CN101694315A - 一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,包含压缩机、冷凝器、再热冷凝器、蒸发器、节流装置、四通阀和加湿器。本发明利用四通阀和阀门来实现蒸气压缩式制冷、热泵和自然冷却之间的功能切换,能够实现除湿降温、等湿降温、等湿升温、加湿升温等多种热力过程,即可以实现夏季供冷、除湿和冬季供热、加湿功能。同时,对于在过渡季或者冬季仍需供冷的场合,可以通过制冷剂自然循环实现自然冷却功能,充分利用自然冷源,实现节能。本发明还可加设制冷剂泵,提高制冷剂自然循环运行的可靠性,同时还可以取消蒸发器和冷凝器之间的位置和高差限制。该装置适用于全年供冷时间长,且对送风温、湿度要求较为严格的工业空调***和舒适性空调***。
Description
技术领域
本发明涉及一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,适用于全年供冷时间长,且对送风温、湿度要求较为严格的工业空调***和舒适性空调***,属于制冷空调设备领域。
背景技术
在我国目前的工业能耗中,空调***占据了较大的比例。如在卷烟厂的全年能耗中,空调***能耗占30%以上。如此高的空调***能耗一方面提高了生产成本,更重要的是,能耗的居高不下给能源***造成了巨大的压力,在能源形势日趋紧张的今天,这个问题变得更加严峻。
不同的生产工艺决定了空调对象不同的热湿负荷特性和温湿度要求,其中有许多生产工艺对送风的温湿度要求严格。以卷烟厂为例,大多数卷烟厂全年供冷时间长,夏季需要实现制冷除湿,过渡季节和初冬需要制冷,而在冬季,还有部分时间需要供热,有时需要加湿。为了保证送风参数在要求范围内,被处理空气在降温除湿后普遍存在再热问题,目前应用较多的再热方式为蒸汽再热和电加热,这些再热方式均存在冷热抵消现象,既浪费冷量又浪费热量,能源浪费严重。
在对温湿度要求较高的舒适性空调***中,也存在一些问题。例如舒适性要求较高的建筑内区,全年供冷时间长,由于空气处理装置供冷模式的单一性,导致在过渡季节和冬季无法利用室外自然冷源等,间接造成了能源的浪费,该问题同样也存在于工业空调***中。
因此,如何根据生产和生活需求,构造出能够满足空调对象温湿度要求、适应复杂多变气象的高效空气处理装置,使装置能够利用较少的能量投入满足空调对象的不同需求,最大程度地实现节能当前面临的一个重要问题。
发明内容
鉴于以上这些问题,本发明提出一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,该装置可以实现夏季降温除湿、冷凝热再热,冬季供热、加湿,在过渡季节和冬季需要供冷时,可以运行自然冷却模式,有效地利用室外自然冷源,降低空调能耗。
本发明的技术方案如下:
方案一:一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:包含压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6;所述压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6通过管道连接构成蒸汽压缩式制冷循环回路;四通阀8的进气口与压缩机7的排气口相连,出气口与压缩机7的吸气口相连;在所述四通阀8的常闭端口和冷凝器1的连接管道上加设热泵阀门10,在四通阀8的常开端口与冷凝器1的连接管路上加设热管阀门9,所述的热泵阀门10与热管阀门9并联;在所述节流装置4的两端并联旁通阀门5;所述冷凝器1、三通阀2、旁通阀门5、蒸发器6和热管阀门9通过管道连接构成一个制冷剂自然循环回路;所述蒸发器6和再热冷凝器3处在空气处理箱11内,待处理的空气先经过蒸发器6,再经过再热冷凝器3;所述冷凝器1的位置高于蒸发器6。
方案二:一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:包含压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6;所述压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6通过管道连接构成蒸汽压缩式制冷循环回路;四通阀8的进气口与压缩机7的排气口相连,出气口与压缩机7的吸气口相连;在所述四通阀8的常闭端口和冷凝器1的连接管道上加设热泵阀门10,在四通阀8的常开端口与冷凝器1的连接管路上加设热管阀门9,所述的热泵阀门10与热管阀门9并联;在所述节流装置4的两端并联旁通阀门5;所述冷凝器1、三通阀2、旁通阀门5、蒸发器6和热管阀门9通过管道连接构成一个制冷剂自然循环回路,在该制冷剂自然循环回路中,在冷凝器1的出口和蒸发器6的入口之间设置制冷剂泵13,并在所述制冷剂泵13的两端并联阀门14;所述蒸发器6和再热冷凝器3处在空气处理箱11内;待处理的空气先经过蒸发器6,再经过再热冷凝器3。
