CN204853744U - 一种水环热泵型屋顶式空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水环热泵型屋顶式空调机组，其包括进水管、出水管、带热水型二次加热盘管的组合式空气处理机组和带直接膨胀式新风预热器、冷却加热盘管、水-制冷剂热交换器的热泵型机械制冷装置。所述新风预热器、冷却加热盘管、二次加热盘管沿气流方向依次设置在所述组合式空气处理机组上或里。本实用新型的有益效果为：利用外部循环水全年水温变化不大和里面蕴藏大量低品位热能的特点，通过设置新风预热器、冷却加热盘管、二次加热盘管，使本实用新型具有节能、全年全工况下运行、系统简化的优点，具有广阔应用前景。

Description

一种水环热泵型屋顶式空调机组

技术领域

本实用新型属于暖通技术领域，具体涉及一种水环热泵型屋顶式空调机组。

背景技术

屋顶式空调机组是一种成熟、常见的风冷直接蒸发式空调设备，具有结构紧凑，自带冷热源、系统独立、调节方便、控制精度高、可快速启动、振动小、防腐蚀程度高、防雨防尘性能好，还具有安全可靠、安装方便、无需专用机房、不占用室内有效空间、外型美观等特点。屋顶式空调机组广泛适用于不便水系统安装和水资源缺乏地区的大型厂房﹑车间的温、湿度和洁净度的控制。

但也存在夏季最热时，制冷系统中冷凝压力、温度过高导致机组制冷效果差甚至发生机组自我保护导致的机组停机现象，此时需要给室外冷凝器喷水降温或在冷凝器顶部设置遮阳棚还或采用更大换热面积的冷凝器，更多的制冷剂及采用高温工质才能保证机组正常工作；热泵技术由于有着巨大的节能与环保潜力而被大力发展，但热泵型机组冬季运行时，制热效率急剧下降，气温低到一定温度时，机组便不能启动，且在零度以下时，机组需要反复除霜，不仅引起机组能耗上升，而且在除霜周期内，由于室内温度降低，影响空调房间温湿度精度控制和人员舒适性。

对冬季较寒冷地区，当室外新风和室内回风在屋顶式空调机组内部按最小新风比混合后，其焓值仍低于送风所需的机器露点的焓值时，会产生雾气、表面凝露现象，引起机组内部锈蚀、长霉，空调送风口结露。通常做法，新风先预热后再和回风混合。

为维持夏季室内温、湿度精度，屋顶式空调机组内部通常配置电加热器作为二次再热设备，这种情况下，会有一部分冷、热抵消损失。

屋顶式空调机组的一次、二次加热器常选用热水、蒸汽、电作为热媒。压缩机等设备部件全年没有充分被利用。

屋顶式空调机组的冷凝器盘管翅片，由于长期暴露在室外空气中，集尘现象严重，降低了冷凝器的工作效率。目前还没有较好的解决方法。

屋顶式空调机组易受室外风力和其它排风口的影响，使冷凝器的空气流动受阻，从而由室外进风温度升高引起的冷凝温度的升高，将使制冷性能系数下降及压缩机功耗增加。因此，必须保证冷凝器安装位置有合适的环境温度和良好的通风条件。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种水环热泵型屋顶式空调机组，通过采用直接膨胀式新风预热器、热水型二次加热盘管，省掉了中间介质的传热损失，系统运行效率高，制冷制热效果迅速，负荷调节灵活。不仅实现机组全年、全工况高效安全运行，而且实现冬、夏季热回收和不需外部热源、简化外部系统的目的，以克服现有背景技术的不足之处。

本实用新型通过采用新风预热器可以增加液态制冷剂的过冷度，不但能降低进入蒸发器的制冷剂焓值，实现能源的梯级利用，提高热泵型机械制冷装置的制热效率，还能避免电子膨胀阀前的液体管段内产生气泡，导致膨胀阀由于“气阻”而工作不稳定，使整个系统能够安全高效地运行。

