CN111780302A - 利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法,包括第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，空气经由进风口依次流入第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，经过出风口排出，其中所述第三换热器的进水通道与冷冻水***相连，所述第三换热器的出水通道通过第一阀门连接至所述第一换热器的进水通道，所述第一换热器的出水通道连接至所述第四换热器的进水通道，所述第四换热器的出水通道通过第二阀门连接至所述冷冻水***。本发明结构简单，且整体能耗低。

Description

利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法
技术领域
本发明涉及空调***的技术领域，尤其是指一种利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法。
背景技术
目前有很多空调***为了控制夏季的相对湿度，特别是长江以南地区，往往采用新风低温去湿后，再利用各种热源进行再热，这种温湿度调节方式不仅能耗极高，且***也相对复杂。
以电子洁净厂房为例，电子元器件正进入以新型电子元器件为主体的新一代元器件时代，近年来中国电子工业持续高速增长，带动电子元器件产业的强劲发展。中国已经成为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元器件的世界生产基地，相应的电子洁净厂房也再不断的建设发展。
电子洁净厂房都采用MAU(全新风机组)加上干盘管的形式来控制室内温湿度，MAU用以控制洁净区域的相对湿度。常规的MAU机组一般是先用冷冻水预冷，然后再用低温冷冻水降温去湿，再用热水进行再热处理，如图1所示。上述机组整体布置能耗高，且夏季需同时提供冷热源，***复杂。
为了降低MAU的能耗，有利用冷却水再热技术、热管热回收技术，如图2所示，冷却水再热技术是利用制冷***冷凝侧的冷却水对MAU机组的送风进行再热处理，这种设计可以取消夏季的热源***，同时也可一定的制冷***的COP，降低能耗。由于热管热回收是在去湿盘管前后增加热管装置，降低预冷和再热盘管的负荷，而冷却水再热技术利用冷凝侧对机组进行再热，可降低热水侧的能耗，但因为冷热盘管的负荷不一致，只是引用了部分的冷却水，用使得整个制冷***反而更加复杂；另外，热管热回收有效降低了预冷和再热的负荷，但是热管结构决定后，热回收效率成了定值，无法对送风温度进行调节，不能确保洁净室的温湿度精度要求。其次，热回收需要增加机组的截面尺寸来按照，需要更大的机房面积和成本。再者，增加了热管的风阻力，机组本体能耗提高。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中***复杂，且整体能耗高的问题，从而提供一种***简单，且整体能耗低的利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种利用冷冻水进行再热的调湿装置，包括第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，空气经由进风口依次流入第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，经过出风口排出，其中所述第三换热器的进水通道与冷冻水***相连，所述第三换热器的出水通道通过第一阀门连接至所述第一换热器的进水通道，所述第一换热器的出水通道连接至所述第四换热器的进水通道，所述第四换热器的出水通道通过第二阀门连接至所述冷冻水***。
在本发明的一个实施例中，所述第二阀门与所述冷冻水***之间还设有第三阀门。
在本发明的一个实施例中，所述第一阀门与所述第三阀门相连。
在本发明的一个实施例中，所述第一阀门是三通阀。
在本发明的一个实施例中，还包括第一过滤器，所述第一过滤器设置在所述进风口与所述第一换热器之间。
在本发明的一个实施例中，还包括离心风机，所述离心风机设置在所述出风口与所述第四换热器之间。
在本发明的一个实施例中，所述离心风机与电机相连。
在本发明的一个实施例中，还包括第二过滤器，所述第二过滤器设置在所述出风口与所述离心风机之间。
在本发明的一个实施例中，所述第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器均位于机组箱体内。
本发明还提供了一种利用冷冻水进行再热的调湿方法，包括如下：步骤S1：对冷冻水***中的低温冷冻水进行换热，使低温冷冻水变为中温冷冻水，利用中温冷冻水对空气进行第一次换热，使空气降温，控制中温冷冻水的流速，使所述中温冷冻水经过换热后排出高温冷冻水；步骤S2：对降温后的空气进行第二次换热，使空气升温，对升温后的空气进行加湿处理；步骤S3：利用冷冻水***中的低温冷冻水对加湿处理后的空气进行第三次换热，对空气进行冷却除湿，所述低温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，所述中温冷冻水用于与空气进行第一次换热；步骤S4：利用所述高温冷冻水对除湿后的空气进行第四次热换，所述高温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，控制中温冷冻水的流速，将所述中温冷冻水回流至所述冷冻水***中；步骤S5：排出空气。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置及方法，简化了整个空调***的能源管路或***，降低工程建设设备、原材料的消耗，减少黑色金属的使用，进而降低碳排放；而且整个装置的热负荷进行再热处理，将再热的冷负荷利用到预冷侧，对再热能耗进行了双重利用，因此大幅度提高了节能效率；另外，所述第一阀门和所述第二阀门的双极调节，有利于精确的控制空气的温度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是现有常规MAU机组及冷热源的布置示意图；
