CN210832212U - 使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统 - Google Patents

使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统：包含空气调节装置，换热装置和室外空气热交换器，所述空气调节装置包含：气体回收装置、气体制冷除湿装置、气体供应装置及压缩机单元；所述气体制冷除湿装置、压缩机单元串联一第一换热装置形成冷媒系统；所述室外空气热交换器并联至冷媒系统；所述调控系统基于室内湿度、水温和/或室温的不同设定值而启用，尤其是利用室外空气热交换器的吸热和散热功能，以对水温和/或室温进行调控。

Description

使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统
技术领域
本实用新型涉及空气调节和能源利用领域，尤其是指一种带有室外空气热交换器的双向循环调控系统。
背景技术
室内空气调节多使用蒸发器，蒸发器中的制冷盘管对湿度高的室内气体或混合了室外气体的混合气体进行除湿降温，并将制冷盘管处吸收的热量传递至加热盘管处，对降温后的空气进行重新加热，作为除湿空气返回室内空间。此除湿过程，制冷剂循环回收潜热，将冷空气重新加热，然后供应至室内。蒸发器中制冷盘管处吸收的热量还可以引至水换热装置，加热大厦内的水或泳池内的水。当大厦内的气温和水温均达到要求时，可以使用室外空气热交换器排热，释放除湿过程中回收的多余热量。
但冬天，尤其是湿度满足要求，且低于预期值时，无法利用上述除湿过程来产生潜热，室内气体温度和水温的提升需要使用辅助电加热设备。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统。
本实用新型所采用的技术手段如下。
首先，本实用新型提供了一种使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其中：包含空气调节装置，换热装置和室外空气热交换器；所述空气调节装置依次包含：气体回收装置、气体制冷除湿装置、气体供应装置及压缩机单元；所述气体制冷除湿装置、压缩机单元串联一第一换热装置形成冷媒系统；所述室外空气热交换器并联至冷媒系统；所述调控系统于室内湿度低于设定值时启用，即：当室内湿度低于设定值，水温和/或室温低于设定值，所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行升温调整。
其中，当室内湿度低于设定值，水温和/或室温高于设定值，所述室外空气热交换器散热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒进行室外空气散热，散热后的所述冷媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行降温调整。
其中，当室内湿度高于设定值，水温和/或室温低于设定值，除湿热泵模式开启，所述冷媒通过所述气体制冷除湿装置吸热，吸热后的冷媒通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行升温调整。
其中，当室内湿度高于设定值，水温和/或室温高于设定值，除湿热泵模式开启，所述冷媒通过所述第一换热装置和/或所述气体制冷除湿装置对水温和/或室温进行降温调整，吸热后的冷媒通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，所述热媒通至所述室外空气热交换器进行室外空气散热。
其中，所述第一换热装置为设置于空气调节装置中的气体再热装置；所述冷媒系统并联一第二换热器，所述第二换热器连接至水系统或水塔。
基于上述方案，还包含有第一三通阀，第二三通阀，四通阀及储液筒；
所述压缩机单元连接至第一三通阀入口，所述第一三通阀的出口一连接至所述气体再热装置入口；所述第一三通阀的出口二连接至一四通阀入口，所述四通阀依次包含第一出口、第二出口及第三出口；
所述四通阀第一出口连接至室外空气热交换器，四通阀第二出口连接至压缩机，四通阀第三出口连接至水换热装置；
所述室外空气热交换器、气体再热装置、第二换热器的另一端分别连接至储液筒；
所述储液筒连接至一第二三通阀入口，所述第二三通阀的出口一连接至一第二膨胀阀，所述第二膨胀阀连接至气体制冷除湿装置入口，所述气体制冷除湿装置出口连接至压缩机单元，或所述气体制冷除湿装置通过一阀门连接至气体再热装置；所述第二三通阀的出口二连接至第一膨胀阀，所述第一膨胀阀连接至室外空气热交换器；
所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至四通阀，再通过四通阀通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至第一三通阀入口，热媒通过第一三通阀通至气体再热装置和/或至四通阀连接的第二换热器；换热后的热媒自气体再热装置和/或第二换热器回流至储液筒，再通过第二三通阀至室外空气热交换器。
进一步，在上述方案基础上，所述储液筒与第二三通阀之间设置有冷媒过滤器。
进一步，在上述方案基础上，所述气体回收装置处设置有一入口端室外排风机。
同时，本实用新型还提供了如下几种进阶方案：
在上述方案基础上，所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前或处理空气后设置一套水冷系统。
