CN209295307U - 空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调技术领域，公开了一种空调系统，所述空调系统包括室内机和室外机，所述室外机包括第一冷凝器，所述室内机包括具有室内进风口和出风口的壳体和在所述壳体内沿所述室内进风口和所述出风口的方向依次设置的能够冷却空气的蒸发器和能够加热冷却后的所述空气的第二冷凝器，所述空调系统还包括压缩机，其中：所述压缩机、所述第一冷凝器、所述蒸发器由载有制冷剂的管路依次连接形成第一制冷剂循环回路；所述压缩机、所述第二冷凝器、所述蒸发器由载有所述制冷剂的管路依次连接形成第二制冷剂循环回路。本实用新型提供的空调系统能够提高机组效率，降低机组能耗。

Description

空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体地涉及一种空调系统。

背景技术

高精度恒温恒湿空调器的空气处理流程大多采用露点温度控制方式。其中，露点温度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叫露点温度。这种露点温度控制方式先将空气降温除湿后再采用二次加热(又称再热)的方法加热冷却后的空气，导致消耗了大量的能源。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种空调系统，该空调系统能够提高机组效率，降低机组能耗。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种空调系统，所述空调系统包括室内机和室外机，所述室外机包括第一冷凝器，所述室内机包括具有室内进风口和出风口的壳体和在所述壳体内沿所述室内进风口和所述出风口的方向依次设置的能够冷却空气的蒸发器和能够加热冷却后的所述空气的第二冷凝器，所述空调系统还包括压缩机，其中：所述压缩机、所述第一冷凝器、所述蒸发器由载有制冷剂的管路依次连接形成第一制冷剂循环回路；所述压缩机、所述第二冷凝器、所述蒸发器由载有所述制冷剂的管路依次连接形成第二制冷剂循环回路。

优选地，所述压缩机的排气口和所述蒸发器的进口之间连接有第一支路和第二支路，所述第一冷凝器设置在所述第一支路中，所述第二冷凝器设置在所述第二支路中，所述蒸发器的出口与所述压缩机的吸气口通过管路连接。

优选地，所述空调系统包括在所述第一支路中设置于所述第一冷凝器的出口和所述蒸发器的进口之间的第一节流装置；和/或，所述空调系统包括在所述第二支路中设置于所述第二冷凝器的出口和所述蒸发器的进口之间的第二节流装置。

优选地，所述空调系统包括所述壳体内设置的位于所述第二冷凝器和所述出风口之间的加热装置。

优选地，所述空调系统包括控制装置和能够检测所述壳体内的所述蒸发器前、所述蒸发器后、所述第二冷凝器后、所述加热装置后的空气的热工参数的检测装置，所述控制装置设置为能够根据所述检测装置检测到的空气的热工参数调节所述蒸发器的制冷量、所述第二冷凝器的加热量、所述加热装置的加热量，使得所述出风口的空气的热工参数为设定值。

优选地，所述空调系统包括所述壳体内设置的位于所述室内进风口和所述蒸发器之间的过滤装置。

优选地，所述空调系统包括所述壳体内设置的使空气从所述室内进风口朝向所述出风口流动的通风装置。

优选地，所述壳体上设置有用于连通室外空气的室外进风口，所述室外进风口位于所述蒸发器的背离所述出风口的一侧。

在上述技术方案中，由于室内机包括壳体以及设置在壳体内的蒸发器和第二冷凝器，第二冷凝器将来自压缩机加压后的气态冷凝器降温凝结形成液态制冷剂时排放的热量可用于加热经蒸发器冷却的空气，即第二冷凝器释放的热量可代替部分加热经蒸发器冷却后的空气所需的热量，从而降低了能量消耗，同时由于空气系统设置了第二冷凝器，且第二冷凝器处于蒸发器冷却空气的较低温度中，改善了冷却工况，使第二冷凝器的工作效率较高，从而提高了空调系统的整体工作效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式的空调系统的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施方式的空调系统的空气处理过程的焓湿图。

附图标记说明

第一冷凝器-1；壳体-2；室内进风口-A1；室外进风口-A2；出风口-B；蒸发器-3；第二冷凝器-4；压缩机-5；第一节流装置-C1；第二节流装置-C2；加热装置-6；过滤装置-7；通风装置-8。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