图2是现有热管热回收的布置示意图；
图3是本发明利用冷冻水进行再热的调湿装置的主视图；
图4是本发明利用冷冻水进行再热的调湿装置的俯视图。
说明书附图标记说明：10-机组箱体，11-第一换热器，12-第二换热器，13-加湿器，14-第三换热器，15-第四换热器，16-进风口，17-出风口，18A-第一过滤器，18B-第二过滤器，19-离心风机，20-电机，21-冷冻水***，22-第一阀门，23-第二阀门，24-第三阀门。
具体实施方式
实施例一
如图3和图4所示，本实施例提供一种利用冷冻水进行再热的调湿装置，包括第一换热器11、第二换热器12、加湿器13、第三换热器14以及第四换热器15，空气经由进风口16依次流入第一换热器11、第二换热器12、加湿器13、第三换热器14以及第四换热器15，经过出风口17排出，其中所述第三换热器14的进水通道与冷冻水***21相连，所述第三换热器14的出水通道通过第一阀门22连接至所述第一换热器11的进水通道，所述第一换热器11的出水通道连接至所述第四换热器15的进水通道，所述第四换热器15的出水通道通过第二阀门23连接至所述冷冻水***21。
本实施例所述利用冷冻水进行再热的调湿装置，包括第一换热器11、第二换热器12、加湿器13、第三换热器14以及第四换热器15，空气经由进风口16依次流入第一换热器11、第二换热器12、加湿器13、第三换热器14以及第四换热器15，经过出风口17排出，其中所述第一换热器11用于对空气进行预冷，所述第二换热器12用于对空气进行加热，所述加湿器13用于对空气进行加湿处理，所述第三换热器14用于对空气进行除湿处理，所述第四换热器15用于调节空气的相对湿度和温度，具体地，所述第三换热器14的进水通道与冷冻水***21相连，从而可以将所述冷冻水***21中的低温冷冻水输送至所述第三换热器14的进水通道中，经过与空气进行热交换后，所述低温冷冻水升温成为中温冷冻水，所述第三换热器14的出水通道通过第一阀门22连接至所述第一换热器11的进水通道，从而有利于将中温冷冻水输送至所述第一换热器11内，经过与空气进行热交换后，所述中温冷冻水升温成为高温冷冻水，通过所述第一阀门22的开闭可以控制中温冷冻水的流量，所述第一换热器11的出水通道连接至所述第四换热器15的进水通道，从而有利于将高温冷冻水输送至所述第四换热器15内，经过与空气进行热交换后，所述高温冷冻水降温成为中温冷冻水，所述第四换热器15的出水通道通过第二阀门23连接至所述冷冻水***21，从而可以将所述中温冷冻水输送至所述冷冻水***21内，通过所述第二阀门23的开闭可以控制中温冷冻水的流量，由于通过所述冷冻水***21可以对空气进行冷却除湿、再热调湿的作用，因此简化了整个空调***的能源管路或***，降低工程建设设备、原材料的消耗，减少黑色金属的使用，进而降低碳排放；而且整个装置的热负荷进行再热处理，将再热的冷负荷利用到预冷侧，对再热能耗进行了双重利用，因此大幅度提高了节能效率；另外，所述第一阀门22和所述第二阀门23的双极调节，有利于精确的控制空气的温度。
所述第二阀门23与所述冷冻水***21之间还设有第三阀门24，通过第三阀门24有利于控制绝对湿度，可满足各种洁净***或高舒适***的使用要求。
所述第一阀门22与所述第三阀门24相连，从而有利于调节所述第三换热器14的除湿和降温能力。所述第二阀门23与所述第三阀门24均是电动二通阀。
所述第一阀门22是三通阀，从而有利于控制第三换热器14的除湿和降温能力。所述
本实施例所述利用冷冻水进行再热的调湿装置还包括第一过滤器18A，所述第一过滤器18A设置在所述进风口16与所述第一换热器11之间，从而有利于对空气进行过滤，保证空气的洁净度。
另外，所述利用冷冻水进行再热的调湿装置还包括离心风机19，所述离心风机19设置在所述出风口17与所述第四换热器15之间，从而有利于对空气产生压力，将空气顺利的由所述出风口17排出。
所述离心风机19与电机20相连，从而有利于为所述离心风机19提供动力。
所述利用冷冻水进行再热的调湿装置还包括第二过滤器18B，所述第二过滤器18B设置在所述出风口17与所述离心风机19之间，从而有利于进一步过滤空气，保证从所述出风口17排出空气的洁净度。
所述第一换热器11、第二换热器12、加湿器13、第三换热器14以及第四换热器15均位于机组箱体10内，从而有利于实现调节空气的温湿度；另外，所述第一过滤器18A、第二过滤器18B、离心风机19、电机20也均位于机组箱体10内，从而可以降低各种设备的机房占地面积，提高建筑的有效使用率，符合节材、节地的绿色建设理念。所述进风口16设置在所述机组箱体10的一端；所述出风口17设置在所述机组箱体10的另一端。
另外，所述第一换热器11是预冷或预热盘管；所述第二换热器12是加热盘管；所述第三换热器14是除湿盘管；所述第四换热器15是全逆流高效再热盘管，其可在温度较低的新风工况下(如夜晚运行模式、或过渡季节)满足去湿再热的温度需要。
本实施例中，所述低温冷冻水是5℃-7℃；所述中温冷冻水是12℃-15℃；所述高温冷冻水是15℃-35℃。
本发明以一台10万立方米/小时的机组为例，新风按国标工况35℃、60％计算，冷冻去湿处理到12℃，再热到22.5℃计算。常规的模式处理的冷量需要1500kw，再热热量为350kw。而采用本发明后，冷量需要1150kw，再热热量为0kw。
实施例二
