一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置的製作方法

2023-05-25 00:56:56

專利名稱：一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，適用於全年供冷時間
長，且對送風溫、溼度要求較為嚴格的工業空調系統和舒適性空調系統，屬於製冷空調設備領域。
背景技術：
在我國目前的工業能耗中，空調系統佔據了較大的比例。如在巻煙廠的全年能耗中，空調系統能耗佔30%以上。如此高的空調系統能耗一方面提高了生產成本，更重要的是，能耗的居高不下給能源系統造成了巨大的壓力，在能源形勢日趨緊張的今天，這個問題變得更加嚴峻。 不同的生產工藝決定了空調對象不同的熱溼負荷特性和溫溼度要求，其中有許多生產工藝對送風的溫溼度要求嚴格。以巻煙廠為例，大多數巻煙廠全年供冷時間長，夏季需要實現製冷除溼，過渡季節和初冬需要製冷，而在冬季，還有部分時間需要供熱，有時需要加溼。為了保證送風參數在要求範圍內，被處理空氣在降溫除溼後普遍存在再熱問題，目前應用較多的再熱方式為蒸汽再熱和電加熱，這些再熱方式均存在冷熱抵消現象，既浪費冷量又浪費熱量，能源浪費嚴重。 在對溫溼度要求較高的舒適性空調系統中，也存在一些問題。例如舒適性要求較高的建築內區，全年供冷時間長，由於空氣處理裝置供冷模式的單一性，導致在過渡季節和冬季無法利用室外自然冷源等，間接造成了能源的浪費，該問題同樣也存在於工業空調系統中。 因此，如何根據生產和生活需求，構造出能夠滿足空調對象溫溼度要求、適應複雜多變氣象的高效空氣處理裝置，使裝置能夠利用較少的能量投入滿足空調對象的不同需求，最大程度地實現節能當前面臨的一個重要問題。

發明內容
鑑於以上這些問題，本發明提出一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，該裝置可以實現夏季降溫除溼、冷凝熱再熱，冬季供熱、加溼，在過渡季節和冬季需要供冷時，可以運行自然冷卻模式，有效地利用室外自然冷源，降低空調能耗。
本發明的技術方案如下 方案一 一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於包含壓縮機7、四通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6 ;所述壓縮機7、四通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6通過管道連接構成蒸汽壓縮式製冷循環迴路；四通閥8的進氣口與壓縮機7的排氣口相連，出氣口與壓縮機7的吸氣口相連；在所述四通閥8的常閉埠和冷凝器1的連接管道上加設熱泵閥門10，在四通閥8的常開埠與冷凝器l的連接管路上加設熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9並聯；在所述節流裝置4的兩端並聯旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發器6和熱管閥門9通過管道連接構成一個製冷劑自然循環迴路；所述蒸發器6和再熱冷凝器3處
在空氣處理箱11內，待處理的空氣先經過蒸發器6，再經過再熱冷凝器3 ;所述冷凝器1的
位置高於蒸發器6。 方案二 一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於包含壓縮機7、四通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6 ;所述壓縮機7、四通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6通過管道連接構成蒸汽壓縮式製冷循環迴路；四通閥8的進氣口與壓縮機7的排氣口相連，出氣口與壓縮機7的吸氣口相連；在所述四通閥8的常閉埠和冷凝器1的連接管道上加設熱泵閥門IO，在四通閥8的常開埠與冷凝器1的連接管路上加設熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9並聯；在所述節流裝置4的兩端並聯旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發器6和熱管閥門9通過管道連接構成一個製冷劑自然循環迴路，在該製冷劑自然循環迴路中，在冷凝器1的出口和蒸發器6的入口之間設置製冷劑泵13，並在所述製冷劑泵13的兩端並聯閥門14 ;所述蒸發器6和再熱冷凝器3處在空氣處理箱11內；待處理的空氣先經過蒸發器6，再經過再熱冷凝器3。 在上述兩個方案中，所述旁通閥門5、熱管閥門9、熱泵閥門IO和閥門14為電磁閥或電動閥；所述節流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細管或這些節流裝置的組合；所述冷凝器1為風冷式、水冷式或蒸發冷卻式換熱器；所述三通閥2為電動三通調節閥或電磁三通調節閥；在再熱冷凝器3後加設加溼裝置12。 通過以上技術方案，本裝置實現了除溼降溫、等溼降溫、加溼升溫等空氣處理過程，充分地滿足了空調對象不同季節的不同需求。在過渡季節和冬季，該裝置可以充分利用自然冷源，通過製冷劑自然循環實現自然冷卻功能，實現了以較低的能源輸入將室內多餘熱量向室外的轉移。該方案適用於全年供冷時間長，且對送風溫溼度要求較為嚴格的工業空調系統和舒適性空調系統。


