CN203323278U - 一种新型空调脱湿机组 - Google Patents

Abstract

一种新型空调脱湿机组，其中压缩机、分离罐及储液罐分别连接到换向阀的三个端口上，换向阀的另三个端口分别连接到第一板翅式换热器的两端口及露点间接蒸发冷却装置，露点间接蒸发冷却装置另一端口与储液罐连通，分离罐连通压缩机，第一板翅式换热器设在组合式空气处理机组的功能段上；储液罐与换向阀的连接管路上设有第二节流阀，露点间接蒸发冷却装置与储液罐的连接管路上设有第一节流阀；在制冷工况下，第二节流阀工作；在制热工况下，第一节流阀工作；在需要脱湿的场合，在组合式空气处理机组的功能段上增设第二板翅式换热器。本实用新型省却了冷、热水循环系统，能够实现制冷、制热及脱湿三种工况，换热效率高，且具有显著的节能减排效果。

Description

一种新型空调脱湿机组

技术领域

本实用新型涉及大型空调机组技术领域，具体涉及采用蒸发冷却与压缩制冷相结合、可实现制冷、制热及脱湿三种工况、高效节能的空调脱湿机组。

背景技术

工业或者公共建筑内使用的大型空调机组一般采用“制冷主机+空调末端”的空调系统，且因为其制冷量一般较大，其制冷主机一般采用水冷式冷水机，其中又以水冷螺杆式冷水机见多。水冷式冷水机因其是由循环冷却水来带走热量，因此需要设置冷却水循环系统以及冷却塔，冷却塔用来降温冷水机组的冷却水，通过冷却水泵带动冷却水周而复始循环流动。冷水机组依靠锅炉、电加热器或者风冷热泵机组可以实现冬季制热，配套锅炉使用可以实现制热，但是制热能效不明显，使用风冷热泵机组制热效率较高，但是风冷热泵机组噪声大且需占用较大空间，而使用电加热管制热，则需要耗费大量电力，能耗高。近年来，蒸发冷却技术是机械制冷空调中发展较快的、适宜在干燥地区使用的节能、节水散热方式，其利用水分蒸发吸热来降低送风温度，可大大提高机械制冷空调能效比，且可利用室外新风来改善室内空气品质，因此在干燥地区已经得到广泛应用。然而，单一的蒸发冷却空调只能实现制冷，而且现有的蒸发冷却通常是等湿降温和绝热加湿，其无法实现除湿功能，因此大大限制了它的应用范围，为了将这一技术推广到中湿度地区，需要将蒸发冷却技术与机械制冷加以结合。

现有技术中有将蒸发冷却与机械制冷相结合的大型空调机组，其蒸发冷却器大多采用管式换热器，这种胀接的叠片式管式换热器大多为铜管铝翅片，其成本较低，但是体积较大且换热效率较低，如中国专利ZL200920032353.4公开的名称为“蒸发冷却与机械制冷相结合的三级蒸发冷却空调机组”的空调机组中的表面式空气换热段使用的即为盘管换热器，中国专利ZL201120499463.9公开的名称为“管式热回收型蒸发冷却空调机组“中使用的间接蒸发冷却器也是管式换热器，另外，一般的蒸发冷却空调机组大多使用包括湿空气通道和热介质通道的双通道蒸发冷却器，其换热效率较低，且温降幅度有限。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种新型空调脱湿机组，其采用直接蒸发冷却方式，省却了冷、热水循环系统，可实现制冷、制热及脱湿三种工况，换热效率高，且具有显著的节能减排效果。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型空调脱湿机组，包括压缩机、分离罐及储液罐，压缩机的输出端接第一换向阀的第一端口，第一换向阀的第二端口接露点间接蒸发冷却装置的第一端口，露点间接蒸发冷却装置的第二端口通过第一阀门及第一节流阀与储液罐的第一端口连通，储液罐的第二端口通过第二阀门及第二节流阀与第一换向阀的第三端口连通，第一换向阀的第四端口接第一板翅式换热器的第一端口，第一板翅式换热器的第二端口接第一换向阀的第五端口，第一换向阀的第六端口接分离罐的输入端，分离罐的输出端与压缩机的输入端管道连接，第一板翅式换热器设在新风的进风方向上；储液罐的第二端口与第一换向阀的第三端口的连接管路上设有第一旁通回路，所述第一旁通回路上设有第三阀门，储液罐的第二端口通过所述第一旁通回路与第一换向阀的第三端口连通；露点间接蒸发冷却装置的第二端口与储液罐的第一端口的连接管路上设有第二旁通回路，所述第二旁通回路上设有第四阀门，露点间接蒸发冷却装置的第二端口通过所述第二旁通回路与储液罐的第一端口连通；露点间接蒸发冷却装置上设有热水进口，热水进口由控制阀控制。

