CN202581623U - 辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及辐射空调领域，尤其涉及一种辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机。本实用新型辐射包括制冷剂循环系统、辐射水循环系统以及风道系统，其中制冷剂系统的压缩机由四通换向阀与外部三组换热器连接，采用一级直接蒸发换热器，两级串联冷凝换热器；末级冷凝换热器可切换为热泵蒸发换热器，辐射水系统将预冷及再冷串联，并由三通阀旁通调节。本实用新型将温湿度独立控制技术应用于传统辐射空调系统，将新风作为湿度独立控制的途径，具备减焓除湿、换气通风、热泵热回收等功能。通过对新排风的联合处理，能够实现对室内空调区域空气湿度的独立控制、保证室内空气品质及卫生通风的换气需求。

Description

辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机

技术领域

本实用新型涉及辐射空调领域，尤其涉及一种辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机。

背景技术

目前，采用辐射供冷和供暖技术的全年辐射空气调节系统凭借着其舒适的室内垂直温度分布、较高的系统能效等优势，在相关系统设备及控制策略等技术手段日益成熟完善的背景推动下，辐射空调系统逐渐得到广泛应用。同时，为进一步发掘系统的节能集成优势，营造健康室内空气品质，将应用低品位高温冷源的辐射系统与温湿度独立控制系统(THICS)有机结合，实现温度由辐射控制，湿度由空气或溶液调节的新途径。

传统辐射空调系统仅通过辐射壁板对空调区域进行供冷或供暖以达到温度调节的目的，而对于室内的空气湿度控制和换气品质要求相对薄弱，存在新风换气与除湿容量及辐射壁面露点控制三者间相互矛盾制约的技术难题。

在湿度独立控制中，传统新风换气机全年间均可通过新排风间的全热湿交换，利用室内的低温或高温干燥空气完成新风的余湿回收，满足换气品质的同时具有一定有限的湿度调节能力，但仍难以应对夏季尤其是炎热高湿地区的气候工况，且无法实现湿度的主动控制调节；对于传统新风直流系统的新风处理机而言，其具有可控、大容量的湿度调节能力，但热湿处理耦合，与辐射系统的辐射壁板在显热的消除处理上形成设置冗余、控制复杂，且无法利用现有的低品位高温冷水或低温热水，需要采用双水温冷热源机组，系统庞大，整体节能优势下降；现有的溶液独立除湿设备能够较好的移植于辐射空调系统，但设备复杂不利于小型户式系统，且制造及维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种应用于THIC辐射空调系统，通过对新排风的联合处理，能够实现对室内空调区域空气湿度的独立控制、保证室内空气品质及卫生通风的换气需求，满足系统冬夏季及过度季节的全年运行工况的高集成度、节能，可独立运行及完善自控可调的一体化新风处理机组。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机包括制冷剂循环系统、辐射水循环系统以及风道系统，所述的制冷剂循环系统包括压缩机、低压开关、高压开关、截止阀、四通换向阀、电磁阀、储液罐、节流装置、直接蒸发换热器、第一冷凝换热器以及独立的第二冷凝换热器，压缩机通过四通换向阀与外部换热器连接，第一冷凝换热器与第二冷凝换热器串联，经过节流装置后与直接蒸发换热器连接，第一冷凝换热器设置并联旁通管路并配置反向截止阀，第一冷凝换热器的出口配置顺向截止阀，第二冷凝换热器设置并联旁通管路并配置串联同向电磁二通阀及截止阀。

进一步地，所述辐射水循环系统包括辐射水预冷换热器、辐射水再冷调温换热器以及电动三通比例调节阀，辐射水预冷换热器与辐射水再冷调温换热器均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，依次串联后同电动三通比例调节阀并联，由电动三通比例调节阀同外环路辐射水系统连接。

进一步地，所述风道系统包括独立的新回风处理风道、排风热回收风道、送排风机、送风温湿度传感器、回风湿度传感器及中间露点温度传感器，所述辐射水预冷换热器、直接蒸发换热器、第一冷凝换热器、辐射水再冷换热器及送风机按新风流向依次串联布置于四周封闭的新回风处理通道内，直接蒸发换热器后设置露点温度传感器，送风机前端设置送风温湿度传感器，排风热回收通道内按排风流向依次布置排风机、回风分流段及第二冷凝换热器，由所述回风分流段引出连接新风段入口端的回风支段，回风支段内设置回风湿度传感器，所述新回风处理风道及排风热回收风道设置于一个箱体内。