或在上述方案基础上，所述空气调节装置中于冷媒系统处理空气前或处理空气后设置一套水加热系统。
或在上述方案基础上，所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统，并在冷媒系统处理空气后设置一套水加热系统。
或在所述第二换热器串联一第三换热器，所述第三换热器连接至冷冻水。所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统，该水冷系统入口处设置一第三三通阀，该第三三通阀的出口二连接至第三换热器入口；所述第三换热器入口设置一第四三通阀，所述第三三通阀的出口二连接至第四三通阀入口，该第四三通阀出口二连同至冷冻水。
本实用新型所产生的技术效果：本实用新型公开了不同种类的室内冷媒系统并联室外空气热交换器，当夏季湿度大时，室内冷媒系统除湿降温，将吸收的热量用于调整室内空气和室内水系统(如泳池或沐浴用水)，当室内湿度，温度及和池水温度均达到要求时，通过室外空气热交换器排除除湿过程中回收的多余热量。冬季，随着除湿需求的减少，回收的潜热受到限制。“逆循环”系统将制冷剂回路作为空气源热泵运行，为空气再加热和池水加热提供足够的热能。在逆循环系统下，使室外空气热交换器作为“热泵”，吸收室外热量进行室内空气加热和水加热。产生的潜热(来自于逆循环系统)随后转移到空气再热器，用于室内游泳池大厅和游泳池水加热。采用逆循环系统，冬季运行费用比辅助电加热设备节省60％以上。
附图说明
图1为本实用新型中使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统的整体结构示意图。
图2至图10为实用新型中使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统的各个实施例。
具体实施方式
下面结合附图，对依据本实用新型提出的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
本实用新型提供一种使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统包含空气调节装置，换热装置和室外空气热交换器；其中，所述空气调节装置依次包含：气体回收装置、气体制冷除湿装置、气体供应装置及压缩机单元；所述气体制冷除湿装置、压缩机单元串联一第一换热装置形成冷媒系统；所述室外空气热交换器并联至冷媒系统。所述调控系统于室内湿度低于设定值时启用，即：当室内湿度低于设定值，水温和/或室温低于设定值，所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行调整。
如图1为本实用新型中使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统的整体结构示意图。其包含室内单元和室外单元，室内单元包含空气调节装置10，其依次包含有气体回收装置11、气体过滤装置12、气体制冷除湿装置13、气体再热装置14，气体供应装置15，及压缩机单元，所述压缩机单元包含压缩机16及与之连接的气液分离器17。室内单元还包含水换热装置18及储液筒19，室外单元包含室外空气热交换器20。
室内单元还包含第一三通阀31、第二三通阀32及一四通阀33，所述压缩机16连接至第一三通阀入口31a，所述第一三通阀出口一 31b连接至所述气体再热装置14的入口；所述第一三通阀出口二31c 连接至一四通阀入口33a，所述四通阀33依次包含第一出口33b、第二出口33c及第三出口33d。其中，四通阀第一出口33b依次连接至一第一室内球阀36a，第一室内球阀36a连接至第一室外球阀37a，第一室外球阀37a连接至室外空气热交换器20。四通阀第二出口33c 连接至气液分离器17，气液分离器17连接至压缩机16，压缩机16 连接至第一三通入口31a。四通阀第三出口33d连接至水换热装置18。
所述水换热装置18另一端通过第一止回阀34a连接至储液筒 19，所述气体再热装置14另一端通过第二止回阀34b连接至储液筒 19，所述室外空气热交换器另一端连接一并联的第一膨胀阀38和第四止回阀34d，再连接一第二室外球阀37b，第二室外球阀37b连接至第二室内球阀36b，第二室内球阀36b连接至第三止回阀34c，第三止回阀34c连接至储液筒19。
所述储液筒19连接至一第二三通阀入口32a，所述第二三通阀的出口一32b连接至一第二膨胀阀39，所述第二膨胀阀39连接至气体制冷除湿装置13入口，所述气体制冷除湿装置13出口连接至气液分离器17，气液分离器17连接至压缩机16。所述气体制冷除湿装置13还可以通过一阀门35连接至气体再热装置14入口。第二三通阀的出口二32c连接至第二室内球阀36b，第二室内球阀36b连接至第二室外球阀37b，第二室外球阀37b连接至并联的第一膨胀阀38和第四止回阀34d，并联的第一膨胀阀38和第四止回阀34d连接至室外空气热交换器20。所述储液筒19及第二三通阀32之间设置有冷媒过滤器21，视液镜22及第三室内球阀36c。
所述调控系统于室内湿度低于设定值时启用，即：当室内湿度低于设定值，气温和/或室温低于设定值，所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至四通阀，再通过四通阀通至压缩机，于压缩机内所述冷媒转换为热媒，热媒通至第一三通阀入口，热媒通过第一三通阀通至气体再热装置和/ 或至四通阀连接的水换热装置；换热后的热媒自气体再热装置和/或水换热装置回流至储液筒，再通过第二三通阀至室外空气热交换器。
