CN211625516U

CN211625516U - 水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组

Info

Publication number: CN211625516U
Application number: CN201922440240.4U
Authority: CN
Inventors: 文世硕
Original assignee: Sinopharm Chongqing Pharmaceutical Industry Design Institute
Current assignee: Sinopharm Chongqing Pharmaceutical Industry Design Institute
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，包括空调机组本体设置的直膨表冷降温除湿段与余热控湿段，直膨表冷降温除湿段的进液端、出液端分别通过制冷剂液管、制冷剂气管和水冷压缩冷凝机组的冷凝盘管两端相连，水冷压缩冷凝机组的冷却水进口端通过供水管与冷却塔的出水端相连，在供水管上设置有循环泵，水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端通过控湿管道经余热控湿段的换热盘管后与三通调节阀的一个进水口相连，三通调节阀的出水口通过回水管与冷却塔的进水端相连，三通调节阀的另一个进水口连接至水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端。其显著效果是：利用冷却水余热进行空调机组的再热控湿，造价低廉、经济性好。

Description

水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组

技术领域

本实用新型涉及到医药工业洁净厂房技术领域，具体涉及一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组。

背景技术

医药工业洁净厂房的环境是以微粒和微生物为主要控制对象，同时还需控制环境的温度、湿度、压差、照度、噪声等参数。因此，洁净空调机组是保障环境洁净度、温度、湿度的必要设备。在医药净化空调系统中，最常用的控湿方式是新风与回风的混合空气通过表冷器降温除湿(降低空气的绝对含湿量)后，再通过一定量的再热实现房间的相对湿度控制。然而，该控湿方式由于需要通过一部分再热达到控制房间相对湿度的目的，必然会造成能耗的显著增加，如何解决再热的能源浪费问题就成为了暖通专业技术研究的焦点问题。

目前，为最大程度的节约能源，医药洁净空调行业内也在逐步探索对控湿方式的优化，现有解决方案主要分两个方向：热管热回收控湿方式和温湿分控处理方式。其中，热管热回收控湿方式是将表冷器前热空气的热量通过热管技术转移到表冷器后提供再热所需的热量，虽然在满足再热控湿的同时对混合后的热空气进行了降温，节能效率高，但是造价高；很难实现湿度的实时调节。而温湿分控处理方式通过先由前表冷对室外新风除湿，处理后的低含湿量空气与室内回风混合中和室内散湿，再通过后表冷降温来控制室内温度，虽然取消了再热过程，一定程度上降低了能耗，但因冷源处理能力的影响，适用范围受限，且受室内散湿量限制，当室内散湿量较大时，无法实现相对湿度能控制在要求范围内。

因此，医药行业亟需设计一种完全实现医药行业对空调系统控湿节能性高、可调性好、适用性广的控湿空调系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，以水冷直膨式空调机组为基础，把余热回收用于再热以替代外接热源或电热作为再热热源，控湿节能性高、可调性好、适用性广。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其关键在于：包括空调机组本体、水冷压缩冷凝机组、冷却塔，所述空调机组本体内设置有直膨表冷降温除湿段与余热控湿段，所述直膨表冷降温除湿段的进液端、出液端分别通过制冷剂液管、制冷剂气管和所述水冷压缩冷凝机组的冷凝盘管两端相连，所述水冷压缩冷凝机组的冷却水进口端通过供水管与所述冷却塔的出水端相连，在所述供水管上设置有循环泵，所述水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端通过控湿管道经所述余热控湿段的换热盘管后与三通调节阀的一个进水口相连，所述三通调节阀的出水口通过回水管与所述冷却塔的进水端相连，所述三通调节阀的另一个进水口连接至所述水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端。

进一步的，所述空调机组本体包括沿着空气流通方向依次设置的初效新风段、回风混合段、风机段、加热段、加湿段、高效过滤段与出风段，在所述回风混合段与风机段之间依次设置所述直膨表冷降温除湿段与余热控湿段。