本实用新型提供一种空调系统，所述空调系统包括室内机和室外机，所述室外机包括第一冷凝器1，所述室内机包括具有室内进风口A1和出风口B的壳体2和在所述壳体2内沿所述室内进风口A1和所述出风口B的方向依次设置的能够冷却空气的蒸发器3和能够加热冷却后的所述空气的第二冷凝器4，所述空调系统还包括压缩机5，其中：所述压缩机5、所述第一冷凝器1、所述蒸发器3由载有制冷剂的管路依次连接形成第一制冷剂循环回路；所述压缩机5、所述第二冷凝器4、所述蒸发器3由载有所述制冷剂的管路依次连接形成第二制冷剂循环回路。

在上述技术方案中，如图1所示，由于室内机包括壳体2以及设置在壳体2内的蒸发器3和第二冷凝器4，第二冷凝器4将来自压缩机5加压后的气态冷凝器降温凝结形成液态制冷剂时排放的热量可用于加热经蒸发器3冷却的空气，即第二冷凝器4释放的热量可代替部分加热经蒸发器3冷却后的空气所需的热量，从而降低了能量消耗，同时由于空气系统设置了第二冷凝器4，且第二冷凝器4处于蒸发器3冷却空气的较低温度中，改善了冷却工况，使第二冷凝器4的工作效率较高，从而提高了空调系统的整体工作效率。

其中，为了使压缩机5、第一冷凝器1、蒸发器3之间形成第一制冷剂循环回路和使压缩机5、第二冷凝器4、蒸发器3之间形成第二制冷剂循环回路，同时能够简化管路结构和降低材料消耗，如图1所示，优选地，所述压缩机5的排气口和所述蒸发器3的进口之间连接有第一支路和第二支路，所述第一冷凝器1设置在所述第一支路中，所述第二冷凝器4设置在所述第二支路中，所述蒸发器3的出口与所述压缩机5的吸气口通过管路连接。也就是说，所述第一制冷剂循环回路和所述第二制冷剂循环回路在所述蒸发器3和所述压缩机5之间共用同一管路。

为了能够调节控制从第一冷凝器1进入蒸发器3的制冷剂的量，优选地，所述空调系统包括在所述第一支路中设置于所述第一冷凝器1的出口和所述蒸发器3的进口之间的第一节流装置C1；为了能够调节控制从第二冷凝器4进入蒸发器3的制冷剂的量，所述空调系统包括在所述第二支路中设置于所述第二冷凝器4的出口和所述蒸发器3的进口之间的第二节流装置C2。

考虑到经过第二冷凝器4加热的再热空气的温度可能低于所需的设定温度，为了保证从出风口B排出的空气的温度为设定温度，优选地，所述空调系统包括所述壳体2内设置的位于所述第二冷凝器4和所述出风口B之间的加热装置6。

并且，为了实现精确调节从出风口B排出的空气的温度，以便更好地满足使用要求和降低能耗，优选地，所述空调系统包括控制装置和能够检测所述壳体2内的所述蒸发器3前、所述蒸发器3后、所述第二冷凝器4后、所述加热装置6后的空气的热工参数的检测装置，所述控制装置设置为能够根据所述检测装置检测到的空气的热工参数调节所述蒸发器3的制冷量、所述第二冷凝器4的加热量、所述加热装置6的加热量，使得所述出风口B的空气的热工参数为设定值。其中，当检测装置检测到经第二冷凝器4加热后的空气的热工参数为设定值时，加热装置6不工作；当检测装置检测到经第二冷凝器4加热后的空气的热工参数低于设定值时，控制装置控制加热装置6加热空气，以使空气的热工参数等于设定值。需说明的是，这里的“前”和“后”是按照空气的流动方向区分的，例如，空气先流动经过“蒸发器3前”再到达“所述蒸发器3后”。

为了防止灰尘等物质留存在蒸发器3上而影响蒸发器3的工作效率和为了提高空气质量，优选地，所述空调系统包括所述壳体2内设置的位于所述室内进风口A1和所述蒸发器3之间的过滤装置7。这样从室内进风口A1和下面将介绍的室外进风口A2进入壳体2内的空气会先经过过滤装置7，将灰尘等物质过滤掉，然后再经过蒸发器3，使蒸发器3能够更好地工作。

