CN205332430U - 集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置 - Google Patents

集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置 Download PDF

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唐峰
卞爱英
刘兰英
丁晓津
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Abstract

本实用新型提供了一种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,包括新风处理装置和空气源制冷装置。新风处理装置包括表冷器,其通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出。制冷装置包括压缩机、第一冷凝器、膨胀阀、蒸发器、散热模块及第二冷凝器。蒸发器中设有水管,水管中的水与制冷剂进行热交换,以向外提供冷冻水。本实用新型的装置不仅采用蒸发冷却和对流换热相结合的散热方式,使得散热效果达到最佳,提高了制冷性能,将新风处理和制冷系统一体化,实现了新风处理装置的灵活、独立使用,而且同时实现了空调机组可以外输冷冻水以供制冷区域制冷需求,简化了空调系统,大大降低了空调系统的造价和运行能耗。

Description

集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及空气处理领域,特别涉及一种集冷源与新风处理于一体的装置,更具体涉及一种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置。
背景技术
[0002]目前的中央空调系统一般分为冷源部分、新风部分和末端部分,新风处理必须利用制冷机组制取低温冷水来实现对空气的处理。这种空调方式导致以下几方面问题:1、由于新风机组本身不具备制冷系统,需要与集中制冷设备配合,这样也就导致系统的冷冻水输配能耗增加并且致使系统施工造价增加;2、由于需要集中的制冷设备,势必要求建筑拥有相应的制冷设备机房,占据建筑的有效使用面积(一般为建筑有效使用面积的I〜2%);
3、由于复杂的系统形式,使得一些小面积功能区(如公寓、别墅以及小型办公室等)不方便使用新风系统。
[0003]此外,不论是独立除湿的新风机还是空气源制冷机组,一般采用的就是直接风冷散热,改进一些的就是利用蒸发冷却的形式散热。直接利用新风和冷凝器对流换热,由于新风的温度一般较高,其对冷凝器的散热效果较差,也致使制冷系统效率过低;再有一些改进做法,就是通过蒸发冷却的方式对冷凝器散热,增大散热效率,从而提升制冷系统效率。一般地,蒸发冷却的方式需要多级蒸发冷却模块,但是实际上经过一级蒸发冷却之后,空气湿度就几近饱和,再通过蒸发冷却效果不佳。反而不如利用空气和冷凝器对流换热的方式,因为蒸发冷却后的空气温度降低,有利于对流换热。所以将蒸发冷却和对流换热结合到一起,可以使散热效果达到最佳,更好地提高整机制冷效率,确保机组运行的稳定。
发明内容
[0004]为克服现有技术中的上述问题,本实用新型提供了一种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其结合了蒸发冷却与“冷凝器-空气对流散热”,散热效果显著,提升了制冷效率,将新风处理和制冷系统一体化,且可同时外输冷冻水以供制冷区域制冷需求,简化了空调系统,大大降低了空调系统的造价和运行能耗,实现了新风机组的独立运行,使得公寓、别墅以及小型办公室等区域应用新风可能性大大提高。
[0005]本实用新型采用了以下的技术方案:
[0006] —种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,包括新风处理装置和空气源制冷装置,
[0007] 新风处理装置包括:
[0008] 表冷器,其具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口,表冷器通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出;
[0009] 空气源制冷装置包括:
[0010]压缩机,其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口,第二制冷剂入口与第一制冷剂出口流体连通;
[0011]第一冷凝器,其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口,第三制冷剂入口与第二制冷剂出口流体连通;
[0012]膨胀阀,其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口,第四制冷剂入口与第三制冷剂出口流体连通,第四制冷剂出口与表冷器的第一制冷剂入口流体连通;
