CN204345961U - 温湿度独立控制制冷系统 - Google Patents

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黄冲
宋文吉
何世辉
冯自平
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Abstract

本实用新型提供了能实现温湿度独立控制的制冷系统,包括用于降温的第一制冷系统以及用于降温和除湿的第二制冷系统;第一制冷系统由第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀、第一蒸发器、耦合蒸发段、第一压缩机依次连接成制冷剂的循环回路,在第一冷凝器上设有第一冷凝风扇,在第一蒸发器上设有第一蒸发风扇,并且从第一蒸发器上蒸发的制冷剂的温度高于空气露点;第二制冷系统由第二压缩机、第二冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器、第二压缩机依次连接成制冷剂的另一循环回路,在第二蒸发器上设有第二蒸发风扇,从第二蒸发器上蒸发的制冷剂的温度低于空气露点;所述耦合蒸发段和第二冷凝器相互耦合,形成耦合换热器,并在该耦合换热器上设置耦合换热风扇。

Description

温湿度独立控制制冷系统
技术领域
本实用新型涉及机械压缩式制冷系统,特别是涉及一种能够独立控制温度和湿度的制冷系统。
背景技术
通常,制冷系统在降低空气温度的同时也会把空气中的部分水分去除,例如常用的中央空调系统和家用空调系统,这些制冷系统是以降温为目的设计的,兼顾了除湿功能,在使用时不能同时调节温度和湿度,只能设定温度或湿度。而舒适性空调和工艺性空调均对温度和湿度有要求,特别是工艺性空调对湿度有严格要求,由于上述制冷系统不能同时满足温湿度要求,使用时出现:1)温度到了设定值,湿度过高或过低;2)湿度到了设定值,温度过高或过低。对应的处理方法为:1)当温度到了设定值,湿度过低时,采用加湿的方法提升湿度,即为了满足温度,在降温过程过度除湿,后来又必须加湿回去;2)当温度到了设定值,湿度过高,采用继续降温除湿,直到湿度满足要求,这时温度已经低于设定值,还有加热提升温度。显然,这两种情况均出现超调情况,额外补充加湿或加热,耗费了大量能源。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的问题,提出一种温湿度独立控制制冷系统,使空调系统能够只降温不除湿、或只除湿不降温、或降温除湿同时进行。
为了解决上述技术问题,本实用新型的技术方案如下:
温湿度独立控制制冷系统,包括用于降温的第一制冷系统以及用于降温和除湿的第二制冷系统;第一制冷系统由第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀、第一蒸发器、耦合蒸发段、第一压缩机依次连接成制冷剂的循环回路,在第一冷凝器上设有第一冷凝风扇,在第一蒸发器上设有第一蒸发风扇,并且从第一蒸发器上蒸发的制冷剂的温度高于空气露点;第二制冷系统由第二压缩机、第二冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器、第二压缩机依次连接成制冷剂的另一循环回路,在第二蒸发器上设有第二蒸发风扇,从第二蒸发器上蒸发的制冷剂的温度低于空气露点;所述耦合蒸发段和第二冷凝器相互耦合,形成耦合换热器,并在该耦合换热器上设置耦合换热风扇。
所述耦合换热器包括从耦合蒸发段引出的第一换热管、从第二冷凝器引出的第二换热管、翅片,第一换热管和第二换热管交替排布在翅片上。
本实用新型的优点是:可由第一制冷系统实现降温功能,而第二制冷系统兼备降温和除湿功能,实现温度和湿度的独立可控可调,避免了温度或湿度的过度调节,节约了大量能源,两套制冷系统也可以同时运行,调节能力强,适用于各类空调系统,舒适性高,用户体验好,并且本实用新型结构简单、合理,安装简便、难度低、工作量小。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是本实用新型中耦合换热器的示意图;
图3是本实用新型中耦合换热器的剖面图;
附图标记说明:1、第一压缩机;2、第一冷凝器;3、第一节流阀;4、第一蒸发器;5、第一冷凝风扇;6、第一蒸发风扇;7、第二压缩机;8、耦合换热器;9、第二节流阀;10、第二蒸发器;11、第二蒸发风扇;12、耦合换热风扇;13、第一换热管;14、第二换热管;15、翅片。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例
如图1至图3所示,温湿度独立控制制冷系统,包括用于降温的第一制冷系统以及用于降温和除湿的第二制冷系统;第一制冷系统由第一压缩机1、第一冷凝器2、第一节流阀3、第一蒸发器4、耦合蒸发段、第一压缩机1依次连接成制冷剂的循环回路,在第一冷凝器2上设有第一冷凝风扇5,在第一蒸发器4上设有第一蒸发风扇6,并且从第一蒸发器4上蒸发的制冷剂的温度低于空气露点;第二制冷系统由第二压缩机7、第二冷凝器、第二节流阀9、第二蒸发器10、第二压缩机7依次连接成制冷剂的另一循环回路,在第二蒸发器10上设有第二蒸发风扇11,从第二蒸发器10上蒸发的制冷剂的温度高于空气露点;所述耦合蒸发段和第二冷凝器相互耦合,其中,第一制冷系统的耦合蒸发段设置在第一蒸发器4的出口处,而第二制冷系统的第二冷凝器设置在与耦合蒸发段并排的位置,两者相对并配合工作,形成耦合换热器8,并在该耦合换热器8上设置耦合换热风扇12。