为了加快空气的流动速度，以提高空调系统的工作效率，优选地，所述空调系统包括所述壳体2内设置的使空气从所述室内进风口A1朝向所述出风口B流动的通风装置8。其中，通风装置8可为风机。

在不影响壳体2内的其他元件(例如过滤装置7、蒸发器3和第二冷凝器4等)的工作的前提下，通风装置8可设置在壳体2内的任何合适的位置，为了使壳体2内的空气能够尽快从出风口B排出，并且在从出风口B排出后能够流动至室内的较大范围空间内，优选地，所述通风装置8设置在所述加热装置6的下游；通风装置8的出口延伸至所述出风口B。

另外，为了提高室内的空气的质量，优选地，所述壳体2上设置有用于连通室外空气的室外进风口A2，所述室外进风口A2位于所述蒸发器3的背离所述出风口B的一侧。这样经室内进风口A1进入壳体2内的室内空气和经室外进风口A2进入壳体2内的室外空气混合后可以一同先经过蒸发器3降温除湿后，再经过第二冷凝器4加热，若此时混合空气的热工参数未达到设定值还可经过加热装置6加热到设定值，最后通过通风装置8由出风口B送入室内。

其中，为了方便在壳体2内设置过滤装置7、蒸发器3、第二冷凝器4和通风装置8等装置和使从室内进风口A1进入壳体2内的室内空气和从室外进风口A2进入壳体2内的室外空气的混合气体能够依次经过过滤装置7、蒸发器3、第二冷凝器4和通风装置8等装置，优选地，所述壳体2为矩形体，所述室内进风口A1和所述出风口B设置在所述矩形体的相对间隔设置的两端的端壁上，所述室外进风口A2靠近所述室内进风口A1设置在所述矩形体的侧壁上。

参考图1，本实用新型的空调系统的运行过程如下：

图1中的多个箭头示出了制冷剂的流动路线，具体地，压缩机5运行，将气态制冷剂加压，加压后的制冷剂从压缩机5的排气口分别输送至第一冷凝器1和第二冷凝器4；气态制冷剂进入第一冷凝器1后，降温凝结形成液态制冷剂，经过第一冷凝器1的制冷剂经第一节流装置C1节流后进入蒸发器3；气态制冷剂进入第二冷凝器4后，降温凝结形成液态制冷剂，经过第二冷凝器4的制冷剂经第二节流装置C2节流后进入蒸发器3；制冷剂进入蒸发器3中换热，蒸发形成气态制冷剂，蒸发器3中的气态制冷剂被吸入压缩机5，形成制冷剂循环。

通风装置8运行，室内空气自室内进风口A1进入室内机的壳体2内，室外空气自室外进风口A2进入壳体2，室内空气与室外空气在壳体2中混合，混合空气经过滤装置7过滤，过滤后的空气经蒸发器3冷却，处理至空气露点温度，进行除湿，冷却后的空气经第二冷凝器4加热，空气的热工参数上升至小于或等于设定值；经第二冷凝器4加热后的空气的热工参数如果低于设定值，开启加热装置6再次加热；经第二冷凝器4加热后的空气的热工参数如果等于设定值，加热装置6不启动；流经加热装置6的空气，经通风装置8加压，由出风口B送出。其中，第一节流装置C1和第二节流装置C2可根据工况分别调节流经第一冷凝器1和第二冷凝器4的制冷剂流量。

空气处理过程如下：室内空气和室外空气混合后，依次经蒸发器3降温除湿，经第二冷凝器4加热，可选择地经加热装置6加热进行精确调整热工参数后，从出风口B排出。

图2是本实用新型优选实施方式的空调系统的空气处理过程的焓湿图，在焓湿图中，W点表示室外空气状态点，N点表示室内空气状态点，C点表示混合后的空气状态点，L点表示混合空气经蒸发器3冷却除湿后的露点，H点表示经第二冷凝器4再热后的空气状态点，H’表示加热装置6再热后的空气状态点。