圖1為本發明公開的原理結構圖。 圖2為本發明公開的
模式一的運行原理圖。
圖3為本發明公開的
模式二的運行原理圖。
圖4為本發明公開的
模式三的運行原理圖。
圖5為本發明公開的
模式四的運行原理圖。
圖6為本發明公開的
原理結構圖。 圖中1-冷凝器；2-_器；7_壓縮機；8_四通閥；9_熱管閥門；10-熱泵閥門；11-空氣處理箱；12-加溼裝置；
"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一中"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一中"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一中"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一中"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例二的三通閥；3_再熱冷凝器；4_節流裝置；5_旁通閥門；6_蒸發13-製冷劑泵；14-閥門。
具體實施例方式
圖1為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例一的 原理結構圖，一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於包含壓縮機7、四 通閥8、冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6 ;所述壓縮機7、四通閥8、 冷凝器1、三通閥2、再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6通過管道連接構成蒸汽壓縮式制 冷循環迴路；四通閥8的進氣口與壓縮機7的排氣口相連，出氣口與壓縮機7的吸氣口相 連；在所述四通閥8的常閉埠和冷凝器1的連接管道上加設熱泵閥門IO，在四通閥8的 常開埠與冷凝器l的連接管路上加設熱管閥門9，所述的熱泵閥門10與熱管閥門9並聯； 在所述節流裝置4的兩端並聯旁通閥門5 ;所述冷凝器1、三通閥2、旁通閥門5、蒸發器6和 熱管閥門9通過管道連接構成一個製冷劑自然循環迴路；所述蒸發器6和再熱冷凝器3處 在空氣處理箱11內，待處理的空氣先經過蒸發器6，再經過再熱冷凝器3 ;所述冷凝器1的 位置高於蒸發器6。 在上述方案中，所述旁通閥門5、熱管閥門9、熱泵閥門IO和閥門14為電磁閥或電 動閥；所述節流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細管或這些節流裝置的組合；所述冷 凝器1為風冷式、水冷式或蒸發冷卻式換熱器；所述三通閥2為電動三通調節閥或電磁三通 調節閥；在再熱冷凝器3後加設加溼裝置12。
在本方案中，共有四種運行模式 模式一 圖2為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施 例一中模式一的運行原理圖，在該模式下，四通閥的進氣口與常閉口連通，常開埠與出氣 口連通，處於斷電製冷模式，旁通閥門5與熱管閥門9關閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝器 3不工作，加溼裝置12關閉，壓縮機7 、四通閥8 、熱泵閥門10 、冷凝器1 、三通閥2 、節流裝置 4和蒸發器6構成蒸汽壓縮式製冷循環，實現製冷模式。 模式二 圖3為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施 例一中模式二的運行原理圖，在該模式下，四通閥的進氣口與常閉口連通，常開埠與出氣 口連通，處於斷電製冷模式，旁通閥門5與熱管閥門9關閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝器 3工作，實現再熱，加溼裝置12關閉，壓縮機7、四通閥8、熱泵閥門10、冷凝器1、三通閥2、 再熱冷凝器3、節流裝置4和蒸發器6構成蒸汽壓縮式製冷循環，待處理的空氣先經過蒸發 器6降溫除溼，再經過再熱冷凝器3再熱，實現除溼、再熱模式。 模式三圖4為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施 例一中模式三的運行原理圖，在該模式下，四通閥的進氣口與常開埠連通，常閉埠與出 氣口連通，處於通電制熱模式，旁通閥門5與熱管閥門9關閉，熱泵閥門10開啟，再熱冷凝 器3不工作，壓縮機7、四通閥8、蒸發器6、節流裝置4、三通閥2、冷凝器1和熱泵閥門10構 成蒸汽壓縮式製冷循環，加溼裝置12關閉，實現升溫模式，加溼裝置12開啟，實現升溫加溼 模式。 模式四圖5為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實 施例一中模式四的運行原理圖，在該模式下，旁通閥門5和熱管閥門9開啟，熱泵閥門IO關 閉，壓縮機7 、四通閥8 、再熱冷凝器3和節流裝置4不工作，冷凝器1 、三通閥2 、旁通閥門5 、蒸發器6和熱管閥門9構成一個製冷劑自然循環迴路，實現自然冷卻模式。 圖6為本發明公開的"一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置"實施例二的