当室内湿度低于设定值，水温和/或室温高于设定值时，所述室外空气热交换器20散热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒顺向循环进入空气热交换器20,进行室外空气散热,散热后的冷媒液体收集至储储液筒19,再通过气体制冷除湿装置13和/或水换热装置18 对室温和/或水温进行降温调整。
所述调控系统于室内湿度高于设定值时启用，即：当室内湿度高于设定值，水温和/或室温低于设定值，除湿热泵模式开启,冷媒液体收集至储液筒19,再通过膨胀阀门39及气体制冷除湿装置13进行制冷除湿,吸热后的冷媒气体通至压缩机单元，于压缩机16内所述的冷媒气体经过压缩转换为热媒，热媒通至换热装置，通过气体再热装置14和/或水换热装置18对室温和/或水温进行升温调整。
当室内湿度高于设定值，水温和/或室温高于设定值，除湿热泵模式开启,冷媒液体收集至储液筒19,再通过膨胀阀门39及气体制冷除湿装置13进行制冷除湿,吸热后的冷媒气体通至压缩机单元，于压缩机16内所述的冷媒气体经过压缩转换为热媒，所述室外空气热交换器散热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒顺向循环进入空气热交换器20,进行室外空气散热。
不用电加热空气或再加热，不用电为锅炉池水加热，冬天可以从室外吸热，采用逆循环可节约能源成本60％以上。
操作逻辑是开启(开/关)各种阀门进行逆循环操作，使室外空气热交换器作为“热泵”，吸收室外热量进行室内空气加热和水加热。“热泵”运行控制逻辑见下表：
表一：夏季模式：
Figure DEST_PATH_GDA0002404328540000071
表二：冬季模式：
Figure DEST_PATH_GDA0002404328540000072
请参阅图2所示，其为本实用新型的一个实施例，其包含空气调节装置10和室外空气热交换器20，其中，空气调节装置10包含气体回收装置11、气体过滤装置12、气体制冷除湿装置13、气体再热装置14及气体供应装置15，及一入口端室外排风机15-1。所述体制冷装置13和气体再热装置14串联压缩机16，构成冷媒系统100。此方案中，室外空气热交换器20作为排热和吸热部件。室内湿度低于设定值时，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过气体再热装置14对温度进行调整。
请参阅图3所示，其为本实用新型的另一个实施例，与图2公开的实施例不同的是，其在冷媒系统上并联一第二换热器40，其可以为一个冷凝器，与室内水系统，如泳池水，洗澡水等进行换热。
请参阅图4所示，其为本实用新型的另一个实施例，与图3公开的实施例不同的是，在冷媒系统上并联一第二换热器40，第二换热器40一水塔50相连，进行储能散热。
请参阅图5和图6所示，其为本实用新型的另两个实施例，与图 3公开的实施例不同的是，其在空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统13-1，如图5所示。或其在冷媒系统处理空气之后，送风之前增加一套水冷系统13-1，该水冷系统13-1为制冷盘管，冷冻水输送至制冷盘管中，对空气进行降温。
请参阅图7所示，其为本实用新型的另一个实施例，与图3公开的实施例不同的是，其在空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统13-1，并在空气调节装置于冷媒系统处理空气后，送风之前增加一套水加热系统14-1，该水加热系统14-1为热水盘管，可以连通采暖热水，对空气进行升温。
请参阅图8所示，其为本实用新型的另一个实施例，与图7公开的实施例不同的是，在空气调节装置于冷媒系统处理空气后，送风之前增加一套水加热系统14-1。
请参阅图9所示，其为本实用新型的另一个实施例，所述第二换热器40串联一第三换热器60，第二换热器40用于泳池水的加热，所述第三换热器60连通至冷冻水。所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统13-1，该水冷系统13-1入口处设置一第三三通阀23，第三三通阀23的入口23a连通冷冻水，该第三三通阀的出口一23b连接至水冷系统13-1的制冷盘管，该第三三通阀的出口二23c连接至第三换热器60入口。所述第三换热器60入口设置一第四三通阀24，所述第三三通阀的出口二23c连接至第四三通阀入口24a，或该水冷系统13-1的制冷盘管出口连接至第四三通阀入口24a，该第四三通阀出口一24b连接至第三换热器60入口，该第四三通阀出口二24c连通至冷冻水。
请参阅图10所示，其为本实用新型的再一个实施例，其中冷媒系统100中的第一换热器不是上述实施例中空气调节装置中的气体再热装置14，而是一单独的冷凝器，在室内空气满足除湿降温条件时，该冷凝器放热至与之连接的气体再热装置14，当室内空气不满足除湿降温条件时，如冬季室内湿度低于设定值，室外空气热交换器20吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至第一换热器40，第一换热器40与气体再加热装置14或水换热装置18 进行换热，调整室温和水温。
