CN110345584A - 一种喷射节流的温湿度独立控制空调*** - Google Patents

一种喷射节流的温湿度独立控制空调*** Download PDF

Info

Publication number
CN110345584A
CN110345584A CN201910497311.6A CN201910497311A CN110345584A CN 110345584 A CN110345584 A CN 110345584A CN 201910497311 A CN201910497311 A CN 201910497311A CN 110345584 A CN110345584 A CN 110345584A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
gas
air
refrigerant
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910497311.6A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡德华
何国庚
梁翛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201910497311.6A priority Critical patent/CN110345584A/zh
Publication of CN110345584A publication Critical patent/CN110345584A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1405—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification in which the humidity of the air is exclusively affected by contact with the evaporator of a closed-circuit cooling system or heat pump circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/08—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using ejectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

本发明属于空气调节及节能相关设备领域，并公开了一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，包括压缩机、室外机冷凝器、液‑气喷射器、气液分离器、气液混合器、节流机构、降温蒸发器、除湿蒸发器和室内机风机等，其中通过引入喷射器等组件来回收高压制冷剂液体的压力能，使得制冷***能够在两个不同的蒸发压力下工作，实现空调***的温湿度独立控制。同时低压蒸发器具有较低的蒸发温度，通过冷凝除湿的方式承担空调***除湿功能，而较高压力的蒸发器具有较高的蒸发温度，主要承担空调***对空气的降温功能。通过本发明，不仅可实现对空气的温湿度独立控制，而且还提高了压缩机的吸气压力，降低压缩机能耗，比传统空调***具有更高的性能系数。

Description

一种喷射节流的温湿度独立控制空调***
技术领域
本发明属于空气调节及节能相关设备领域，更具体地，涉及一种喷射节流的温湿度独立控制空调***。
背景技术
空调***广泛应用于各类空气调节场合。传统的空调***在夏季制冷工况下一般都具有对空气降温和除湿的功能，但是传统的空调器的制冷***通常只具有一个蒸发器，也就是说传统空调器的蒸发器既承担空气降温的作用又承担空气除湿的作用，蒸发器是通过将空气冷却至露点温度以下的方式实现除湿目的。而一般满足人体热舒适性要求的房间内的空气露点温度都比较低，因此，传统空调器需要将蒸发温度控制在比较低的水平才能实现除湿的目的。
事实上，较低的蒸发温度对于人体热舒适性的要求来说实际上是不必要的，而且降低蒸发温度往往会导致制冷***的压缩机能耗增加，循环热力系数降低。为了在满足人体热舒适性要求的情况下确保空调器的降温和除湿功能，现有技术中已经提出了温湿度独立控制的技术。检索发现，目前流行的空调温湿度独立控制技术主要通过在空调***中引入溶液除湿或者固体吸附除湿来解实现空调器的除湿功能，从而可以提高蒸发器蒸发温度，从而提高空调***性能系数。