其进一步技术方案为：

所述第一板翅式换热器设在组合式空气处理机组的新风的进风方向上，所述组合式空气处理机组包括沿进风方向依次设置的回风段、初效过滤器、第一消声段、挡水排水段、送风机段及第二消声段，第一板翅式换热器设在第一消声段与挡水排水段之间。

所述挡水排水段与送风机段之间设有第二板翅式换热器，第一换向阀的第二端口与露点间接蒸发冷却装置的第一端口的连接管路上设有第五阀门，第一换向阀的第二端口与第五阀门的连接管路上设有第三旁通回路，所述第三旁通回路上设有第六阀门，第一换向阀的第二端口通过所述第三旁通回路与第二板翅式换热器的第一端口连通；露点间接蒸发冷却装置的第一端口与第五阀门的连接管路上设有第四旁通回路，所述第四旁通回路上设有第七阀门，露点间接蒸发冷却装置的第一端口通过所述第四旁通回路与第二板翅式换热器的第二端口连通。

所述第一板翅式换热器为无溶剂的真空钎焊的铝合金板翅式换热器。

所述第二板翅式换热器为无溶剂的真空钎焊的铝合金板翅式换热器。

所述露点间接蒸发冷却装置为多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置，在制冷工况下，控制阀关闭，露点间接蒸发冷却装置为蒸发冷冷凝器；在制热工况下，控制阀开启，露点间接蒸发冷却装置为以水为热源的蒸发器。

本实用新型的技术效果：

本实用新型在制冷机组制冷的基础上，通过换向阀的设置，可利用同一套制冷机组实现制冷、制热，同时在组合式空气处理机组的功能段上增设第二板翅式换热器，通过制冷系统余热与第二板翅式换热器的管路设置，可以实现对饱和空气的脱湿功能；本实用新型采用压缩机、储液罐、分离罐、第一板翅式换热器及露点间接蒸发冷却装置构成的空调机组，采用直接蒸发冷方式，省却了传统水冷式冷水机组中冷、热水循环系统，同时，加热段除冬季以外均采用制冷系统中余热，能够节省电力消耗；本实用新型采用露点间接蒸发冷却装置，且该装置优选为本申请人之一拥有的发明专利CN102095320A、名称为“多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置”的蒸发冷冷凝器，其相比常规的水冷冷凝器，可以节约冷却装置用水，通过实验测量，大约能节省99%的用水量，另一方面，采用多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置，相比常规的双通道式蒸发冷却器，能显著提高换热效率，减少能源消耗，在制冷工况下，可以有效提高温降幅度，同时通过在露点间接蒸发冷却装置上增设热水进口，以及由控制阀控制该热水进口，可以实现露点间接蒸发冷却装置在制冷、制热不同工况下在冷凝器和蒸发器之间进行转换使用，实现一套蒸发冷凝装置的双重功能，相比于现有的大型空调系统中只能作为冷凝器的露点间接蒸发冷却装置而言，本实用新型采用的露点间接蒸发冷却装置既可以作为冷凝器使用，也可以作为蒸发器使用，正是基于此，可以实现本实用新型所述机组的制冷、制热的双重功能；本实用新型中的第一板翅式换热器、第二板翅式换热器均采用真空钎焊的铝合金板翅式换热器，相比于传统的大型空调机组所使用的叠片式管式换热器，铝合金板翅式换热器可以明显提高换热效率，且减小了装置的体积；本实用新型采用蒸发冷却与机械制冷相结合的空调机组，可利用室外新风来改善室内空气品质，可以实现蒸发冷却在中湿度地区以及湿度地区的应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型制冷工况下的工作过程示意图。