[0013]蒸发器,其具有第五制冷剂入口和第五制冷剂出口,第五制冷剂入口与第四制冷剂出口流体连通,第五制冷剂出口与第二制冷剂入口流体连通,蒸发器中还设有进水口和出水口分别与外界连接的水管,在蒸发器中水管中的水与制冷剂进行热交换,以向外提供冷冻水;
[0014]散热模块,其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口,第一入风口输入的风与所述散热模块内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后从第一排风口排出,散热模块还包括位于其外部用于连通进水端和出水端的输水管道,输水管道的至少一部分位于第一冷凝器内,使得其中的水能够与第一冷凝器中的制冷剂进行热交换;及
[0015]第二冷凝器,其具有第六制冷剂入口、第六制冷剂出口、与散热模块的第一排风口流体连通的第二入风口,以及第二排风口,第六制冷剂入口与压缩机的第二制冷剂出口流体流通,第六制冷剂出口与膨胀阀的第四制冷剂入口流体连通,第二入风口输入的风与第二冷凝器内的制冷剂进行第二次热交换后从第二排风口排出。
[0016]优选地,散热模块为气液直接接触式全热交换模块。
[0017]更优选地,上述气液直接接触式全热交换模块采用蜂窝状结构或其他可增大接触表面积的填料填充,有效增大溶液与空气的接触面积,增大换热效率,减小装置体积,使得机组的体积更加紧凑。
[0018]进一步地,输水管道上还设置有水栗,用于抽送输水管道中的水。
[0019]进一步地,散热模块中设置有用于储水的水槽,出水端设置在水槽上。
[0020]优选地,水槽上还配备有补水阀,其与补水管路相连通以向散热模块补充水。
[0021]优选地,散热模块内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。
[0022]更优选地,第一入风口和第一排风口分别位于散热模块的左、右两侧。
[0023]进一步地,制冷装置包括一或多个散热模块。
[0024]进一步地,制冷装置包括一或多个第二冷凝器。
[0025]进一步地,制冷装置包括一或多个压缩机。
[0026] 进一步地,空气处理装置包括一或多个表冷器。
[0027]在实际应用中,可根据实际需要采用一或多个散热模块、第二冷凝器、压缩机或表冷器,以提供更好的散热效果。
[0028]与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:本实用新型提供了一种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,是自带冷源的新风机与外输冷冻水的空气源制冷机组一体化机组,实现了对新风独立的降温除湿处理的同时,还可外输冷冻水以供制冷区域制冷需求,简化了空调系统,节省了制冷设备机房及一系列附属设备,降低了空调系统成本造价和运行能耗。自带冷源新风机组的独立运行使得公寓、别墅以及小型办公室等区域应用新风可能性大大提高。除此之外,更大的实用新型亮点在于一体机的冷凝器散热方式。首先,一体机的冷凝器通过蒸发冷却的方式散热,这样可以有效地利用液态水的气化相变将冷凝器的热量散掉。经过蒸发冷却的新风湿度较高(其湿度几近饱和),再继续利用蒸发冷却散热效果不佳。然而经过蒸发冷却后的新风由于其温度被降低,比未经过蒸发冷却的新风温度低,若采用对流散热的方式效果更优。也就是本实用新型最大的亮点是散热方式一定是蒸发冷却+“冷凝器-空气对流散热”,且顺序为空气先经过蒸发冷却单元,再经过对流散热冷凝器。这种组合方式既有效利用蒸发冷却又利用了低温空气直接与冷凝器高效对流换热,使得散热效果达到最优。
附图说明
[0029]图1为根据本实用新型的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置的示意图。
[0030]图中:1、压缩机;2、第一冷凝器;3、膨胀阀;4、表冷器;5、蒸发器;6、散热模块;61、水槽;7、第二冷凝器;8、水栗;9、补水阀。
具体实施方式
[0031 ]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0032]参阅图1,图1中展示了本实用新型一实施例的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,包括新风处理装置和空气源制冷装置。
[0033] 空气处理装置包括表冷器4,表冷器4具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口,表冷器4通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出。
[0034]空气源制冷装置包括:
[0035]压缩机I,其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口,第二制冷剂入口与第一制冷剂出口流体连通;