然而，进一步的研究表明：一方面，这类溶液除湿或者固体吸附除湿技术一般需要在空调制冷***基础上额外增加溶液循环***和固体吸附***，使得空调***总体结构复杂，成本提高；另一方面，溶液除湿和固体吸附除湿在对空气的处理过程中，溶液或者吸附介质往往需要跟空气直接接触，除湿溶液或者固体吸附介质一般都是对人体有害且具有强烈腐蚀作用的，与空气直接接触过程中往往避免不了微量的溶液或者固体吸附剂被空气夹带进入房间空间，造成对人体健康的危害或者对设备的腐蚀。特别是，现有技术的温湿度独立控制无法在空调***中实现对蒸发温度的精准调节及控制操作，这极大地影响到了整个空调***的综合性能。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其中通过对此空调***的整体构造组成重新进行了研究设计，并对其关键组件如液-气喷射器、降温蒸发器、除湿蒸发器等器件的设置方式和工作机理进行专门改进，相应不仅能够以结构紧凑、便于维护的方式替代传统空调***的复杂控制机构，而且可充分利用液-气喷射器及配套组件的工作特点使得空调***得以在不同的两种蒸发温度工况下实现温湿度独立控制，相应与现有设备相比更有效率地实现降温除湿功能，并显著提高了空调***的性能系数，同时具备环保健康、对设备无腐蚀等优点。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，该***包括压缩机(1)、室外机冷凝器(2)、液-气喷射器(3)、气液分离器(4)、气液混合器(5)、节流机构(6)、降温蒸发器(7)、除湿蒸发器(8)和室内机风机(9)，其中：
所述压缩机(1)用于将制冷介质执行压缩后输送至所述室外机冷凝器(2)，制冷介质在该室外机冷凝器(2)中与环境换热，并被冷却冷凝成具备第一压强值的高压制冷剂液体后，作为动力流体输送至所述液-气喷射器(3)；
所述液-气喷射器(3)同时具备主流入口和引射流体入口，其中该主流入口与所述室外机冷凝器(2)的液体出口可控相连，并用于将输送至此的高压制冷剂液体执行降压降温处理以形成具备第二压强值的中压制冷剂液体，其中该第二压强值小于该第一压强值，然后经由混合流体出口进入所述气液分离器(4)的入口；而该引射流体入口与所述除湿蒸发器(8)的气体出口可控相连，并用于引射来自该除湿蒸发器(8)的制冷剂蒸气，相应促使该除湿蒸发器(8)得以提供足够低的蒸发温度来冷却冷凝空气中的水蒸气；此外，所述液-气喷射器(3)还具备混合流体出口，并用于将由所述中压制冷剂液体、制冷剂蒸气两者混合而成的气液混合流体继续输送至所述气液分离器(4)的入口；
所述气液分离器(4)用于将输送至此的气液混合流体分离为气体和液体，并具备一路气体支流出口和两路液体支流出口：其中一方面，气体支流出口用于将分离后的制冷剂气体输送至所述气液混合器(5)的气体入口，一路液体支流出口用于将分离后的一部分制冷剂液体输送至所述气液混合器(5)的液体入口，且在此再次形成气液混合流体后进入所述降温蒸发器(7)中执行蒸发制冷以实现对室内空气的降温功能，同时该降温蒸发器(7)所产生的制冷剂蒸气则被吸入所述压缩机(1)；另一方面，另一路液体支流出口用于将分离后的另一部分制冷剂液体输送至所述节流机构(6)的入口，然后由该节流机构降压后形成具备第三压强值的低压制冷剂液体，该第三压强值低于该第二压强值，再经由该节流结构的出口继续输送至所述除湿蒸发器(8)，由此执行蒸发制冷以实现对室内空气的除湿功能，同时该除湿蒸发器(8)所产生的制冷器蒸气则被所述液-气喷射器(3)引射吸入，相应实现整个***的循环封闭。
通过以上构思，安装于冷凝器出口液体管路上的液-气喷射器同时具有对制冷剂节流降压降温的功能和回收高压制冷剂液体压力能的两大功能，高压制冷剂液体流经喷射器时，在此喷射器的节流作用下制冷剂液体压力下降流速提高，部分制冷剂汽化使得喷射器出口制冷剂温度降低形成温度较低的中压低温制冷剂湿蒸气进入气液分离器，喷射器同时回收高压制冷剂液体的压力能，制冷剂液体在喷射器内部被加速后形成低压区域，喷射器内部的低压区域引射来自除湿蒸发器的低压制冷剂蒸气；以此方式，降温蒸发器相应能够起到主要承担空调房间中的显热负荷的功能，而且该降温蒸发器中的制冷剂蒸发温度与现有设备相比可以更高，蒸发温度可以控制在空气露点温度以上；与此同时，除湿蒸发器中的制冷剂蒸发温度与现有设备相比可设置在空气露点温度以下，而且由于压缩机吸气口只与降温蒸发器出口相连，使得空调***的压缩机压比变小，吸气压力较高，压缩机的功耗也随之大幅度降低，进而在达到对房间空气降温和除湿两个目的的同时，所按照本发明的温湿度独立控制空调***与现有技术还显著提高了节能的效果。
作为进一步优选地，对于所述液-气喷射器而言，替代了传统节流机构，同时具有对制冷剂节流降压降温的功能和回收高压制冷剂液体压力能的功能，一方面，高压制冷剂液体流经喷射器时，在喷射器的节流作用下制冷剂液体压力下降流速提高，部分制冷剂汽化使得喷射器出口制冷剂温度降低形成温度较低的第二压力制冷剂湿蒸气。另一方面，输送至此的高压制冷剂液体在其内部被加速后可形成低压区域，它的引射流体入口优选设置为与该低压区域保持对应，由此更好地利用低压来引射来自所述除湿蒸发器的制冷剂蒸气。