在上述两个方案中,所述旁通阀门5、热管阀门9、热泵阀门10和阀门14为电磁阀或电动阀;所述节流装置4为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合;所述冷凝器1为风冷式、水冷式或蒸发冷却式换热器;所述三通阀2为电动三通调节阀或电磁三通调节阀;在再热冷凝器3后加设加湿装置12。
通过以上技术方案,本装置实现了除湿降温、等湿降温、加湿升温等空气处理过程,充分地满足了空调对象不同季节的不同需求。在过渡季节和冬季,该装置可以充分利用自然冷源,通过制冷剂自然循环实现自然冷却功能,实现了以较低的能源输入将室内多余热量向室外的转移。该方案适用于全年供冷时间长,且对送风温湿度要求较为严格的工业空调***和舒适性空调***。
附图说明
图1为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一的原理结构图。
图2为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式一的运行原理图。
图3为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式二的运行原理图。
图4为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式三的运行原理图。
图5为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式四的运行原理图。
图6为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例二的原理结构图。
图中:1-冷凝器;2-三通阀;3-再热冷凝器;4-节流装置;5-旁通阀门;6-蒸发器;7-压缩机;8-四通阀;9-热管阀门;10-热泵阀门;11-空气处理箱;12-加湿装置;13-制冷剂泵;14-阀门。
具体实施方式
图1为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一的原理结构图,一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:包含压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6;所述压缩机7、四通阀8、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6通过管道连接构成蒸汽压缩式制冷循环回路;四通阀8的进气口与压缩机7的排气口相连,出气口与压缩机7的吸气口相连;在所述四通阀8的常闭端口和冷凝器1的连接管道上加设热泵阀门10,在四通阀8的常开端口与冷凝器1的连接管路上加设热管阀门9,所述的热泵阀门10与热管阀门9并联;在所述节流装置4的两端并联旁通阀门5;所述冷凝器1、三通阀2、旁通阀门5、蒸发器6和热管阀门9通过管道连接构成一个制冷剂自然循环回路;所述蒸发器6和再热冷凝器3处在空气处理箱11内,待处理的空气先经过蒸发器6,再经过再热冷凝器3;所述冷凝器1的位置高于蒸发器6。
在上述方案中,所述旁通阀门5、热管阀门9、热泵阀门10和阀门14为电磁阀或电动阀;所述节流装置4为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合;所述冷凝器1为风冷式、水冷式或蒸发冷却式换热器;所述三通阀2为电动三通调节阀或电磁三通调节阀;在再热冷凝器3后加设加湿装置12。
在本方案中,共有四种运行模式:
模式一:图2为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式一的运行原理图,在该模式下,四通阀的进气口与常闭口连通,常开端口与出气口连通,处于断电制冷模式,旁通阀门5与热管阀门9关闭,热泵阀门10开启,再热冷凝器3不工作,加湿装置12关闭,压缩机7、四通阀8、热泵阀门10、冷凝器1、三通阀2、节流装置4和蒸发器6构成蒸汽压缩式制冷循环,实现制冷模式。
模式二:图3为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式二的运行原理图,在该模式下,四通阀的进气口与常闭口连通,常开端口与出气口连通,处于断电制冷模式,旁通阀门5与热管阀门9关闭,热泵阀门10开启,再热冷凝器3工作,实现再热,加湿装置12关闭,压缩机7、四通阀8、热泵阀门10、冷凝器1、三通阀2、再热冷凝器3、节流装置4和蒸发器6构成蒸汽压缩式制冷循环,待处理的空气先经过蒸发器6降温除湿,再经过再热冷凝器3再热,实现除湿、再热模式。