[0036]第一冷凝器2,其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口,第三制冷剂入口与第二制冷剂出口流体连通;
[0037]膨胀阀3,其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口,第四制冷剂入口与第三制冷剂出口流体连通,第四制冷剂出口与表冷器4的第一制冷剂入口流体连通;
[0038]蒸发器5,其具有第五制冷剂入口和第五制冷剂出口,第五制冷剂入口与第四制冷剂出口流体连通,第五制冷剂出口与第二制冷剂入口流体连通,蒸发器5中还设有进水口和出水口分别与外界连接的水管,在蒸发器中水管中的水与制冷剂进行热交换,以向外提供冷冻水;
[0039]散热模块6,其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口,第一入风口输入的风与散热模块6内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后,带走水中的热量,从第一排风口排出,散热模块6还包括位于其外部用于连通进水端和出水端的输水管道,输水管道的至少一部分位于第一冷凝器2内,使得其中的水能够与第一冷凝器2中的制冷剂进行热交换;及
[0040]第二冷凝器7,其具有第六制冷剂入口、第六制冷剂出口、与散热模块6的第一排风口流体连通的第二入风口,以及第二排风口,第六制冷剂入口与压缩机I的第二制冷剂出口流体流通,第六制冷剂出口与膨胀阀3的第四制冷剂入口流体连通,第二入风口输入的风与第二冷凝器7内的制冷剂进行第二次热交换,带走制冷剂中的热量,从第二排风口排出。
[0041]在本实施例中,散热模块6为采用蜂窝或其它可增大接触表面积的结构的气液直接接触式全热交换模块。散热模块6的输水管道上设置有水栗8。散热模块6中设置有用于储水的水槽61,出水端设置在水槽61上。水槽61上还配备有补水阀9,其与补水管路相连通以向散热模块6补充水。散热模块6的第一入风口和第一排风口分别位于其左、右两侧。散热模块6内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。更具体地,水槽61位于散热模块6的底部,进水端位于散热模块的顶部。在本实施例中,制冷装置包括I个散热模块6、I个第一冷凝器2、I个第二冷凝器7、I个蒸发器5和I个压缩机I,空气处理装置包括I个表冷器4。然而,在实际应用中,可采用一或多个散热模块6、第二冷凝器7、压缩机I或表冷器4,以实现更好的散热效果。
[0042]在本实用新型中,热的制冷剂从表冷器4的第一制冷剂出口流出后,经压缩机I的第二制冷剂入口流入压缩机I,然后从压缩机I的第二制冷剂出口分别流入第一冷凝器2的第三制冷剂入口和第二冷凝器7的第六制冷剂入口。在第一冷凝器2中,制冷剂与来自散热模块6的水进行热交换,在第二冷凝器7中,制冷剂与第二入风口输入的风进行第二次热交换,降温后,分别从第一冷凝器2的第三制冷剂出口和第二冷凝器7的第六制冷剂出口流出,经由膨胀阀3的第四制冷剂入口流入,从第四制冷剂出口流出,然后经由表冷器4的第一制冷剂入口流入表冷器4,并对表冷器4的进风口送入的新风降温、除湿,降温、除湿后的新风从表冷器4的送风口送出,以及经由蒸发器5的第五制冷剂入口进入蒸发器5,并从第五制冷剂出口流入压缩机I的第二制冷剂入口,在蒸发器5中,制冷剂与水管中的水发生了热交换,以获取向外界输送的冷冻水。在散热模块6中,从水槽61上的出水端流出的冷水经第一冷凝器2与其中的制冷剂进行热交换后,热水经过水栗8,再从散热模块6的进水端流入散热模块6中。在散热模块6中,从第一入风口输入的风与水进行第一次热交换,带走水中的热量,并从第一排风口排出,再经由第二冷凝器7的第二入风口进入第二冷凝器7。在第二冷凝器7中,从第二入风口输入的风与制冷剂进行第二次热交换,进一步带走制冷剂的热量。由此,实现了本实用新型的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置的热交换过程。
[0043]本实用新型的集空气源制冷机组和新风机组于一体且可强化散热的装置的夏季运行过程如下:
[0044]新风经过表冷器4降温除湿,送入室内;用于散热的新风则通过散热模块6,和循环的水直接接触,通过蒸发冷却的方式将循环水中的热量带走,然后经过第二冷凝器7,通过对流散热的方式将第二冷凝器7的热量带走,最后排出;被冷却的循环水进一步流经第一冷凝器2,通过第一冷凝器2与从压缩机I流出的高温制冷剂换热,循环水被加热后再次流入散热模块6;与循环水换热后和通过第二冷凝器7对流散热的制冷剂通过膨胀阀3,然后分别进入表冷器4和蒸发器5中,在表冷器4和蒸发器5中蒸发吸热,通过表冷器4与新风换热,对新风进行降温除湿,通过蒸发器5与外输的循环水换热,从而制出低温的冷冻水,随后换热后的制冷剂再次流入压缩机I,依次循环。散热模块6通过与其连通的补水阀8,对其进行补水。