作为进一步优选地，在喷射器的节流作用以及低压引射作用下，与喷射器出口连通的管路和***部件形成中压区，与喷射器引射入口连通的管路和***部件形成低压区，空调***的蒸发制冷端在喷射器的作用下同时形成中压中温蒸发制冷区域和低压低温蒸发制冷区域，分别对应于空气降温蒸发器和空气除湿蒸发器，实现温湿度独立控制。
作为进一步优选地，压缩机吸气口只与降温蒸发器出口相连，压缩机吸气制冷剂状态为压力较高的第二压力制冷剂蒸气，吸气压力较高，使得空调***的压缩机压比变小，压缩机的功耗也随之大幅度降低，在实现对房间空气降温和除湿两个目的的同时，使压缩机能耗大幅降低。
作为进一步优选地，在喷射器出口设置气液分离器实现气液分离，气液分离器中的部分液体和全部的气体又需要全部输送至降温蒸发器中，在气液分离器出口设置了气液混合器，实现气液混合输送。
作为进一步优选地，对于所述除湿蒸发器而言，其所实现的制冷剂蒸发温度优选被控制在空气露点温度以下。
作为进一步优选地，对于所述降温蒸发器而言，其所实现的制冷剂蒸发温度优选被控制在空气露点温度以上。
作为进一步优选地，所述除湿蒸发器和降温蒸发器优选共用一个所述室内机风机，所述除湿蒸发器和降温蒸发器的布置顺序以及与室内空气换热顺序在于，室内空气先经过降温蒸发器与温度较高的制冷剂换热，实现一次降温，进而流经除湿蒸发器与温度较低的制冷剂换热，实现二次降温，降温蒸发器和除湿蒸发器的作用顺序实现空气的逐级降温，减小了传热温差，降低***不可逆损失。。
作为进一步优选地，所述除湿蒸发器和降温蒸发器优选被独立设置，或者被制作成一个整体，并且整体上翅片管换热器结构相同。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、通过对此空调***的整体构造组成重新进行了研究设计，并对其多个关键组件的设置方式和工作机理进行专门改进，相应能够有效利用喷射器的压力能回收以及喷射器出口和引射入口压力不同的工作特点及机理，成功实现与现有技术明显不同的制冷***温湿度独立控制功能，并能够实现对不同蒸发温度的精准调节及控制操作；
2、与现有的一些常规非温湿度独立控制空调技术相比，本发明充分利用喷射器的压力能回收特点，使得制冷***工作在两个蒸发压力，除湿蒸发制冷循环动力主要由喷射器回收的压力能提供，而非消耗压缩机功耗，而降温蒸发器则工作在一个相对较高的蒸发温度下，压缩机的总功耗不变，由于蒸发温度提高，***的循环性能系数可大幅度提高；
3、与现有的采用溶液除湿或者固体吸附除湿技术的温湿度独立控制空调技术相比，本发明不仅取得了更好的空调温湿度独立控制和节能效果，而且本发明并不采用对人体有毒有害有强烈腐蚀性的除湿溶液以及固体吸附质，具有环保健康以及非常高的安全特性优势；同时，还具备结构紧凑、便于后期维护和产品升级，成本低和运行可靠等优点。
附图说明
图1是按照本发明优选实施方式所构建的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***的整体结构示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1：压缩机；2：室外机冷凝器；3：液-气喷射器；4：气液分离器；5：气液混合器；6：节流机构；7：降温蒸发器；8：除湿蒸发器；9：室内机风机
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明优选实施方式所构建的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***的整体结构示意图。如图1中所示，该***主要包括压缩机1、室外机冷凝器2、液-气喷射器3、气液分离器4、气液混合器5、节流机构6、降温蒸发器7、除湿蒸发器8和室内机风机9，并通过对整体内部构造的重新设计以及多个关键组件在设置方式和工作机理上的改进，相应可实现与现有的各类温湿度独立控制空调***显著不同的工作特点，并取得显著改善的性能系数，具有更高的节能效果。下面将结合图1来更为具体地进行解释说明。
如图1所示，所述压缩机1的排气口与室外机冷凝器2的入口相连，所述室外机冷凝器2的液体出口与液-气喷射器3的主流入口相连，所述液-气喷射器3的混合流体出口与气液分离器4的入口相连，所述液-气喷射器的引射流体入口与所示除湿蒸发器8的气体出口相连，所述气液分离器4的液体出口分别与气液混合器5的液体出口和节流机构6入口相连，所述气液分离器4的气体出口与气液混合器5的气体入口相连，所述降温蒸发器7与压缩机1的吸气口相连。
简而言之，本发明在冷凝器出口制冷剂液体管路上设置喷射器用以替代传统空调***的节流机构，利用喷射器的工作特点使得空调***工作在温度不同的双蒸发温度实现温湿度独立控制，是本发明的核心技术改进所在。
更具体而言，压缩机1用于将制冷介质执行压缩后输送至所述室外机冷凝器2，制冷介质在该室外机冷凝器2中与环境换热，并被冷却冷凝成具备第一压强值的高压制冷剂液体后，作为动力流体输送至所述液-气喷射器3。