图3为本实用新型制热工况下的工作过程示意图。

图4为本实用新型脱湿工况下的工作过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

见图1，本实用新型包括压缩机1、分离罐2及储液罐3，压缩机1的输出端接第一换向阀4的第一端口41，第一换向阀4的第二端口42接露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51，露点间接蒸发冷却装置5的第二端口52通过第一阀门7及第一节流阀8与储液罐3的第一端口31连通，储液罐3的第二端口32通过第二阀门9及第二节流阀10与第一换向阀4的第三端口43连通，第一换向阀4的第四端口44接第一板翅式换热器6的第一端口61，第一板翅式换热器6的第二端口62接第一换向阀4的第五端口45，第一换向阀4的第六端口46接分离罐2的输入端，分离罐2的输出端与压缩机1的输入端管道连接，第一板翅式换热器6设在新风的进风方向上；储液罐3的第二端口32与第一换向阀4的第三端口43的连接管路上设有第一旁通回路，所述第一旁通回路上设有第三阀门11，储液罐3的第二端口32通过所述第一旁通回路与第一换向阀4的第三端口43连通；露点间接蒸发冷却装置5的第二端口52与储液罐3的第一端口31的连接管路上设有第二旁通回路，所述第二旁通回路上设有第四阀门12，露点间接蒸发冷却装置5的第二端口52通过所述第二旁通回路与储液罐3的第一端口31连通；露点间接蒸发冷却装置5上设有热水进口53，热水进口53由控制阀23控制；所述第一节流阀8及第二节流阀10采用膨胀阀或毛细管等节流装置。

进一步地，通过设置组合式空气处理机组，实现空气的最终处理与调节，使本实用新型成为大型空调机组的一个完整系统，所述第一板翅式换热器6设在组合式空气处理机组的新风的进风方向上，所述组合式空气处理机组包括沿进风方向依次设置的回风段13、初效过滤器14、第一消声段15挡水排水段16、送风机段17及第二消声段18，第一板翅式换热器6设在第一消声段15与挡水排水段16之间，所述组合式空气处理机组的结构可以根据实际需要，在上述功能段之外，还可以设置表冷段、中效过滤器段、加湿段、均流段、加热段等功能段，所述各功能段根据实际需要组合设计。

在具有低湿度要求而需要脱湿的场合，为了降低冷却后的饱和空气的相对湿度，实现系统的脱湿功能，在所述挡水排水段16与送风机段17之间设有第二板翅式换热器19，第一换向阀4的第二端口42与露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51的连接管路上设有第五阀门20，第一换向阀4的第二端口42与第五阀门20的连接管路上第三旁通回路，所述第三旁通回路上设有第六阀门21，第一换向阀4的第二端口42通过所述第三旁通回路与第二板翅式换热器19的第一端口191连通；露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51与第五阀门20的连接管路上设有第四旁通回路，所述第四旁通回路上设有第七阀门22，露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51通过所述第四旁通回路与第二板翅式换热器19的第二端口192连通。

不同于传统的双通道式露点间接蒸发冷却器，本实用新型中的所述露点间接蒸发冷却装置5为多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置，所述多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置即为本申请人之一拥有的发明专利CN102095320A所述的 “多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置”，热水进口53通过管道与所述多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置的喷淋装置连接，控制阀23控制热水进口53的开、闭，在制冷工况下，控制阀23关闭，露点间接蒸发冷却装置5为蒸发冷冷凝器；在制热工况下，控制阀23开启，露点间接蒸发冷却装置5为以水为热源的蒸发器，通过露点间接蒸发冷却装置5上增设热水进口，以及由控制阀23控制该热水进口53，可以实现露点间接蒸发冷却装置5在不同工况下在冷凝器和蒸发器之间进行转换使用，实现一套蒸发冷却装置的双重功能。

为了提高换热效率，所述第一板翅式换热器6及所述第二板翅式换热器19均为无溶剂的真空钎焊的铝合金板翅式换热器。

本实用新型中的压缩机1采用螺杆压缩机，运行方式如下：

制冷工况：见图2，关闭第一阀门7、第三阀门11及控制阀23，打开第二阀门9、第四阀门12，低温低压的制冷剂气体经压缩机1压缩成高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽经过换向阀4的第一端口41、第二端口42，从露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51进入露点间接蒸发冷却装置5，在露点间接蒸发冷却装置5内冷却、冷凝成高温高压的液体，高温高压的液体从露点间接蒸发冷却装置5的第二端口52排出，并经储液罐3的第一端口31排入储液罐3，储液罐33用来贮存和补充制冷剂，高温高压的液体从储液罐3的第二端口32流出，经第二节流阀10的节流作用后，压力降低，经过换向阀4的第三端口43及第四端口44，从第一板翅式换热器6的第一端口61喷入第一板翅式换热器6，在第一板翅式换热器6内蒸发成低温低压的气体，并吸取周围的热量，同时经所述组合式空气处理机组初效过滤器14的初步过滤作用后的室外新风，不断进入第一板翅式换热器6内进行热交换，放热后变冷的空气经过挡水排水段16除水后，由送风机段17的风机送向室内，达到制冷的效果；而在第一板翅式换热器6内蒸发后的低温低压的制冷剂气体从第一板翅式换热器6的第二端口62排出，经换向阀4的第五端口45、第六端口46排入分离罐2，经分离罐2将制冷剂气体中混入的空气除去后，低温低压的制冷剂气体回到压缩机1内循环使用，制冷剂的输送方向以及室外新风的输送方向如图2中箭头所示方向。