为方便描述本实用新型的空调系统的节能效果，假定如下：室外空气温度为33.5℃，相对湿度57.7％；室内空气温度24℃，相对湿度50％；送风空气温度22℃，相对湿度50％；室外空气(新风)量为送风量的10％；送风量为10000m³/h，采用本实用新型机组制冷过程的COP为3.7(由于增加了第二冷凝器4，且第二冷凝器4的冷凝温度较低，故COP增大)，采用常规机组制冷过程的COP为3.5，加热装置6采用电加热方式；此工况下，室内冷负荷为7.063kW，新风负荷为10.810kW。

从图2的空气处理焓湿图可以看出，机组的制冷过程需将空气从混合后的空气状态点C处理至露点L，此过程，机组的制冷量为42.109kW；机组的再热过程需将空气从露点L处理至H’，此过程，机组的再热量为24.236kW；而此工况下，室内的冷负荷仅为7.063kW，新风负荷仅为10.810kW。

如采用常规机组，生产42.109kW冷量所需功率为12.031kW，生产24.236kW热量所需功率为24.236kW(电热转化率取理想值100％)，常规机组所需功率为12.031kW+24.236kW＝36.267kW。

如采用本实用新型的空调系统，生产42.109kW冷量所需功率为11.381kW，生产24.236kW热量由第二冷凝器4和加热装置6共同承担，其中第二冷凝器4承担所需热量的90％，并且不增加额外的耗电量；加热装置6承担所需热量的10％，约为2.424kW；机组所需功率为11.381kW+2.424kW＝13.805kW。

由此可见，本实用新型的空调系统与常规机组相比，节省能源消耗约(36.267kW-13.805kW)/36.267kW＝61.94％。

综上所述，本实用新型的空调系统适用于高精度恒温恒湿空气调节系统，节能原理有以下两个：(1)利用第二冷凝器4释放的热量代替了部分再热所需的热量；(2)第二冷凝器4利用被蒸发器6冷却后的空气冷却，冷凝温度较低，改善了制冷工况。因此，本实用新型的空调系统，提高了机组的效率，降低了机组能耗，实现了节能的目的。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括室内机和室外机，所述室外机包括第一冷凝器(1)，所述室内机包括具有室内进风口(A1)和出风口(B)的壳体(2)和在所述壳体(2)内沿所述室内进风口(A1)和所述出风口(B)的方向依次设置的能够冷却空气的蒸发器(3)和能够加热冷却后的所述空气的第二冷凝器(4)，所述空调系统还包括压缩机(5)，其中：

所述压缩机(5)、所述第一冷凝器(1)、所述蒸发器(3)由载有制冷剂的管路依次连接形成第一制冷剂循环回路；

所述压缩机(5)、所述第二冷凝器(4)、所述蒸发器(3)由载有所述制冷剂的管路依次连接形成第二制冷剂循环回路。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机(5)的排出口和所述蒸发器(3)的进口之间连接有第一支路和第二支路，所述第一冷凝器(1)设置在所述第一支路中，所述第二冷凝器(4)设置在所述第二支路中，所述蒸发器(3)的出口与所述压缩机(5)的吸气口通过管路连接。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：

所述空调系统包括在所述第一支路中设置于所述第一冷凝器(1)的出口和所述蒸发器(3)的进口之间的第一节流装置(C1)；和/或，

所述空调系统包括在所述第二支路中设置于所述第二冷凝器(4)的出口和所述蒸发器(3)的进口之间的第二节流装置(C2)。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括所述壳体(2)内设置的位于所述第二冷凝器(4)和所述出风口(B)之间的加热装置(6)。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括控制装置和能够检测所述壳体(2)内的所述蒸发器(3)前、所述蒸发器(3)后、所述第二冷凝器(4)后、所述加热装置(6)后的空气的热工参数的检测装置，所述控制装置设置为能够根据所述检测装置检测到的空气的热工参数调节所述蒸发器(3)的制冷量、所述第二冷凝器(4)的加热量、所述加热装置(6)的加热量，使得所述出风口(B)的空气的热工参数为设定值。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括所述壳体(2)内设置的位于所述室内进风口(A1)和所述蒸发器(3)之间的过滤装置(7)。

7.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括所述壳体(2)内设置的使空气从所述室内进风口(A1)朝向所述出风口(B)流动的通风装置(8)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述壳体(2)上设置有用于连通室外空气的室外进风口(A2)，所述室外进风口(A2)位于所述蒸发器(3)的背离所述出风口(B)的一侧。