所述液-气喷射器3同时具备主流入口和引射流体入口，其中该主流入口与所述室外机冷凝器2的液体出口可控相连，并用于将输送至此的高压制冷剂液体执行降压降温处理以形成具备第二压强值的中压制冷剂液体，其中该第二压强值小于该第一压强值，然后经由混合流体出口进入所述气液分离器4的入口；而该引射流体入口与所述除湿蒸发器8的气体出口可控相连，并用于引射来自该除湿蒸发器8的制冷剂蒸气，相应促使该除湿蒸发器8得以提供足够低的蒸发温度来冷却冷凝空气中的水蒸气；此外，所述液-气喷射器3还具备混合流体出口，并用于将由所述中压制冷剂液体、制冷剂蒸气两者混合而成的气液混合流体继续输送至所述气液分离器4的入口。
所述气液分离器4用于将输送至此的气液混合流体分离为气体和液体，并具备一路气体支流出口和两路液体支流出口：其中一方面，气体支流出口用于将分离后的制冷剂气体输送至所述气液混合器5的气体入口，一路液体支流出口用于将分离后的一部分制冷剂液体输送至所述气液混合器5的液体入口，且在此再次形成气液混合流体后进入所述降温蒸发器7中执行蒸发制冷以实现对室内空气的降温功能，同时该降温蒸发器7所产生的制冷剂蒸气则被吸入所述压缩机1；另一方面，另一路液体支流出口用于将分离后的另一部分制冷剂液体输送至所述节流机构6的入口，然后由该节流机构降压后形成具备第三压强值的低压制冷剂液体，该第三压强值低于该第二压强值，再经由该节流结构的出口继续输送至所述除湿蒸发器8，由此执行蒸发制冷以实现对室内空气的除湿功能，同时该除湿蒸发器8所产生的制冷器蒸气则被所述液-气喷射器3引射吸入，相应实现整个***的循环封闭。
下面将具体解释按照本发明的上述***的工作原理及过程。
在实际使用时，制冷剂经压缩机压缩后进入冷凝器，制冷剂在冷凝器中与环境换热，被冷却冷凝成高压常温液体后，作为动力流体进入喷射器，高压制冷剂液体流经喷射器，在喷射器中，一方面高压制冷剂被喷射器降压形成较低温度的中压制冷剂进入气液分离器，另一方面高压制冷剂在喷射器中高速流动形成的低压区将引射来自除湿蒸发器出口的低压制冷剂蒸气，促使除湿蒸发器工作在较低的蒸发压力以提供足够低的蒸发温度冷却冷凝空气中的水蒸气，达到除湿的目的，喷射器出口的中压气液混合制冷剂进入气液分离器中，中压气液混合的制冷剂在气液分离器中形成气体和液体两个支流出口，气液分离器的气体支流出口进入气液混合器的气体入口，气液混合器的液体支流出口分为两路，其中一路液体进入气液混合器的液体入口，另一路进入节流机构的入口，气液混合器出口的中压两相气液混合的制冷剂进入降温蒸发器中蒸发制冷，由于进入降温蒸发器的中压制冷剂处于较高的蒸发温度，主要用于实现空调器对空气的降温功能，降温蒸发器出口的制冷剂蒸气被压缩机吸入，气液分离器的液体出口的其中一个分流经节流机构降压后形成低温低压的制冷剂，低温低压的制冷剂湿蒸气进入除湿蒸发器中蒸发吸热，同时被冷却的空气中的水蒸气被冷却冷凝，达到除湿的目的，除湿蒸发器出口的制冷剂蒸气被引射器引射吸入，至此***循环封闭。
通过以上构思，一方面，***中引入液-气喷射器，在达到对冷凝器出口液体制冷剂节流降压目的的同时回收高压液体制冷剂压力能，驱动低温低压制冷剂循环，达到空气降温和除湿独立控制的目的；另一方面，***不仅可以在实现现有的空调器降温除湿功能的同时大幅度的提高***性能系数，节能降耗，而且喷射节流的温湿度独立控制空调***相对于传统的空调***只增加了喷射器、气液分离器等体积和成本较小的部件，***整体结构简单，成本低，同时对空气完全无污染，环保健康，对设备无腐蚀，易于推广应用，具有可观的节能效益。
本发明的其他工作特点及特性机理更为详细地解释如下。
第一、按照本发明所设计的液-气喷射器及其配套组件，在实现传统空调***节流机构对制冷剂节流降压降温的功能的同时，回收了高压制冷剂液体的压力能，该部分被回收的高压制冷剂液体压力能直接用于引射除湿蒸发器出口制冷剂蒸气，实现低温蒸发制冷的目的，喷射器的节流作用和压力能回收作用使得空调***既实现了空气降温的目的，又实现了空气除湿的目的，而压缩机功耗不增加。
第二、按照本发明的液-气喷射器同时具有对制冷剂节流降压降温的功能和回收高压制冷剂液体压力能的功能，高压制冷剂液体流经此喷射器时，在其节流作用下制冷剂液体压力下降流速提高，部分制冷剂汽化使得喷射器出口制冷剂温度降低形成温度较低的中压低温制冷剂湿蒸气进入气液分离器，喷射器同时回收高压制冷剂液体的压力能，制冷剂液体在喷射器内部被加速后形成低压区域，喷射器内部的低压区域引射来自除湿蒸发器的低压制冷剂蒸气。
此外，在喷射器的节流作用以及低压引射作用下，与喷射器出口连通的管路和***部件可形成中压区，与喷射器引射入口连通的管路和***部件可形成低压区，空调***的蒸发制冷端在喷射器的作用下同时形成中压中温蒸发制冷区域和低压低温蒸发制冷区域，分别对应于空气降温蒸发器和空气除湿蒸发器，压缩机吸气口只与中压中温的降温蒸发器出口相连，喷射器的这个功能也使得空调***得以更有高效地实现温湿度独立控制。