制热工况：见图3，关闭第二阀门9、第四阀门12，打开第一阀门7、第三阀门11及控制阀23，低温低压的制冷剂气体经压缩机1压缩成高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽经过换向阀4的第一端口41、第四端口44，从第一板翅式换热器6的第一端口61进入第一板翅式换热器6，在第一板翅式换热器6内冷却、冷凝成高温高压的液体，并向周围释放热量，同时经所述组合式空气处理机组初效过滤器14的初步过滤作用后的室外新风，不断进入第一板翅式换热器6内进行热交换，吸热后变热的空气经过挡水排水段16除水后，由送风机段17的风机送向室内，达到制热的效果；而在第一板翅式换热器6内冷凝后的高温高压的制冷剂液体从第一板翅式换热器6的第二端口62排出，经换向阀4的第五端口45、第三端口43，从储液罐3的第二端口32排入储液罐3，高温高压的液体从储液罐3的第一端口31流出，经第一节流阀8的节流作用后，压力降低，从露点间接蒸发冷却装置5的第二端口52喷入露点间接蒸发冷却装置5，同时露点间接蒸发冷却装置5从热水进口53送入热水，高温高压的制冷剂液体在露点间接蒸发冷却装置5内蒸发成低温低压的气体，并吸取周围的热量，从露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51排出，经换向阀4的第二端口、第六端口46,排入分离罐3内，经分离罐3将混入的空气除去后，低温低压的制冷剂气体回到压缩机1内循环使用。

脱湿工况：在具有低湿度要求的场合，在挡水排水段16及送风机段17之间加装，第二板翅式换热器19，通过在换向阀4的第二端口42与露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51的连接管路上设置第五阀门20来控制脱湿回路的启闭，在第五阀门20的前、后两侧分别设有与第二板翅式换热器19连通的旁通回路，所述两条旁通回路分别由第六阀门21、第七阀门22控制，具体工作工程见图3，同制冷工况，关闭第一阀门7、第三阀门11、第六阀门21、第七阀门22，打开第二阀门9、第四阀门12、第五阀门20，从压缩机1内压缩出来的制冷剂气体经换向阀4换向后，流入露点间接蒸发冷却装置5，在露点间接蒸发冷却装置5冷凝后，流入储液罐3，从储液罐3流出后，经第二节流阀10的节流作用及换向阀4的换向后，进入第一板翅式换热器6，并在第一板翅式换热器6蒸发为低温低压的气体，同时吸收周围的热量，关闭第五阀门20，打开第六阀门21及第七阀门22，, 此时经所述组合式空气处理机组初效过滤器14的初步过滤作用后的室外新风，不断进入第一板翅式换热器6内进行热交换，放热后变冷的空气经过挡水排水段16除水后，进入第二板翅式换热器19，在第一板翅式换热器6内蒸发后的制冷剂气体从第一板翅式换热器6的第二端口62排出，经换向阀4的第五端口45、第二端口42，并经第六阀门21所开启的所述第三旁通回路、第二板翅式换热器19的第一端口191进入第二板翅式换热器19，利用制冷系统产生的低压蒸汽的余热将冷却后的饱和空气复温加热，从而降低空气的相对湿度，冷却后且相对低湿度的空气由送风机段17的风机送向室内，达到制冷及脱湿的双重效果，而第二板翅式换热器19内用于加热空气的低压的制冷剂气体则通过第七阀门22所开启的所述第四旁通回路，从露点间接蒸发冷却装置5的第一端口51进入露点间接蒸发冷却装置5内，在露点间接蒸发冷却装置5冷凝后回到储液罐3，循环使用。 