所述耦合换热器8包括从耦合蒸发段引出的第一换热管13、从第二冷凝器引出的第二换热管14、翅片15,第一换热管13和第二换热管14交替排布在翅片15上。
空气露点,是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱和时的温度。形象地说,就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度,也常称之为露点温度、空气露点温度等。
本实用新型由两套制冷系统构成,它们既可以单独运行,也可以同时运行。其中第一制冷系统负责对空气的降温,配备较大的制冷能力,第二制冷系统的制冷能力较小,负责空气的除湿。正常工作时,第一制冷系统的蒸发温度高于空气的露点温度,室内空气经过第一蒸发器4降温后,温度仍然高于空气露点温度,所以在第一蒸发器4表面没有凝露,实现室内循环空气只降温不除湿;第二制冷系统的蒸发温度低于空气的露点温度,室内空气经过第二蒸发器10降温后温度低于空气露点温度,所以在第二蒸发器10表面凝露析出水,实现室内循环空气既降温又除湿。第二制冷系统内的第二冷凝器与第一制冷系统上的耦合蒸发段耦合在一起,形成耦合换热器8,并在第一蒸发器4、第二蒸发器10和耦合换热器8上分别设置独立的风扇。
下面对第二制冷系统的冷凝热排放方式进行说明:当室内温度和湿度均较高时,室内需要降温和除湿,第一制冷系统和第二制冷系统同时运行,第二制冷系统的冷凝热通过耦合换热器8,把热量传递给第一制冷系统的制冷剂,再由第一压缩机1压缩后,经第一冷凝器2交换出去,第二制冷系统的冷凝热最终排到室外,耦合换热器8对应的耦合换热风扇12不运转;当室内温度不高、湿度较高时,室内只需要除湿,不需要降温,若采用常规空调系统,则室内除湿过程会不断降温,湿度合适后温度就过低了,给人寒冷的感觉,采用本实用新型,可以只运行第二制冷系统,第一制冷系统不运行,室内一股空气经过第二制冷系统的第二蒸发器10被降温除湿,室内另外一股空气经过耦合换热器8被升温,总体效果是室内空气湿度降下来的同时温度得到补偿,第二制冷系统的冷凝热排到室内,耦合换热器8对于的耦合换热风扇12是运转的。
第一制冷系统和第二制冷系统配置各部件时要注意,使两系统单独运行时第一制冷系统的蒸发温度较高,而第二制冷系统的蒸发温度较低,例如第一制冷系统的蒸发温度在15-20℃,第一制冷系统的蒸发温度在3-8℃,具体情况要根据使用要求、环境等决定。
对于第一制冷系统中,第一蒸发器4的面积和风量配置比常规系统大,使制冷剂在第一蒸发器4内以较高温度蒸发,该蒸发温度高于室内空气的露点温度,所以第一蒸发器4表面不凝露。第一制冷系统与常规制冷系统的热迁移方式是一样的。
对于第二制冷系统,第二蒸发器10的面积和风量配置比常规系统小,使制冷剂在第二蒸发器10内以较低温度蒸发,该蒸发温度低于室内空气的露点温度,所以第二蒸发器10表面凝露。第二制冷系统的蒸发温度较低的另外一个原因是其冷凝温度也较低。
由上述两套制冷系统,可形成以下的运行模式,不同运行模式下的各部件状态如下表所示:
运行模式 降温模式 除湿模式 降温和除湿模式
第一压缩机
第一冷凝风扇
第一蒸发风扇
第二压缩机
第二蒸发风扇
耦合换热风扇
对于耦合换热器8,其由第一换热管13、第二换热管14和翅片15构成翅片15管换热器,其中第一换热管13接入第一制冷系统,连接在第一蒸发器4的出口端的耦合蒸发段,第二换热管14接入第二制冷系统,连接在第二压缩机7的出口端的第二换热管14上。耦合换热器8上的第一换热管13和第二换热管14交替排列在翅片15上。
耦合换热器8的热量传递有两种方式。第一种:第二制冷系统的制冷剂将热量传给第二换热管14,第二换热管14再把热量传给翅片15,接着翅片15把热量传给第一换热管13,第一换热管13把热量传给第一制冷系统的制冷剂,最终通过第一冷凝器2排放到室外。第二种:第二制冷系统的制冷剂将热量传给第二换热管14,第二换热管14把热量传给翅片15,翅片15把热量传给空气,排放到室内。当室内空气既要降温也要除湿时,就进行第一种热传递方式,其耦合换热风扇12要关闭;当室内空气只需要除湿时,就进行第二种热传递方式,耦合换热风扇12运行。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围,凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.温湿度独立控制制冷系统,其特征在于:
包括用于降温的第一制冷系统以及用于降温和除湿的第二制冷系统;
第一制冷系统由第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀、第一蒸发器、耦合蒸发段、第一压缩机依次连接成制冷剂的循环回路,在第一冷凝器上设有第一冷凝风扇,在第一蒸发器上设有第一蒸发风扇,并且从第一蒸发器上蒸发的制冷剂的温度高于空气露点;
第二制冷系统由第二压缩机、第二冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器、第二压缩机依次连接成制冷剂的另一循环回路,在第二蒸发器上设有第二蒸发风扇,从第二蒸发器上蒸发的制冷剂的温度低于空气露点;
所述耦合蒸发段和第二冷凝器相互耦合,形成耦合换热器,并在该耦合换热器上设置耦合换热风扇。
2.根据权利要求1所述的温湿度独立控制制冷系统,其特征在于:所述耦合换热器包括从耦合蒸发段引出的第一换热管、从第二冷凝器引出的第二换热管、翅片,第一换热管和第二换热管交替排布在翅片上。
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