第三、按照本发明的液-气喷射器在实现传统空调***节流机构对制冷剂节流降压降温的功能的同时，还回收了高压制冷剂液体的压力能，该部分被回收的高压制冷剂液体压力能直接用于引射除湿蒸发器出口制冷剂蒸气，实现低温蒸发制冷的目的，喷射器的节流作用和压力能回收作用使得空调***既实现了空气降温的目的，又实现了空气除湿的目的，而压缩机功耗不增加。
第四、按照本发明的降温蒸发器主要作用是承担空调房间中的显热负荷，降温蒸发器中的制冷剂蒸发温度可以比较高，蒸发温度可以控制在空气露点温度以上，除湿蒸发器中的制冷剂蒸发温度得以设置在空气露点温度以下，由于压缩机吸气口只与降温蒸发器出口相连，使得空调***的压缩机压比变小，吸气压力较高，压缩机的功耗也随之大幅度降低，在达到对房间空气降温和除湿两个目的的同时，因此按照本发明的温湿度独立控制空调***具有更节能的效果。
第五、按照本发明的除湿蒸发器和降温蒸发器可以共用一个室内机风机以及风道，当室内有除湿需求时，室内回风先经过降温蒸发器降温之后再进入除湿蒸发器进一步降温冷凝除湿，提高除湿效率。除湿蒸发器和降温蒸发器在制造过程中也可以做成一个整体，整体上与标准的翅片管换热器结构相同，只需在翅片管换热器的铜管流路上做相应的设计使得中压制冷剂和低压制冷剂独立完成流程，不对室内换热器形成大幅度改动，降低成本。
按照本发明的该空调***的具体工作过程可包括如下：
(a)用于空气降温的较高蒸发温度制冷循环：压缩机排出的高温高压制冷剂进入冷凝器与环境换热后，在冷凝器出口形成高压常温的制冷剂液体，该制冷剂液体进入喷射器，在喷射器中回收压力能，同时高压制冷剂液体节流降压后形成温度较低的两相制冷剂湿蒸气进入气液分离器，在气液分离器中进行气液分离器，气液分离器的液体出口分两个支流，第一支流与气液分离器的气相制冷剂经过混合器重新混合后进入降温蒸发器蒸发吸热制冷，降温蒸发器出口的制冷剂蒸气被被压缩机吸入完成该制冷循环。
(b)用于空气除湿的较低蒸发温度制冷循环：上述(a)中气液分离器液体出口的第二支流经节流机构进一步节流降压后形成低温制冷剂湿蒸气，该低温制冷剂湿蒸气进入除湿蒸发器中蒸发吸热制冷，由于该制冷剂在较低的温度和压力下蒸发，其温度足以冷却冷凝空气中的水蒸气，达到除湿的目的，经蒸发吸收后在除湿蒸发器出口形成制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气被喷射器的引射入口吸入，完成除湿低温蒸发制冷循环。
下面结合具体应用场景，对本发明的实施做举例说明。
具体实施例
空调器工作的环境参数：室内干球温度27℃，湿球温度19℃，室外干球温度35℃。空调器基本性能参数：制冷剂R290，冷凝温度45℃，过冷度3℃，降温蒸发器蒸发温度18℃，降温蒸发器出口过热度2℃，除湿蒸发器蒸发温度10℃，除湿蒸发器出口过热度5℃，喷射器引射系数0.2，压缩机排量0.001m3/s，压缩机指示效率0.85，压缩机电效率0.85，压缩机摩擦效率0.92。
本发明的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***在上述工况下的具体工作参数：降温蒸发器(7)出口制冷剂蒸气20℃，压力0.79MPa，被压缩机(1)吸入压缩后温度升高至51.9℃，压力升高至1.53MPa排出，进入冷凝器，高温高压制冷剂在冷凝器(2)中与室外35℃空气进行换热，冷凝温度为45℃，在冷凝器出口被冷却至过冷温度43℃高压液体进入喷射器(3)，由于喷射器出口制冷剂液体具有较高的压力能，进入喷射器后压力能被回收，制冷剂液体被节流降压闪蒸降温，制冷剂液体被节流以及混合了部分来自喷射器引射入口的低压制冷剂蒸气后，在喷射器出口，形成温度为18℃，压力为0.79MPa的气液两相制冷剂进入气液分离器，气液分离器液体出口形成两个支流，其中第一支流18℃的制冷剂液体与气液分离器气体出口的18℃制冷剂气体在气液混合器处混合后进入降温蒸发器，18℃的制冷剂液体在降温蒸发器中蒸发，与室内27℃的空气进行热交换，吸收室内空气温度后蒸发形成制冷剂蒸气排出后被压缩机吸入。气液分离器液体出口的第二支流液体经节流机构进一步降压后形成温度为10℃，压力为0.63MPa的低温制冷剂湿蒸气，该低温制冷剂湿蒸气进入除湿蒸发器与空气进行热交换，游湖除湿蒸发器中制冷剂蒸发温度为10℃，低于房间内空气露点温度，因此房间内空气被除湿蒸发器降温后空气中的水蒸气被冷却冷凝，达到除湿干燥的目的，除湿蒸发器在蒸发温度10℃蒸发汽化后被喷射器的引射入口吸入，完成***循环。
在上述的空调器工作性能参数条件下，经实际测试和计算，压缩机实际功耗为0.616kW，降温蒸发器制冷量3.65kW，除湿蒸发器制冷量1.18kW，***总制冷量4.83kW，冷凝器热负荷5.44kW，喷射器入口制冷剂液体流量0.169kg/s，被引射入口流量0.003388kg/s，引射系数0.2，气液分离器内制冷剂干度0.345，***实际制冷系数6.12。