[0045]本实用新型提供的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,主要是将制冷系统内嵌至空气处理装置里边,既利用蒸发冷却的方式对冷凝器进行散热,又利用蒸发冷却后的低温新风进一步与冷凝器进行对流换热,从而降低了冷凝温度。这种组合方式充分利用了蒸发冷却循环水的气化相变能,又以对流换热的方式充分利用了低温空气散热,使得散热效果最佳,提升了制冷效率。由于内嵌高效、高功率制冷机实现对外界输出冷冻水,实现空调机组和冷源一体化的简单、高效空调形式,使得空调系统的水系统得到简化,大大降低空调系统的造价以及运行成本,并且实现了新风处理装置的灵活利用。
[0046]本实用新型仅以上述最为常见的实施方式进行说明,在本实用新型的启示下得到的其他形式的机组,凡是根据本实用新型的基本原理对个别部件进行的变换或者改进,均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:包括新风处理装置和空气源制冷装置, 所述新风处理装置包括: 表冷器(4),其具有第一制冷剂出口、第一制冷剂入口、进风口及送风口,所述表冷器(4)通过其中的制冷剂将进风口送入的新风降温、除湿后从送风口送出; 所述空气源制冷装置包括: 压缩机(I),其具有第二制冷剂入口和第二制冷剂出口,所述第二制冷剂入口与所述第一制冷剂出口流体连通; 第一冷凝器(2),其具有第三制冷剂入口和第三制冷剂出口,所述第三制冷剂入口与所述第二制冷剂出口流体连通; 膨胀阀(3),其具有第四制冷剂入口和第四制冷剂出口,所述第四制冷剂入口与所述第三制冷剂出口流体连通,所述第四制冷剂出口与所述表冷器(4)的第一制冷剂入口流体连通; 蒸发器(5),其具有第五制冷剂入口和第五制冷剂出口,所述第五制冷剂入口与所述第四制冷剂出口流体连通,所述第五制冷剂出口与所述第二制冷剂入口流体连通,所述蒸发器(5)中还设有进水口和出水口分别与外界连接的水管,在所述蒸发器(5)中所述水管中的水与制冷剂进行热交换,以向外提供冷冻水; 散热模块(6),其具有进水端、出水端、第一入风口及第一排风口,第一入风口输入的风与所述散热模块(6)内的进水端与出水端之间的水进行第一次热交换后从第一排风口排出,所述散热模块(6)还包括位于其外部用于连通所述进水端和出水端的输水管道,所述输水管道的至少一部分位于所述第一冷凝器(2)内,使得其中的水能够与第一冷凝器(2)中的制冷剂进行热交换;及 第二冷凝器(7),其具有第六制冷剂入口、第六制冷剂出口、与所述散热模块(6)的第一排风口流体连通的第二入风口,以及第二排风口,所述第六制冷剂入口与所述压缩机(I)的第二制冷剂出口流体流通,所述第六制冷剂出口与所述膨胀阀(3)的第四制冷剂入口流体连通,第二入风口输入的风与第二冷凝器(7)内的制冷剂进行第二次热交换后从所述第二排风口排出。
2.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述散热模块(6)为气液直接接触式全热交换模块。
3.根据权利要求2所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述气液直接接触式全热交换模块采用蜂窝状结构。
4.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述输水管道上还设置有水栗(8)。
5.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述散热模块(6)中设置有用于储水的水槽(61),所述出水端设置在所述水槽(61)上。
6.根据权利要求5所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述水槽(61)上还配备有补水阀(9),其与补水管路相连通以向所述散热模块(6)补充水。
7.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述散热模块(6)内的进水端、出水端的连接方向与第一入风口、第一排风口的连接方向相垂直。
8.根据权利要求7所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述第一入风口和第一排风口分别位于所述散热模块(6)的左、右两侧。
9.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述制冷装置包括一或多个散热模块(6),和/或一或多个第二冷凝器(7),和/或一或多个压缩机(I)。
10.根据权利要求1所述的集空气源制冷机和新风机组于一体且可强化散热的装置,其特征在于:所述空气处理装置包括一或多个表冷器(4)。
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