本实用新型采用热水型二次加热盘管，一方面因夏季空调系统再热量很小，另一方面热水盘管具有加热均匀、热量稳定、易于实现温度自动控制等优点。

本实用新型采用的水-制冷剂热交换器不仅换热性能好，机组能耗低，而且利用自然界和工业系统中存在的大量可再生能源，利于环境的可持续发展。由于水温随气候变化较小，不仅能在绝对低温下制热，而且制热量的衰减非常小。在部分负荷时，水环热泵型屋顶式空调机组的节能性能也较为显著。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种水环热泵型屋顶式空调机组，其包括进水管、出水管、带热水型二次加热盘管的组合式空气处理机组和带直接膨胀式新风预热器、冷却加热盘管、水-制冷剂热交换器的热泵型机械制冷装置。所述新风预热器、冷却加热盘管、二次加热盘管沿气流方向依次设置在所述组合式空气处理机组上或里。所述进水管的一端与低品位循环水系统（如电厂循环水、地下水、海水等）的供水管连接，所述进水管的另一端与水-制冷剂热交换器的进水口连接；所述出水管的一端与水-制冷剂热交换器的出水口连接，所述出水管的另一端与低品位循环水系统的回水管连接。

所述水环热泵型屋顶式空调机组还包括控制器。

进一步的，所述出水管上安装有电动三通调节阀（水），所述电动三通调节阀（水）的第三个接口与所述二次加热盘管的进水口连接，所述二次加热盘管的出水口连接所述出水管且接口位于所述电动三通调节阀（水）的下游，在所述接口与所述电动三通调节阀（水）之间还安装有一个调压截止阀，所述电动三通调节阀（水）的执行机构与所述控制器通信连接。

进一步的，除直接膨胀式新风预热器、冷却加热盘管、水-制冷剂热交换器外，所述热泵型机械制冷装置还包括涡旋式压缩机、四通换向阀、贮液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、气液分离器、止回阀、电磁阀、制冷剂管等。

当进行制冷循环时，涡旋式压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀进入水-制冷剂热交换器，被外部水源冷却后，制冷剂变成高温高压液体，依次经过贮液器、干燥过滤器、电磁阀，被电子膨胀阀节流减压，在冷却加热盘管里蒸发吸热后，同时组合式空气处理机组里的空气被冷却，制冷剂变成低温低压气体，依次经过气液分离器、四通换向阀后，再次被涡旋式压缩机吸入。

当进行制热循环时，涡旋式压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀进入冷却加热盘管冷凝放热，同时组合式空气处理机组里的空气被加热，制冷剂变成高温高压液体，经过电磁阀再次进入新风预热器进一步冷凝放热，同时吸进的新风被加热，依次经过贮液器、干燥过滤器、电磁阀，被电子膨胀阀节流减压，在水-制冷剂热交换器里蒸发吸热，同时外部水源被降温，制冷剂变成低温低压气体，依次经过气液分离器、四通换向阀后，再次被涡旋式压缩机吸入。

进一步的，所述电磁阀的执行机构与所述控制器通信连接，制冷循环时，所述新风预热器前的电磁阀关闭；制热循环时，此电磁阀则开启。

再进一步的，通过开启或关闭水路上设置的阀门，将并联形式的各台机组的水-制冷剂热交换器水路变成串联形式的水路，水流方向从需要吸热的水-制冷剂热交换器流向需要放热的水-制冷剂热交换器，由于冷凝负荷和蒸发负荷均被利用，也就实现热回收，可进一步提高整套系统的换热效率。还可避免风冷热泵型屋顶式空调机组在室外高温或低温工况下的能量衰减和不能正常开机情况。

本实用新型的有益效果为：

利用外部循环水全年水温变化不大和里面蕴藏大量低品位热能的特点，通过设置新风预热器、冷却加热盘管、二次加热盘管，使本实用新型具有节能、全年全工况下运行、系统简化的优点，具有广阔应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、组合式空气处理机组；2、进水管；3、出水管；11、冷却加热盘管；12、二次加热盘管；13、新排风段；14、初效过滤器；15、中效过滤器；16、加湿器；21、涡旋式压缩机；22、四通换向阀；23、水-制冷剂热交换器；24、贮液器；25、干燥过滤器；26、电子膨胀阀；27、气液分离器；28、止回阀；29、新风预热器；51、电动三通调节阀（水）；52、调压截止阀；53、截止阀；54、电磁阀；55、电磁阀；61、制冷循环；62、制热循环；80、热泵型机械制冷装置。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的技术方案做以下详细说明。