对于现有的房间空调器，国家标准要求的房间空调器制冷系数大约在3.2左右，因此，本发明的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***在于当前传统的空调***实现同样的制冷量和除湿量的条件下，其制冷系数比现有的房间空调器高出约50％，具有非常良好的节能效果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，该***包括压缩机(1)、室外机冷凝器(2)、液-气喷射器(3)、气液分离器(4)、气液混合器(5)、节流机构(6)、降温蒸发器(7)、除湿蒸发器(8)和室内机风机(9)，其中：
所述压缩机(1)用于将制冷介质执行压缩后输送至所述室外机冷凝器(2)，制冷介质在该室外机冷凝器(2)中与环境换热，并被冷却冷凝成具备第一压强值的高压制冷剂液体后，作为动力流体输送至所述液-气喷射器(3)；
所述液-气喷射器(3)同时具备主流入口和引射流体入口，其中该主流入口与所述室外机冷凝器(2)的液体出口可控相连，并用于将输送至此的高压制冷剂液体执行降压降温处理以形成具备第二压强值的中压制冷剂液体，其中该第二压强值小于该第一压强值，然后经由混合流体出口进入所述气液分离器(4)的入口；而该引射流体入口与所述除湿蒸发器(8)的气体出口可控相连，并用于引射来自该除湿蒸发器(8)的制冷剂蒸气，相应促使该除湿蒸发器(8)得以提供足够低的蒸发温度来冷却冷凝空气中的水蒸气；此外，所述液-气喷射器(3)还具备混合流体出口，并用于将由所述中压制冷剂液体、制冷剂蒸气两者混合而成的气液混合流体继续输送至所述气液分离器(4)的入口；
所述气液分离器(4)用于将输送至此的气液混合流体分离为气体和液体，并具备一路气体支流出口和两路液体支流出口：其中一方面，气体支流出口用于将分离后的制冷剂气体输送至所述气液混合器(5)的气体入口，一路液体支流出口用于将分离后的一部分制冷剂液体输送至所述气液混合器(5)的液体入口，且在此再次形成气液混合流体后进入所述降温蒸发器(7)中执行蒸发制冷以实现对室内空气的降温功能，同时该降温蒸发器(7)所产生的制冷剂蒸气则被吸入所述压缩机(1)；另一方面，另一路液体支流出口用于将分离后的另一部分制冷剂液体输送至所述节流机构(6)的入口，然后由该节流机构降压后形成具备第三压强值的低温低压制冷剂液体，该第三压强值低于该第二压强值，再经由该节流结构的出口继续输送至所述除湿蒸发器(8)，由此执行蒸发制冷以实现对室内空气的除湿功能，同时该除湿蒸发器(8)所产生的制冷器蒸气则被所述液-气喷射器(3)引射吸入，相应实现整个***的循环封闭。
2.如权利要求1所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，安装于所述室外机冷凝器(2)出口液体管路上的所述液-气喷射器(3)同时具有对制冷剂节流降压降温的功能和回收高压制冷剂液体压力能的功能；其中高压制冷剂液体流经该液-气喷射器(3)时，在它的节流作用下制冷剂液体压力下降流速提高，部分制冷剂汽化使得喷射器出口制冷剂温度降低形成温度较低的第二压力制冷剂湿蒸气进入所述气液分离器(4)，该液-气喷射器同时回收高压制冷剂液体的压力能，制冷剂液体在喷射器内部被加速后形成高速低压区域；所述液-气喷射器的引射流体入口相应优选设置为与该低压区域保持对应，由此更好地利用低压来引射来自所述除湿蒸发器的制冷剂蒸气。
3.根据权利要求1或2所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于：在所述液-气喷射器(3)的节流作用以及低压引射作用下，与该液-气喷射器出口连通的管路和***部件形成中压区，与该液-气喷射器引射入口连通的管路和***部件形成低压区，空调***的蒸发制冷端在该液-气喷射器的作用下同时形成中压中温蒸发制冷区域和低压低温蒸发制冷区域，分别对应于所述降温蒸发器(7)和所述除湿蒸发器(8)，压缩机吸气口只与中压中温的降温蒸发器出口相连，所述液-气喷射器的这个功能也使得空调***实现温湿度独立控制。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，对于所述除湿蒸发器而言，其所实现的制冷剂蒸发温度优选被控制在空气露点温度以下。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，对于所述降温蒸发器而言，其所实现的制冷剂蒸发温度优选被控制在空气露点温度以上。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，所述压缩机(1)的吸气口只与所述降温蒸发器(7)的出口相连，压缩机吸气制冷剂状态为压力较高的第二压力制冷剂蒸气，吸气压力较高，使得空调***的压缩机压比变小，压缩机的功耗也随之大幅度降低，在实现对房间空气降温和除湿两个目的的同时，使压缩机能耗大幅降低。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，所述液-气喷射器(3)出口的制冷剂处于两相状态，在该液-气喷射器的出口设置所述气液分离器(4)实现气液分离，而所述气液分离器(4)中的部分液体和全部的气体又需要全部输送至所述降温蒸发器(7)中，因此在所述气液分离器(4)出口设置所述气液混合器(5)，达到气液混合输送的目的。