进一步的，在所述初效新风段与回风混合段之间设置有初效过滤段，在所述回风混合段与所述直膨表冷降温除湿段之间设有中效过滤段。

进一步的，在所述加湿段与高效过滤段之间还设置有均风段。

进一步的，在所述制冷剂液管上设置有电子膨胀阀。

进一步的，所述直膨表冷降温除湿段经过直膨表冷处理后输出的空气温度为10～13℃。

本方案所述的空调机组通过增加旁路装置和搭配合适的水——空气换热盘管，一部分35℃的冷却水通过旁路装置引入再热盘管换热，将除湿后的空气加热到满足室内相对湿度的送风温度送入室内，换热后的冷却循环水降至30℃左右回到冷却水回水总管，既满足了再热控湿的要求，也实现了冷却水余热的回收利用。

本实用新型的显著效果是：

1.充分利用了直膨式机组的除湿能力强的特点，能够满足医药行业绝大部分产品生产过程的房间相对湿度要求。

2.通过简单的旁路装置将直膨机组的冷却水余热用于空调系统的再热控湿，造价低廉、经济性好。

3.余热水与空气换热完全隔离，兼顾了医药行业生产质量控制中的核心：避免污染及交叉污染。

4.通过在热回收管路上增设的三通阀，可很方便地调节再热量大小，可实现室内相对湿度的自动调节(结合空调温、湿度控制系统)，满足了医药行业对洁净生产环境相对湿度实时控制要求。

5.利用水冷系统能效比高的特点，回收冷却水余热的同时也改善了冷却水系统的运行状态，达到了节能的目的。

附图说明

图1是本实用新型的管路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，包括空调机组本体、水冷压缩冷凝机组16、冷却塔13，所述空调机组本体内设置有直膨表冷降温除湿段5与余热控湿段6，所述直膨表冷降温除湿段5的进液端、出液端分别通过制冷剂液管19、制冷剂气管17和所述水冷压缩冷凝机组16的冷凝盘管两端相连，在所述制冷剂液管19上设置有电子膨胀阀18，所述直膨表冷降温除湿段5经过直膨表冷处理后输出的空气温度为10～13℃，所述水冷压缩冷凝机组16的冷却水进口端通过供水管15与所述冷却塔13的出水端相连，在所述供水管15上设置有循环泵14，所述水冷压缩冷凝机组16的冷却水回水端通过控湿管道20经所述余热控湿段6的换热盘管后与三通调节阀21的一个进水口相连，所述三通调节阀21的出水口通过回水管22与所述冷却塔13的进水端相连，所述三通调节阀21的另一个进水口连接至所述水冷压缩冷凝机组16的冷却水回水端。

本实施例中，所述空调机组本体包括沿着空气流通方向依次设置的初效新风段1、回风混合段3、风机段7、加热段8、加湿段9、高效过滤段11与出风段12，在所述回风混合段3与风机段7之间依次设置所述直膨表冷降温除湿段5与余热控湿段6；在所述初效新风段1与回风混合段3之间设置有初效过滤段2，在所述回风混合段3与所述直膨表冷降温除湿段5之间设有中效过滤段4；在所述加湿段9与高效过滤段11之间还设置有均风段10。

本实施例所述的空调机组通过增加由水冷压缩冷凝机组16、冷却塔13、电动三通调节阀21以及水循环管路构成的旁路系统，并搭配合适的水——空气换热盘管(也即余热控湿段6内的换热盘管)，将一部分35℃的水冷压缩冷凝机组16输出的冷却水通过控湿管道20引入余热控湿段6内的再热盘管进行换热，将除湿后的空气加热到满足室内相对湿度的送风温度送入室内，换热后的冷却循环水降至30℃左右回到冷却水回水管22，并送入冷却塔13进行冷却，之后再送入所述水冷压缩冷凝机组16提供冷源，从而实现直膨表冷降温除湿段5的降温除湿，既满足了再热控湿的要求，也实现了冷却水余热的回收利用。

本空调机组相较于现有的控湿空调机组而言具有的优势有：

1.节能性

(1)就机组本身而言，冷却介质是以水为载体，比热高，冷却水通过水冷压缩冷凝机组16换热后，一般都高于35℃，而经过上述直膨表冷降温除湿段5表冷处理后的空气温度可低至10～13℃，空气与余热水的换热温差超过22℃，采用水冷式直膨机组相对风冷式直膨机组节能25～30％。