如图1所示，一种水环热泵型屋顶式空调机组，其包括进水管2、出水管3、带二次加热盘管12的组合式空气处理机组1和带新风预热器29、冷却加热盘管11、水-制冷剂热交换器23的热泵型机械制冷装置80。所述新风预热器29、冷却加热盘管11、二次加热盘管12沿气流方向依次设置在所述组合式空气处理机组1上或里。所述进水管2的一端与低品位循环水系统（如电厂循环水、地下水、海水等）的供水管连接，所述进水管2的另一端与水-制冷剂热交换器23的进水口连接；所述出水管3的一端与水-制冷剂热交换器23的出水口连接，所述出水管3的另一端与低品位循环水系统的回水管连接。

其中，本实用新型还包括控制器。

所述出水管3上安装有电动三通调节阀（水）51，所述电动三通调节阀（水）51的第三个接口与所述二次加热盘管12的进水口连接，所述二次加热盘管12的出水口连接所述出水管3且接口位于所述电动三通调节阀（水）51的下游，在所述接口与所述电动三通调节阀（水）51之间还安装有一个调压截止阀52。所述电动三通调节阀（水）51的执行机构与所述控制器通信连接。

除直接膨胀式新风预热器29、冷却加热盘管11、水-制冷剂热交换器23外，所述热泵型机械制冷装置80还包括涡旋式压缩机21、四通换向阀22、贮液器24、干燥过滤器25、电子膨胀阀26、气液分离器27、止回阀28、电磁阀54、电磁阀55、制冷剂管等。

制冷剂的流向具体如下，当进行制冷循环时：涡旋式压缩机21→四通换向阀22→水-制冷剂热交换器23→贮液器24→干燥过滤器25→电磁阀55→电子膨胀阀26→冷却加热盘管11→气液分离器27→四通换向阀22→涡旋式压缩机21；

当进行制热循环时：涡旋式压缩机21→四通换向阀22→冷却加热盘管11→电磁阀54→新风预热器29→贮液器24→干燥过滤器25→电磁阀55→电子膨胀阀26→水-制冷剂热交换器23→气液分离器27→四通换向阀22→涡旋式压缩机21。

所述电磁阀54、55的执行机构与所述控制器通信连接。制冷循环时，所述新风预热器前的电磁阀54关闭；制热循环时，此电磁阀54则开启。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水环热泵型屋顶式空调机组，其特征在于，其包括进水管、出水管、带热水型二次加热盘管的组合式空气处理机组和带直接膨胀式新风预热器、冷却加热盘管、水-制冷剂热交换器的热泵型机械制冷装置；所述新风预热器、冷却加热盘管、二次加热盘管沿气流方向依次设置在所述组合式空气处理机组上或里；所述进水管的一端与低品位循环水系统的供水管连接，所述进水管的另一端与水-制冷剂热交换器的进水口连接；所述出水管的一端与水-制冷剂热交换器的出水口连接，所述出水管的另一端与低品位循环水系统的回水管连接；所述水环热泵型屋顶式空调机组还包括控制器。

2.根据权利要求1所述的水环热泵型屋顶式空调机组，其特征在于，所述出水管上安装有电动三通调节阀，所述电动三通调节阀的第三个接口与所述二次加热盘管的进水口连接，所述二次加热盘管的出水口连接所述出水管且接口位于所述电动三通调节阀的下游，在所述接口与所述电动三通调节阀之间还安装有一个调压截止阀。

3.根据权利要求2所述的水环热泵型屋顶式空调机组，其特征在于，所述电动三通调节阀的执行机构与所述控制器通信连接。

4.根据权利要求1所述的水环热泵型屋顶式空调机组，其特征在于，除直接膨胀式新风预热器、冷却加热盘管、水-制冷剂热交换器外，所述热泵型机械制冷装置还包括涡旋式压缩机、四通换向阀、贮液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、气液分离器、止回阀、电磁阀、制冷剂管。

5.根据权利要求4所述的水环热泵型屋顶式空调机组，其特征在于，所述电磁阀的执行机构与所述控制器通信连接。