8.如权利要求1-7任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，所述除湿蒸发器和降温蒸发器优选共用一个所述室内机风机，所述除湿蒸发器和降温蒸发器的布置顺序以及与室内空气换热顺序在于，室内空气先经过降温蒸发器与温度较高的制冷剂换热，实现一次降温，进而流经除湿蒸发器与温度较低的制冷剂换热，实现二次降温，降温蒸发器和除湿蒸发器的作用顺序实现空气的逐级降温，减小了传热温差，降低***不可逆损失。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种喷射节流的温湿度独立控制空调***，其特征在于，所述除湿蒸发器和降温蒸发器优选被独立设置，或者被制作成一个整体，并且整体上翅片管换热器结构相同。
CN201910497311.6A 2019-06-10 2019-06-10 一种喷射节流的温湿度独立控制空调*** Pending CN110345584A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910497311.6A CN110345584A (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种喷射节流的温湿度独立控制空调***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910497311.6A CN110345584A (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种喷射节流的温湿度独立控制空调***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110345584A true CN110345584A (zh) 2019-10-18

Family

ID=68181647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910497311.6A Pending CN110345584A (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种喷射节流的温湿度独立控制空调***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110345584A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110953755A (zh) * 2019-10-31 2020-04-03 清华大学 可调温除湿的空调***及其控制方法
CN111426006A (zh) * 2020-03-30 2020-07-17 珠海格力电器股份有限公司 空调***控制方法、装置、空调***和计算机设备
CN112648695A (zh) * 2020-12-29 2021-04-13 明德倍适(天津)科技有限公司 辐射空调***及温湿度调节方法
CN115046324A (zh) * 2022-01-24 2022-09-13 河南牧业经济学院 一种制冷***及蒸发器循环融霜方法
US11841179B2 (en) * 2020-01-14 2023-12-12 Goodman Global Group, Inc. Heating, ventilation, and air-conditioning systems and methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198045A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
CN1869551A (zh) * 2005-05-24 2006-11-29 株式会社电装 喷射器和喷射循环装置
CN101329115A (zh) * 2005-02-15 2008-12-24 株式会社电装 具有喷射器的蒸发器结构
CN101666526A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 南京理工大学 一种双蒸发器调温除湿空调机组