本实用新型的的技术方案的实现包括夏季及过渡季节制冷和冬季及过渡季节供暖两种模式，其中：

制冷模式为：新回风首先由辐射冷水预冷除湿，再由直接蒸发进行深度降温除湿获得设计露点状态后经部分或全部冷凝热升温，最后经辐射水再冷完成出风调温处理，实现外部等温除湿效果。此模式下通过可调的双级串联冷凝换热器将多余废热由排风带走，同时制冷循环随换热器容量的变化自行匹配实际的直接蒸发除湿能力，风温调节由辐射水流量控制实现，且随环境负荷波动反馈变化；

供热模式为：新回风首先由辐射热水预热，再由通过对室内排风进行热回收的热泵得热继续加温，最后由辐射水再热调温，负荷较低时可关停辐射供水优先启用热泵供暖。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下优点：

1.制冷模式下通过露点监测控制两级串联冷凝换热器的使用个数，实现制冷循环除湿容量的两级粗调，同时通过实时检测出风状态，辅以两级辐射水换热盘管的连续比例调节，能够较好地适应全年不同的负荷条件；

2.供暖模式优先以热泵运行，通过对排风的热回收供暖，尤其是在寒冷地区或冬季极端严寒气象条件下，同室外制取低温辐射热水的热泵机组相比仍具有较高的得热效能以及全天候运行的条件；

3.充分利用低品位辐射冷热水，无需其他冷热源；夏季湿度控制准确，能够实现以室内空调环境温度为基准的等温除湿效果；系统集成度较高，兼具可控的独立除湿，换气通风以及热泵热回收等功能于一体。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为压缩机，2为低压开关，3为高压开关，4为第一单相截止阀，5为第二单向截止阀，6为第三单向截止阀，7为四通换向阀，8为电磁二通阀，9为储液罐，10为节流装置，11为电磁三通调节阀，12为辐射水预冷换热器，13为直接蒸发换热器，14为第一冷凝换热器，15为辐射水再冷换热器，16为第二冷凝换热器，17为送风机，18为排风机，19为新回风处理风道，20为排风热回收风道，21为回风调节装置，22为回风湿度传感器，23为露点传感器，24为送风温度传感器，25为送风湿度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

参见图1所示，制冷剂回路中压缩机1高压端与四通换向阀7的a端相连，低压端与四通换向阀7的c端相连，四通换向阀7的b端连接第一冷凝换热器14的入口段，在第一冷凝换热器14出口段设置同流向第二单向截止阀5，第一冷凝换热器14的进出管路间并联流通方向指向四通换向阀7的b端的第一单向截止阀4，第一单向截止阀4的前端同第二单向截止阀5的末端相连并与第二冷凝换热器16的入口段相连，其出口段上依次设置储液罐9和节流装置10后同直接蒸发换热器13入口端连接，在第一单向截止阀4和第二单向截止阀5的连接点后且储液罐9连接点前的第二冷凝换热器16进出管段间并联同流向的依次设置电磁二通阀8和第三单向截止阀6的旁通支路，直接蒸发换热器13出口连接至四通换向阀7的d端，形成制冷循环回路。

辐射水回路中电动三通比例调节阀11的主通路入口A端同外部辐射水供水连接，主通路出口B端连接辐射水预冷换热器12入口，其出口串接辐射水再冷换热器15入口，其出口同电动三通比例调节阀11的旁通支路出口C端连接后接至外部辐射水回水管路。

本实用新型的湿度独立控制的主要控制逻辑包括，1)通过实时采集第一送风温度传感器24的检测温度与设定环境干球温度值(25℃)进行比对，采用PID算法反馈调节电动三通比例调节阀11的开度以调节A→B流向辐射水流量；2)通过采集送风温传感器24和送风湿度传感器25的检测值，依据湿空气模型计算直接蒸发除湿后的空气露点干球温度并与露点温度传感器23测量值进行比对，当露点温度传感器23的测量值偏离(准确的说是高于)前者一定范围(±2℃)时，常开电磁二通阀8通电截止，第一冷凝换热器14与第二冷凝换热器16串联同时工作，每次系统停机后电磁二通阀8断电复位；3)通过回风湿度传感器22检测回风相对湿度，当连续超出设定时间(30s)高于启动阈值(65RH.％)时压缩机启动，当连续超出设定时间(30s)低于停机阈值(50RH.％)时压缩机停机，送排风机仍工作。