模式三:图4为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式三的运行原理图,在该模式下,四通阀的进气口与常开端口连通,常闭端口与出气口连通,处于通电制热模式,旁通阀门5与热管阀门9关闭,热泵阀门10开启,再热冷凝器3不工作,压缩机7、四通阀8、蒸发器6、节流装置4、三通阀2、冷凝器1和热泵阀门10构成蒸汽压缩式制冷循环,加湿装置12关闭,实现升温模式,加湿装置12开启,实现升温加湿模式。
模式四:图5为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例一中模式四的运行原理图,在该模式下,旁通阀门5和热管阀门9开启,热泵阀门10关闭,压缩机7、四通阀8、再热冷凝器3和节流装置4不工作,冷凝器1、三通阀2、旁通阀门5、蒸发器6和热管阀门9构成一个制冷剂自然循环回路,实现自然冷却模式。
图6为本发明公开的“一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置”实施例二的原理结构图,该实施例的结构与实施例一的结构基本相同,区别在于,本实施例中,在制冷剂自然循环回路中,在冷凝器1的出口和蒸发器6的入口之间设置制冷剂泵12,并在制冷剂泵12两端并联阀门14,因此消除了冷凝器1和蒸发器6之间的高差限制。运行模式与实施例一基本相同,区别在于,在自然冷却模式下,制冷剂泵13工作,阀门14关闭,在其他模式下,制冷剂泵13不工作,阀门14开启。
Claims (6)
1.一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:包含压缩机(7)、四通阀(8)、冷凝器(1)、三通阀(2)、再热冷凝器(3)、节流装置(4)和蒸发器(6);所述压缩机(7)、四通阀(8)、冷凝器(1)、三通阀(2)、再热冷凝器(3)、节流装置(4)和蒸发器(6)通过管道连接构成蒸汽压缩式制冷循环回路;所述四通阀(8)的进气口与压缩机(7)的排气口相连,出气口与压缩机(7)的吸气口相连;在所述四通阀(8)的常闭端口和冷凝器(1)的连接管道上加设热泵阀门(10),在所述四通阀(8)的常开端口与冷凝器(1)的连接管路上加设热管阀门(9),所述的热泵阀门(10)与热管阀门(9)并联;在所述节流装置(4)的两端并联旁通阀门(5);所述冷凝器(1)、三通阀(2)、旁通阀门(5)、蒸发器(6)和热管阀门(9)通过管道连接构成一个制冷剂自然循环回路;所述蒸发器(6)和再热冷凝器(3)处在空气处理箱(11)内,待处理的空气先经过蒸发器(6),再经过再热冷凝器(3);所述冷凝器(1)的位置高于蒸发器(6)。
2.一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:包含压缩机(7)、四通阀(8)、冷凝器(1)、三通阀(2)、再热冷凝器(3)、节流装置(4)和蒸发器(6);所述压缩机(7)、四通阀(8)、冷凝器(1)、三通阀(2)、再热冷凝器(3)、节流装置(4)和蒸发器(6)通过管道连接构成蒸汽压缩式制冷循环回路;四通阀(8)的进气口与压缩机(7)的排气口相连,出气口与压缩机(7)的吸气口相连;在所述四通阀(8)的常闭端口和冷凝器(1)的连接管道上加设热泵阀门(10),在四通阀(8)的常开端口与冷凝器(1)的连接管路上加设热管阀门(9),所述的热泵阀门(10)与热管阀门(9)并联;在所述节流装置(4)的两端并联旁通阀门(5);所述冷凝器(1)、三通阀(2)、旁通阀门(5)、蒸发器(6)和热管阀门(9)通过管道连接构成一个制冷剂自然循环回路,在该制冷剂自然循环回路中,在冷凝器(1)的出口和蒸发器(6)的入口之间设置制冷剂泵(13),并在所述制冷剂泵(13)的两端并联阀门(14);所述蒸发器(6)和再热冷凝器(3)处在空气处理箱(11)内;待处理的空气先经过蒸发器(6),再经过再热冷凝器(3)。
3.根据权利要求书1或2所述的一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:所述旁通阀门(5)、热管阀门(9)、热泵阀门(10)和阀门(14)为电磁阀或电动阀;所述节流装置(4)为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或这些节流装置的组合。
4.根据权利要求书1或2所述的一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:所述冷凝器(1)为风冷式、水冷式或蒸发冷却式换热器。
5.根据权利要求书1或2所述的一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:所述三通阀(2)为电动三通调节阀或电磁三通调节阀。
6.根据权利要求书1或2所述的一种带自然冷却和湿度控制的空气处理装置,其特征在于:在再热冷凝器(3)后加设加湿装置(12)。
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