(2)控湿所需的再热量由水冷压缩冷凝机组16产生的免费的回收余热提供，实现了系统的整体能耗下降(其中再热量大小根据控制的温度、相对湿度以及房间的再热量不同有很大差别，同时系统的耗能量与所处区域的气候条件、新风比、送风量有关，这两部分均无法定量，因此此处为定性分析)。

(3)通过换热后的冷却循环水因为其热量部分提供给了再热，冷却水回水温度会有一定程度降低，可减少通过冷却塔13的散热，冷却塔13风机降低风机转速、或减少运行台数、甚至不开风机就能实现需要的供水温度。

(4)冬季在室外环境温度不低于5℃的条件下，可采用水环热泵的方式供热，无需开启外接热源(或电热)的加热，其耗能只相当于蒸汽热源的2/3，热水热源的1/2，电加热的1/4。

2、经济性

(1)水冷直膨式医药洁净空调机组+冷却循环系统设备价格比同处理能力的风冷直膨式医药洁净空调机组价格低5～10％。

(2)水冷直膨式医药洁净空调机组安装费用远低于风冷式机组。风冷式室外机与室内机冷媒管采用铜管连接且需保温，造价昂贵，水冷式冷却水管均采用镀锌钢管，无需保温。

3.安全性

(1)余热水与空气换热完全隔离，避免了污染和交叉污染，符合医药行业安全性的核心需求。

(2)无中间介质压力要求，无易燃易爆物质，没有安全风险。

(3)保障性高，对夏季极端天气的运行保障远高于风冷机组。一是本身水冷机组特性决定的，二是因提供了再热可以降低冷却水回水温度，可以补充冷却塔13的处理能力。

4.调控性

(1)结构简单，可调性好采用电动三通调节阀21调节回收量，逻辑简单，易于实现。

(2)相对湿度的可调范围大于冷冻水型机组。

直膨式制冷机组其本身的特点就是蒸发温度低(蒸发温度可低至2～5℃)，空气除湿能力强，因此可控制的相对湿度范围远低于冷冻水除湿，在不同温度下可控制的最低相对湿度见下表：

温度(℃)	直膨式	冷冻水(7/12℃)
			20	52％	61.1％
21	49％	57.4％
			22	46.1％	54％
23	43.4％	50.8％
			24	40.8％	47.9％
25	38.4％	45.1％

注：本表中数据为标准大气压下、送风温差4℃、热湿比15000时数据。

由此可见，水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组其控湿能力远强于冷冻水型，对于医药行业，A、B、C级洁净区相对湿度要求不低于45％、D级洁净区相对湿度要求不低于40％的洁净生产区均可以应用该机型，可满足90％以上的医药洁净生产环境要求，同时还可在实验室、食品、兽药等领域延伸。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：包括空调机组本体、水冷压缩冷凝机组、冷却塔，所述空调机组本体内设置有直膨表冷降温除湿段与余热控湿段，所述直膨表冷降温除湿段的进液端、出液端分别通过制冷剂液管、制冷剂气管和所述水冷压缩冷凝机组的冷凝盘管两端相连，所述水冷压缩冷凝机组的冷却水进口端通过供水管与所述冷却塔的出水端相连，在所述供水管上设置有循环泵，所述水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端通过控湿管道经所述余热控湿段的换热盘管后与三通调节阀的一个进水口相连，所述三通调节阀的出水口通过回水管与所述冷却塔的进水端相连，所述三通调节阀的另一个进水口连接至所述水冷压缩冷凝机组的冷却水回水端。

2.根据权利要求1所述的水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：所述空调机组本体包括沿着空气流通方向依次设置的初效新风段、回风混合段、风机段、加热段、加湿段、高效过滤段与出风段，在所述回风混合段与风机段之间依次设置所述直膨表冷降温除湿段与余热控湿段。

3.根据权利要求2所述的水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：在所述初效新风段与回风混合段之间设置有初效过滤段，在所述回风混合段与所述直膨表冷降温除湿段之间设有中效过滤段。

4.根据权利要求2所述的水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：在所述加湿段与高效过滤段之间还设置有均风段。

5.根据权利要求1所述的水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：在所述制冷剂液管上设置有电子膨胀阀。

6.根据权利要求1～5任一项所述的水冷余热控湿直膨式医药洁净空调机组，其特征在于：所述直膨表冷降温除湿段经过直膨表冷处理后输出的空气温度为10～13℃。