制冷模式原理：低温低压的制冷剂蒸气经压缩机1压缩成高温高压蒸气，经四通换向阀7的a端导入b端(四通换向阀未通电)由单向截止阀4阻止，进入第一冷凝换热器14，在翅片盘管内冷凝成两相气液混合物，通过单向截止阀5进入第二冷凝换热器16完全冷凝并过冷成高温高压液体，此时电磁二通阀8应通电截止制冷剂未旁通，经过节流装置10节流后变成低温低压液体进入直接蒸发换热器13，在翅片盘管内重新蒸发过热为低温低压气体，循环工作。辐射冷水供水由电磁三通调节阀11的A端进入，在阀内开度控制下部分旁通经C端返回，其余由其B端进去辐射水预冷换热器12，串流进入辐射水再冷调温换热器15，最后汇同电磁三通调节阀11的旁通支路C端返回辐射冷水系统。

制热模式原理：低温低压的制冷剂蒸气经压缩机1压缩成高温高压蒸气，经四通换向阀7的a端导入d端(四通换向阀7通电)进入直接蒸发换热器13，在其内冷凝为高温高压液体，经由节流装置10节流后变成低温低压液体，经储液罐9后在单向截止阀6的阻止下进入第二冷凝换热器16，此时电磁二通阀8通电(与四通换向阀7通电联锁)截止，在第二冷凝换热器16内重新蒸发过热为低温低压气体，在单向截止阀5阻止且单向截止阀4导通的作用下经四通换向阀7的b端返回压缩机，循环工作。辐射热水供水由电磁三通阀11的A端进入，在阀内开度控制下部分旁通经C端返回，其余由其B端进去辐射水预热换热器12，串流进入辐射水再热调温换热器15，最后汇同电动三通调节阀11的旁通支路C端返回辐射热水系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求书所界定范围为准。

Claims (3)

1.一种辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机，包括制冷剂循环系统、辐射水循环系统以及风道系统，其特征在于：所述的制冷剂循环系统包括压缩机(1)、低压开关(2)、高压开关(3)、多组截止阀、四通换向阀(7)、电磁阀(8)、储液罐(9)、节流装置(10)、直接蒸发换热器(13)、第一冷凝换热器(14)以及独立的第二冷凝换热器(16)，压缩机(1)通过四通换向阀(7)与外部换热器连接，第一冷凝换热器(14)与第二冷凝换热器(16)串联，经过节流装置(10)后与直接蒸发换热器(13)连接，第一冷凝换热器(14)设置并联旁通管路并配置反向截止阀(4)，第一冷凝换热器(14)的出口配置顺向截止阀(5)，第二冷凝换热器(16)设置并联旁通管路并配置串联同向电磁二通阀(8)及截止阀(6)。

2.根据权利要求1所述的辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机，其特征在于：所述辐射水循环系统包括辐射水预冷换热器(12)、辐射水再冷调温换热器(15)以及电动三通比例调节阀(11)，辐射水预冷换热器(12)与辐射水再冷调温换热器(15)均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，依次串联后同电动三通比例调节阀(11)并联，由电动三通比例调节阀(11)同外环路辐射水系统连接。

3.根据权利要求2所述的辐射空调系统用湿度独立控制新风处理机，其特征在于：所述风道系统包括独立的新回风处理风道(19)、排风热回收风道(20)、送排风机、送风温湿度传感器、回风湿度传感器(22)及中间露点温度传感器(23)，所述辐射水预冷换热器(12)、直接蒸发换热器(13)、第一冷凝换热器(14)、辐射水再冷换热器(15)及送风机(17)按新风流向依次串联布置于四周封闭的新回风处理通道(19)内，直接蒸发换热器(13)后设置露点温度传感器(23)，送风机前端设置送风温度传感器(24)和送风湿度传感器(25)，排风热回收通道(20)内按排风流向依次布置排风机(18)、回风分流段及第二冷凝换热器(16)，由所述回风分流段引出连接新风段入口端的回风支段(21)，回风支段(21)内设置回风湿度传感器(22)，所述新回风处理风道(19)及排风热回收风道(20)设置于一个箱体内。