CN202092360U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 天津商业大学 一种两相流引射制冷***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198045A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
CN101329115A (zh) * 2005-02-15 2008-12-24 株式会社电装 具有喷射器的蒸发器结构
CN1869551A (zh) * 2005-05-24 2006-11-29 株式会社电装 喷射器和喷射循环装置
CN101666526A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 南京理工大学 一种双蒸发器调温除湿空调机组
CN202092360U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 天津商业大学 一种两相流引射制冷***

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110953755A (zh) * 2019-10-31 2020-04-03 清华大学 可调温除湿的空调***及其控制方法
CN110953755B (zh) * 2019-10-31 2024-05-31 清华大学 可调温除湿的空调***及其控制方法
US11841179B2 (en) * 2020-01-14 2023-12-12 Goodman Global Group, Inc. Heating, ventilation, and air-conditioning systems and methods
CN111426006A (zh) * 2020-03-30 2020-07-17 珠海格力电器股份有限公司 空调***控制方法、装置、空调***和计算机设备
CN112648695A (zh) * 2020-12-29 2021-04-13 明德倍适(天津)科技有限公司 辐射空调***及温湿度调节方法
CN115046324A (zh) * 2022-01-24 2022-09-13 河南牧业经济学院 一种制冷***及蒸发器循环融霜方法
CN115046324B (zh) * 2022-01-24 2023-08-22 河南牧业经济学院 一种制冷***及蒸发器循环融霜方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110345584A (zh) 一种喷射节流的温湿度独立控制空调***
CN110410904A (zh) 一种紧凑化及高性能的温湿度独立控制空调***
CN107014015B (zh) 热回收型蒸发冷凝式冷水机组
CN205939467U (zh) 多联机空调***
CN109539762A (zh) 一种复合开闭式循环热泵干燥***
CN108800646B (zh) 一种蒸发冷空气源热泵机组
JP2007046806A (ja) エジェクタ式サイクル
CN110486860A (zh) 一种预冷装置除湿机
CN110285511A (zh) 一种显热与潜热分段处理的直接膨胀式空调机组及降温除湿梯级处理方法
CN106225319A (zh) 一种回热式非共沸混合工质的双蒸发温度制冷与热泵空调机组及方法
CN103615836A (zh) 一种螺杆式全热回收风冷热泵空调机组
CN105627470A (zh) 一种基于过冷再热的空调机组
CN106766355B (zh) 一种温湿度独立控制空调***
CN106257157A (zh) 一种可实现温湿度独立调节的家用空调
CN113203136B (zh) 一种双高效二氧化碳空调热泵***
CN206669949U (zh) 热回收型蒸发冷凝式冷水机组
CN107120860B (zh) 梯级蒸发式飞机地面空调机组
CN107084463A (zh) 复合冷源冷水机组
JP2003035460A (ja) 空気調和装置
CN206875643U (zh) 复合冷源冷水机组
CN107036327A (zh) 一种防止结霜的多级蒸发压缩式热泵工作方法和装置
CN208124664U (zh) 一种复叠式超低温热泵冷热水机组
CN208475718U (zh) 一种喷气增焓制冷机
CN110345636A (zh) 热回收式空气源热泵热水器循环***及工作方法
CN105716334A (zh) 一种带排风过冷器的地铁列车空调机组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191018