以上公开了多个实施案例，公开了不同种类的室内冷媒系统并联室外空气热交换器，当夏季湿度大时，室内冷媒系统除湿降温，将吸收的热量用于调整室内空气和室内水系统(如泳池或沐浴用水)，当室内湿度，温度及和池水温度均达到要求时，通过室外空气热交换器排除除湿过程中回收的多余热量。冬季，随着除湿需求的减少，回收的潜热受到限制。“逆循环”系统将制冷剂回路作为空气源热泵运行，为空气再加热和池水加热提供足够的热能。在逆循环系统下，使室外空气热交换器作为“热泵”，吸收室外热量进行室内空气加热和水加热。产生的潜热(来自于逆循环系统)随后转移到空气再热器，用于室内游泳池大厅和游泳池水加热。采用逆循环系统，冬季运行费用比辅助电加热设备节省60％以上。

Claims (9)

1.使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：包含空气调节装置，换热装置和室外空气热交换器；
所述空气调节装置依次包含：气体回收装置、气体制冷除湿装置、气体供应装置及压缩机单元；
所述气体制冷除湿装置、压缩机单元串联一第一换热装置形成冷媒系统；
所述室外空气热交换器并联至冷媒系统；
所述调控系统于室内湿度低于设定值时启用，即：
当室内湿度低于设定值，水温和/或室温低于设定值，所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行升温调整；
当室内湿度低于设定值，水温和/或室温高于设定值，所述室外空气热交换器散热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒进行室外空气散热，散热后的所述冷媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行降温调整。
2.如权利要求1所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：
当室内湿度高于设定值，水温和/或室温低于设定值，除湿热泵模式开启，所述冷媒通过所述气体制冷除湿装置吸热，吸热后的冷媒通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至换热装置，通过第一换热装置对水温和/或室温进行升温调整；
当室内湿度高于设定值，水温和/或室温高于设定值，除湿热泵模式开启，所述冷媒通过所述第一换热装置和/或所述气体制冷除湿装置对水温和/或室温进行降温调整，吸热后的冷媒通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，所述热媒通至所述室外空气热交换器进行室外空气散热。
3.如权利要求1所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：
所述第一换热装置为设置于空气调节装置中的气体再热装置；
所述冷媒系统并联一第二换热器，所述第二换热器连接至水系统或水塔。
4.如权利要求3所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：
还包含有第一三通阀，第二三通阀，四通阀及储液筒；
所述压缩机单元连接至第一三通阀入口，所述第一三通阀的出口一连接至所述气体再热装置入口；所述第一三通阀的出口二连接至一四通阀入口，所述四通阀依次包含第一出口、第二出口及第三出口；
所述四通阀第一出口连接至室外空气热交换器，四通阀第二出口连接至压缩机，四通阀第三出口连接至水换热装置；
所述室外空气热交换器、气体再热装置、第二换热器的另一端分别连接至储液筒；
所述储液筒连接至一第二三通阀入口，所述第二三通阀的出口一连接至一第二膨胀阀，所述第二膨胀阀连接至气体制冷除湿装置入口，所述气体制冷除湿装置出口连接至压缩机单元，或所述气体制冷除湿装置通过一阀门连接至气体再热装置；所述第二三通阀的出口二连接至第一膨胀阀，所述第一膨胀阀连接至室外空气热交换器；
所述室外空气热交换器吸热模式开启，室外空气热交换器中的冷媒自室外空气热交换器通至四通阀，再通过四通阀通至压缩机单元，于压缩机单元内所述冷媒转换为热媒，热媒通至第一三通阀入口，热媒通过第一三通阀通至气体再热装置和/或至四通阀连接的第二换热器；换热后的热媒自气体再热装置和/或第二换热器回流至储液筒，再通过第二三通阀至室外空气热交换器。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前或处理空气后设置一套水冷系统。
6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：所述空气调节装置中于冷媒系统处理空气前或处理空气后设置一套水加热系统。
7.如权利要求1至4中任一权利要求所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统，并在冷媒系统处理空气后设置一套水加热系统。
8.如权利要求3或4所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：所述第二换热器串联一第三换热器，所述第三换热器连接至冷冻水。
9.如权利要求8所述的使用室外空气热交换器调节气温、湿度及水温的调控系统，其特征在于：所述空气调节装置于冷媒系统处理空气前设置一套水冷系统，该水冷系统入口处设置一第三三通阀，该第三三通阀的出口二连接至第三换热器入口；所述第三换热器入口设置一第四三通阀，所述第三三通阀的出口二连接至第四三通阀入口，该第四三通阀出口二连同至冷冻水。
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