原理結構圖，該實施例的結構與實施例一的結構基本相同，區別在於，本實施例中，在製冷
劑自然循環迴路中，在冷凝器1的出口和蒸發器6的入口之間設置製冷劑泵12，並在製冷劑
泵12兩端並聯閥門14，因此消除了冷凝器1和蒸發器6之間的高差限制。運行模式與實施
例一基本相同，區別在於，在自然冷卻模式下，製冷劑泵13工作，閥門14關閉，在其他模式
下，製冷劑泵13不工作，閥門14開啟。
權利要求
一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於包含壓縮機(7)、四通閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節流裝置(4)和蒸發器(6)；所述壓縮機(7)、四通閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節流裝置(4)和蒸發器(6)通過管道連接構成蒸汽壓縮式製冷循環迴路；所述四通閥(8)的進氣口與壓縮機(7)的排氣口相連，出氣口與壓縮機(7)的吸氣口相連；在所述四通閥(8)的常閉埠和冷凝器(1)的連接管道上加設熱泵閥門(10)，在所述四通閥(8)的常開埠與冷凝器(1)的連接管路上加設熱管閥門(9)，所述的熱泵閥門(10)與熱管閥門(9)並聯；在所述節流裝置(4)的兩端並聯旁通閥門(5)；所述冷凝器(1)、三通閥(2)、旁通閥門(5)、蒸發器(6)和熱管閥門(9)通過管道連接構成一個製冷劑自然循環迴路；所述蒸發器(6)和再熱冷凝器(3)處在空氣處理箱(11)內，待處理的空氣先經過蒸發器(6)，再經過再熱冷凝器(3)；所述冷凝器(1)的位置高於蒸發器(6)。
2. —種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於包含壓縮機(7)、四通閥(8) 、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節流裝置(4)和蒸發器(6);所述壓縮機(7)、四通閥(8)、冷凝器(1)、三通閥(2)、再熱冷凝器(3)、節流裝置(4)和蒸發器(6)通過管道連接構成蒸汽壓縮式製冷循環迴路；四通閥(8)的進氣口與壓縮機(7)的排氣口相連，出氣口與壓縮機(7)的吸氣口相連；在所述四通閥(8)的常閉埠和冷凝器(1)的連接管道上加設熱泵閥門(IO)，在四通閥(8)的常開埠與冷凝器(1)的連接管路上加設熱管閥門(9) ，所述的熱泵閥門(10)與熱管閥門(9)並聯；在所述節流裝置(4)的兩端並聯旁通閥門(5);所述冷凝器(1)、三通閥(2)、旁通閥門(5)、蒸發器(6)和熱管閥門(9)通過管道連接構成一個製冷劑自然循環迴路，在該製冷劑自然循環迴路中，在冷凝器(1)的出口和蒸發器(6)的入口之間設置製冷劑泵(13)，並在所述製冷劑泵(13)的兩端並聯閥門(14);所述蒸發器(6)和再熱冷凝器(3)處在空氣處理箱(11)內；待處理的空氣先經過蒸發器(6)，再經過再熱冷凝器(3)。
3. 根據權利要求書1或2所述的一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵 在於所述旁通閥門(5)、熱管閥門(9)、熱泵閥門(10)和閥門(14)為電磁閥或電動閥；所述節流裝置(4)為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細管或這些節流裝置的組合。
4. 根據權利要求書l或2所述的一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於所述冷凝器(1)為風冷式、水冷式或蒸發冷卻式換熱器。
5. 根據權利要求書l或2所述的一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於所述三通閥(2)為電動三通調節閥或電磁三通調節閥。
6. 根據權利要求書l或2所述的一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，其特徵在於在再熱冷凝器(3)後加設加溼裝置(12)。
全文摘要
一種帶自然冷卻和溼度控制的空氣處理裝置，包含壓縮機、冷凝器、再熱冷凝器、蒸發器、節流裝置、四通閥和加溼器。本發明利用四通閥和閥門來實現蒸氣壓縮式製冷、熱泵和自然冷卻之間的功能切換，能夠實現除溼降溫、等溼降溫、等溼升溫、加溼升溫等多種熱力過程，即可以實現夏季供冷、除溼和冬季供熱、加溼功能。同時，對於在過渡季或者冬季仍需供冷的場合，可以通過製冷劑自然循環實現自然冷卻功能，充分利用自然冷源，實現節能。本發明還可加設製冷劑泵，提高製冷劑自然循環運行的可靠性，同時還可以取消蒸發器和冷凝器之間的位置和高差限制。該裝置適用於全年供冷時間長，且對送風溫、溼度要求較為嚴格的工業空調系統和舒適性空調系統。
文檔編號F24F3/14GK101694315SQ20091023543
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者張小芬, 李先庭, 王寶龍, 石文星, 郜義軍, 韓宗偉 申請人:清華大學;