间换热器先进行预热，再经过蒸发器进行降温除湿，然后通过冷凝器升温后送到指定的工作区，这样可以完成湿空气的“预热升温+降温除湿+再热升温”的工作模式，有利于提高蒸发温度，避免蒸发器表面结霜甚至结冰，不仅可以避免结霜和除霜过程中的能量损失，提高系统的效率，并可降低出风温度和湿度的波动，并提高制冷系统的稳定性和可靠性。
在本实用新型的一个方案中，第一节流机构和第二节流机构均为电子膨胀阀。
在本实用新型的另一个方案中，第一节流机构和第二节流机构均由毛细管和电磁阀并联构成。本领域技术人员应当理解，第一和第二节流机构也可以如此配置，即，第一节流机构为电子膨胀阀，第二节流机构由毛细管和电磁阀并联构成，或者反之。
根据本实用新型的低温冷冻除湿装置具有如下优点，在待处理空气温度和湿度较高时，可以实现“预冷却除湿+冷却除湿+再热升温”的运行模式，能提高系统的除湿量，并提高系统的除湿效率具有节能的效果；在待处理空气温度较低时，可以实现“预热升温+冷却除湿+再热升温”的运行模式，可以有利于提高蒸发温度，避免蒸发器表面结霜甚至结冰，不仅可以避免结霜和除霜过程中的能量损失，提高系统的效率，并可降低出风温度和湿度的波动，并提高制冷系统的稳定性和可靠性，改善其调节性能，拓宽了本装置正常使用时的待处理空气的温度范围，在-15℃～50℃之间可以高效稳定的运行。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：
图1为现有技术中的冷冻除湿装置的结构原理图；
图2是根据本实用新型的低温冷冻除湿装置的一个实施例的结构示意图；
图3是图2中的低温冷冻除湿装置的节流机构采用电子膨胀阀的示意图；
图4为图2中的低温冷冻除湿装置的节流机构由毛细管和电磁阀构成的示意图。
附图标记一览表
1-压缩机；2-风机；3-冷凝器；4-第一节流机构；5-蒸发器；6-中间换热器；7-第二节流机构；8-电子膨胀阀；9-电子膨胀阀；10-毛细管；11-电磁阀；12-毛细管，13-电磁阀。
具体实施方式
图2示出了根据本实用新型的低温冷冻除湿装置的一个实施例的结构示意图。从图中可以看出，该低温冷冻除湿装置包括间隔分开的且顺次并排布置的中间换热器6、蒸发器5和冷凝器3，在冷凝器3和中间换热器6之间的制冷剂流路中设第一节流机构4，中间换热器6和蒸发器5之间流体连通有第二节流机构7，压缩机1布置在冷凝器3和蒸发器5之间，从而形成制冷循环回路。另外，该除湿装置还包括布置在冷凝器3的背向蒸发器5一侧的风机2，湿空气在风机2的作用下依次通过中间换热器6，蒸发器5和冷凝器3，进行除湿和温度调节。该除湿装置还包括控制器(未示出)，用于控制第一和第二节流机构4和7在完全打开位置和节流位置(即正常工作位置)之间转换。
有利的是，在本实用新型中，对于不同温度的湿空气，通过控制器将第一节流机构4和第二节流机构7控制在不同的位置，中间换热器6可以作为制冷循环的冷凝器或蒸发器工作。
具体地说，在待处理的空气温度比较高时，例如在18℃～50℃的温度范围内时，通过控制器控制或者说调整第一节流机构4处于节流位置，控制或调整第二节流机构7处于完全打开位置，此时从冷凝器3出来的制冷剂经过第一节流装置4节流后流入中间换热器6，然后经过完全打开的第二节流机构7以不再节流的方式直接流入蒸发器5。在这种情况下，中间换热器6作为蒸发器进行工作，湿空气在风机2的作用下经过中间换热器6先进行降温除湿，再经过蒸发器5进一步降温除湿，然后通过冷凝器3升温后送到指定的工作区，这样可以在“双级降温除湿+再热”的工作模式下完成湿空气的处理，有利于增加除湿量并提高除湿效率。
当上述低温除湿装置要处理的空气温度较低时，例如在-15℃至低于18℃的温度范围内时，通过控制器控制或调整第一节流机构4处于完全打开位置，而控制或调整第二节流机构7处于节流位置，此时从冷凝器3出来的制冷剂经过完全打开的第一节流机构4不节流地流入中间换热器6，然后经过正常运行的第二节流机构7节流后流入蒸发器5。在这种情况下，中间换热器6作为冷凝器进行工作，低温湿空气在风机2的作用下经过中间换热器6先进行预热，再经过蒸发器5进行降温除湿，然后通过冷凝器3升温后送到指定的工作区，这样可以在“预热+降温除湿+再热”的工作模式下完成湿空气处理，有利于提高蒸发温度，避免蒸发器表面结霜甚至结冰，从而提高了系统的效率，并可降低处理后空气温度和湿度的波动，并提高制冷系统的稳定性和可靠性。
在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，第一节流机构4为电子膨胀阀8，第二节流机构7为电子膨胀阀9，所述电子膨胀阀通过控制器调整到完全打开位置或节流位置。
在图4示出的另一个实施例中，第一节流机构4由毛细管10和电磁阀11并联构成，第二节流机构7由毛细管12和电磁阀13并联构成。在这里，当电磁阀11或13打开时，第一节流机构4或第二节流机构7完全打开，而在电磁阀11或13关闭时，第一节流机构4通过毛细管10或第二节流机构7通过毛细管12实现正常节流运行。
虽然在图中给出的实施例采用了上述节流机构，本领域技术人员应该明白，也可以采用其它合适的节流机构或者配置。
最后，人们应该理解，以上描述是示范性而非限制性的，对于阅读了以上说明的本领域技术人员而言，除了所给出的实施例外，在不超出本实用新型范围的前提下，许多的改变和等同替代将是显而易见的。

Claims (6)

1.一种低温冷冻除湿装置，其包括顺次布置在制冷剂流路中的压缩机(1)、冷凝器(3)、第一节流机构(4)和蒸发器(5)，还包括风机(2)，该冷凝器(3)设置在该蒸发器(5)和该风机(2)之间，其特征是，在该第一节流机构(4)和该蒸发器(5)之间的制冷剂流路上还依次设有中间换热器(6)和第二节流机构(7)，该中间换热器(6)布置在该蒸发器(5)的背向该冷凝器(3)的一侧，该装置还包括控制该第一节流机构(4)和该第二节流机构(7)在节流位置和完全打开位置之间转换的控制器。
2.根据权利要求1所述的低温冷冻除湿装置，其特征是，所述第一节流机构(4)和第二节流机构(7)均为电子膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的低温冷冻除湿装置，其特征是，所述第一节流机构(4)和第二节流机构(7)均由毛细管和电磁阀并联构成。
4.根据权利要求1所述的低温冷冻除湿装置，其特征是，所述第一节流机构(4)为电子膨胀阀，所述第二节流机构(7)由毛细管(12)和电磁阀(13)并联构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的低温冷冻除湿装置，其特征是，该控制器配置成当待处理空气的温度在18℃至50℃的范围内时，使该第一节流机构(4)处于节流位置且该第二节流机构(7)处于完全打开位置。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的低温冷冻除湿装置，其特征是，所述控制器配置成当待处理空气的温度在-15℃至低于18℃范围内时，使该第一节流机构(4)处于完全打开位置且该第二节流机构(7)处于节流位置。 
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