如图3所示，本实施例提供一种利用冷冻水进行再热的调湿方法，采用实施一所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置对空气的温湿度进行调节，包括步骤S1：对冷冻水***10中的低温冷冻水进行换热，使低温冷冻水变为中温冷冻水，利用中温冷冻水对空气进行第一次换热，使空气降温，控制中温冷冻水的流速，使所述中温冷冻水经过换热后排出高温冷冻水；步骤S2：对降温后的空气进行第二次换热，使空气升温，对升温后的空气进行加湿处理；步骤S3：利用冷冻水***10中的低温冷冻水对加湿处理后的空气进行第三次换热，对空气进行冷却除湿，所述低温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，所述中温冷冻水用于与空气进行第一次换热；步骤S4：利用所述高温冷冻水对除湿后的空气进行第四次热换，所述高温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，控制中温冷冻水的流速，将所述中温冷冻水回流至所述冷冻水***10中；步骤S5：排出空气。
本实施例提供一种利用冷冻水进行再热的调湿方法，所述步骤S1中，对冷冻水***10中的低温冷冻水进行换热，使低温冷冻水变为中温冷冻水，利用中温冷冻水对空气进行第一次换热，使空气降温，控制中温冷冻水的流速，使所述中温冷冻水经过换热后排出高温冷冻水，从而将热负荷进行再热处理，将再热的冷负荷利用到预冷侧，节能效率明显；所述步骤S2中，对降温后的空气进行第二次换热，使空气升温，对升温后的空气进行加湿处理；所述步骤S3中，利用冷冻水***10中的低温冷冻水对加湿处理后的空气进行第三次换热，对空气进行冷却除湿，所述低温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，所述中温冷冻水用于与空气进行第一次换热，有利于能源的节约利用；所述步骤S4中，利用所述高温冷冻水对除湿后的空气进行第四次热换，所述高温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，控制中温冷冻水的流速，将所述中温冷冻水回流至所述冷冻水***10中，有利于对再热能耗进行双重利用；所述步骤S5中，排出空气，整个过程不但有利于节能环保，而且有利于对再热温度进行有效控制，满足各种洁净***或高舒适***的使用要求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：包括第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，空气经由进风口依次流入第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器，经过出风口排出，其中所述第三换热器的进水通道与冷冻水***相连，所述第三换热器的出水通道通过第一阀门连接至所述第一换热器的进水通道，所述第一换热器的出水通道连接至所述第四换热器的进水通道，所述第四换热器的出水通道通过第二阀门连接至所述冷冻水***。
2.根据权利要求1所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：所述第二阀门与所述冷冻水***之间还设有第三阀门。
3.根据权利要求2所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：所述第一阀门与所述第三阀门相连。
4.根据权利要求1或3所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：所述第一阀门是三通阀。
5.根据权利要求1所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：还包括第一过滤器，所述第一过滤器设置在所述进风口与所述第一换热器之间。
6.根据权利要求1所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：还包括离心风机，所述离心风机设置在所述出风口与所述第四换热器之间。
7.根据权利要求6所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：所述离心风机与电机相连。
8.根据权利要求6所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：还包括第二过滤器，所述第二过滤器设置在所述出风口与所述离心风机之间。
9.根据权利要求1所述的利用冷冻水进行再热的调湿装置，其特征在于：所述第一换热器、第二换热器、加湿器、第三换热器以及第四换热器均位于机组箱体内。
10.一种利用冷冻水进行再热的调湿方法，其特征在于，包括如下：
步骤S1：对冷冻水***中的低温冷冻水进行换热，使低温冷冻水变为中温冷冻水，利用中温冷冻水对空气进行第一次换热，使空气降温，控制中温冷冻水的流速，使所述中温冷冻水经过换热后排出高温冷冻水；
步骤S2：对降温后的空气进行第二次换热，使空气升温，对升温后的空气进行加湿处理；
步骤S3：利用冷冻水***中的低温冷冻水对加湿处理后的空气进行第三次换热，对空气进行冷却除湿，所述低温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，所述中温冷冻水用于与空气进行第一次换热；
步骤S4：利用所述高温冷冻水对除湿后的空气进行第四次热换，所述高温冷冻水经过热交换后变成中温冷冻水，控制中温冷冻水的流速，将所述中温冷冻水回流至所述冷冻水***中；
步骤S5：排出空气。
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