本实用新型在制冷机组制冷的基础上，通过换向阀的设置，可利用同一套制冷机组实现制冷、制热，同时在组合式空气处理机组的功能段上增设第二板翅式换热器，通过制冷系统余热与第二板翅式换热器的管路设置，可以实现对饱和空气的脱湿功能；本实用新型通过多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置及板翅式换热器的使用，可以显著提高换热效率、节约冷却装置的用水，实现节能、减排的目的，其中，第一板翅式换热器在制冷工况下为蒸发器，在制热工况时为冷凝器，露点间接蒸发冷却装置在制冷工况时为冷凝器，在制热工况下为以水为热源的蒸发器。本实用新型所述的空调脱湿机组适用于需要大型空调机组的军工业领域以及公共建筑内，因其采用蒸发冷却与机械制冷相结合，可实现三种工况，因此可以实现蒸发冷却技术在中湿度地区以及湿度地区的应用，而且可利用室外新风来改善室内空气品质，因此，本实用新型所述的空调脱湿机组在南方小区的集中采暖方面具有广阔的应用前景。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (6)

1.一种新型空调脱湿机组，包括压缩机（1）、分离罐（2）及储液罐（3），其特征在于：压缩机（1）的输出端接第一换向阀（4）的第一端口（41），第一换向阀（4）的第二端口（42）接露点间接蒸发冷却装置（5）的第一端口（51），露点间接蒸发冷却装置（5）的第二端口（52）通过第一阀门（7）及第一节流阀（8）与储液罐（3）的第一端口（31）连通，储液罐（3）的第二端口（32）通过第二阀门（9）及第二节流阀（10）与第一换向阀（4）的第三端口（43）连通，第一换向阀（4）的第四端口（44）接第一板翅式换热器（6）的第一端口（61），第一板翅式换热器（6）的第二端口（62）接第一换向阀（4）的第五端口（45），第一换向阀（4）的第六端口（46）接分离罐（2）的输入端，分离罐（2）的输出端与压缩机（1）的输入端管道连接，第一板翅式换热器（6）设在新风的进风方向上；储液罐（3）的第二端口（32）与第一换向阀（4）的第三端口（43）的连接管路上设有第一旁通回路，所述第一旁通回路上设有第三阀门(11)，储液罐（3）的第二端口（32）通过所述第一旁通回路与第一换向阀（4）的第三端口（43）连通；露点间接蒸发冷却装置（5）的第二端口（52）与储液罐（3）的第一端口（31）的连接管路上设有第二旁通回路，所述第二旁通回路上设有第四阀门(12)，露点间接蒸发冷却装置（5）的第二端口（52）通过所述第二旁通回路与储液罐（3）的第一端口（31）连通；露点间接蒸发冷却装置（5）上设有热水进口（53），热水进口（53）由控制阀（23）控制。 

2.按权利要求1所述的一种新型空调脱湿机组，其特征在于：所述第一板翅式换热器（6）设在组合式空气处理机组的新风的进风方向上，所述组合式空气处理机组包括沿进风方向依次设置的回风段（13）、初效过滤器（14）、第一消声段（15）、挡水排水段（16）、送风机段（17）及第二消声段（18），第一板翅式换热器（6）设在第一消声段（15）与挡水排水段（16）之间。

3.按权利要求2所述的一种新型空调脱湿机组，其特征在于：所述挡水排水段（16）与送风机段（17）之间设有第二板翅式换热器（19），第一换向阀（4）的第二端口（42）与露点间接蒸发冷却装置（5）的第一端口（51）的连接管路上设有第五阀门（20），第一换向阀（4）的第二端口（42）与第五阀门（20）的连接管路上设有第三旁通回路，所述第三旁通回路上设有第六阀门（21），第一换向阀（4）的第二端口（42）通过所述第三旁通回路与第二板翅式换热器（19）的第一端口（191）连通；露点间接蒸发冷却装置（5）的第一端口（51）与第五阀门（20）的连接管路上设有第四旁通回路，所述第四旁通回路上设有第七阀门（22），露点间接蒸发冷却装置（5）的第一端口（51）通过所述第四旁通回路与第二板翅式换热器（19）的第二端口（192）连通。

4.按权利要求1至3任一权利要求所述的一种新型空调脱湿机组，其特征在于：所述第一板翅式换热器（6）为无溶剂的真空钎焊的铝合金板翅式换热器。

5.按权利要求3所述的一种新型空调脱湿机组，其特征在于：所述第二板翅式换热器（19）为无溶剂的真空钎焊的铝合金板翅式换热器。

6.按权利要求1至3任一权利要求所述的一种新型空调脱湿机组，其特征在于：所述露点间接蒸发冷却装置（5）为多通道板翅式露点间接蒸发冷却装置，在制冷工况下，控制阀（23）关闭，露点间接蒸发冷却装置（5）为蒸发冷冷凝器；在制热工况下，控制阀（23）开启，露点间接蒸发冷却装置（5）为以水为热源的蒸发器。

Images