CN1924473A - 温湿度独立控制空调*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及温湿度独立控制与蓄能空调技术相结合的领域，特别是涉及一种温湿度独立控制空调***，该***将温湿度独立控制空调方式与外融冰、地源热泵技术结合起来，吊顶辐射板采用18～20℃的冷水，提高了制冷机组的蒸发温度，而且在过渡季节可以考虑利用地下水、地表水或者冷却塔的冷却水作为冷源，即节能、又环保，蓄冰装置外融冰提供3～5℃低温水供给新风机组，可以满足低温送风对冷冻水温度的要求和满足空调避峰运行的要求，更好的发挥冰蓄冷移峰填谷、节省运行费用与提高空调品质。

Description

温湿度独立控制空调***

技术领域

本发明涉及温湿度独立控制与蓄能空调技术相结合的领域，特别是涉及一种温湿度独立控制空调***。

背景技术

室内温度、湿度的控制是空调***的主要任务，目前常规的空调***都是向室内送入经过处理的空气，依靠与室内空气的换热完成温湿度控制。然而单一参数的送风很难实现温度、湿度双参数的控制目标，这往往导致温度、湿度不能同时满足要求。由于温湿度处理的特点不同，同时对这两者进行处理，往往会造成一些不必要的能量损失。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种温湿度独立控制空调***，该***将温湿度独立控制空调方式与外融冰、地源热泵技术结合起来，在提高空调***品质的前提下，实现节能、环保。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种温湿度独立控制空调***，其特征在于该***由温度调节***和湿度调节***组成，且二者为两个独立的调节输出***。

所述的湿度调节***采用独立新风***，新风机组采用大温差送风方式，由新风机组的冷却盘管进行冷冻除湿。

所述的温度调节***采用辐射制冷方式，在***末端设置辐射板。

所述的温度调节***包括地源热泵机组、蓄冰装置、冰水泵、板式换热器I、板式换热器II、埋地盘管、乙二醇泵、吊顶辐射板，其中该***的载冷剂回路为：地源热泵机组的蒸发器的出口端分两路，一路接蓄冰装置，另一路接板式换热器I，然后二者通过乙二醇泵接回到地源热泵机组的蒸发器，蓄冰装置经冰水泵接板式换热器II，埋地盘管分别与板式换热器I、地源热泵机组的冷凝器相接，吊顶辐射板分别与板式换热器I和地源热泵机组的冷凝器相接。

所述的温度调节***包括电制冷机组、蓄冰装置、吊顶辐射板、冰水泵、板式换热器I、板式换热器II、乙二醇泵、吊顶辐射板，冷冻水泵I、冷冻水泵II，其中制冷机组的蒸发器的出口端分两路，一路接蓄冰装置，另一路接板式换热器I，然后二者通过乙二醇泵接回到制冷机蒸发器，蓄冰装置经冰水泵接板式换热器II，板式换热器I与吊顶辐射板相连，吊顶辐射板回水经冷冻水泵I送至板式换热器I进行换热。

所述的板式换热器II接新风机组。

本发明的优点是，它将温湿度独立控制空调方式与外融冰、地源热泵技术结合起来，吊顶辐射板采用18～20℃的冷水，提高了制冷机组的蒸发温度，制冷机组的性能系数COP显著提高，而且在过渡季节可以考虑利用地下水、地表水或者冷却塔的冷却水作为冷源，即节能、又环保。蓄冰装置外融冰提供3～5℃低温水供给新风机组，可以满足低温送风对冷冻水温度的要求和满足空调避峰运行的要求，更好的发挥冰蓄冷移峰填谷、节省运行费用与提高空调品质等优点。

附图说明

图1是本发明实施例一***原理示意图；

图2是本发明实施例二***原理示意图；

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，标号1-20分别表示：空调水定压装置1、新风机组2、空调水定压装置3、吊顶辐射板4、冷却水定压装置5、冷热水泵I6、冷热水泵II7、冷却水泵8、埋地盘管9、板式换热器I10、板式换热器II11、冰水泵12、蓄冰装置13、乙二醇定压装置14、乙二醇泵15、地源热泵机组16、双工况制冷机组17、冷却塔18、冷冻水泵I19、冷冻水泵II20。标号：二通电动开关阀V1、V2，二通电动调节阀V3、V4，手动阀门F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12，温度传感器：T1、T2、T3、T4、T5、T6，流量传感器Fi。

实施例一：

冷源采用地(水)源热泵+冰蓄冷外融冰方式，空调末端采用吊顶辐射板+独立新风***，新风***采用大温差送风方式。

本实施例的温湿度独立控制空调***，包括吊顶辐射板4、空调水定压装置3、冷热水泵I6、板式换热器I10、新风机组2、空调水定压装置1、冷热水泵II7、乙二醇定压装置14、乙二醇泵15、地源热泵机组16、蓄冰装置13、冰水泵12、板式换热器II11、埋地盘管9、冷却水泵8、冷却水定压装置5。

其中的载冷剂回路：地源热泵机组16蒸发器的出口端分两路，一路通过电动开关阀V1接蓄冰装置13，一路通过电动开关阀V2接板式换热器I10，然后汇合后由乙二醇泵15回到地源热泵机组16的蒸发器，蓄冰装置13一路通过电动调节阀V3，经冰水泵12进入板式换热器II11，一路通过电动调节阀V4旁通，汇合后回到蓄冰装置13。

空调水回路：埋地盘管9通过手动阀门F2、F6与板式换热器I10，通过手动阀门F1、F5与地源热泵机组16的冷凝器相接，吊顶辐射板4通过手动阀门F3、F7与板式换热器I10连接，通过F4、F8与地源热泵机组16的冷凝器相接，新风机组2通过手动阀门F9、F10与板式换热器II11相接，通过手动阀门F11、F12与地源热泵机组16冷凝器相接。

本实施例在应用时：地源热泵机组16夏季白天在供冷工况运行，夜间在制冰工况运行；冬季在供暖工况运行。

夏季供冷时：开启手动阀门F1、F3、F5、F7、F9、F11，关闭手动阀门F2、F4、F6、F8、F10、F12。

***采用以下运行模式：

1、夜间低谷电时段，***运行在制冰模式，载冷剂回路中，地源热泵机组16与乙二醇泵15运行，电动开关阀V1开启，电动开关阀V2、电动调节阀V3与电动调节阀V4关闭；空调水回路停止工作，即冷热水泵I6、冷热水泵II7停止运行。

在载冷剂回路中，乙二醇溶液经乙二醇泵15进入地源热泵机组16被制冷后经电动开关阀V1进入蓄冰装置13中，将冷量传给蓄冰装置13内的水使其在盘管外结冰，温度升高后的乙二醇溶液返回乙二醇泵15，进入下一循环。

2、白天，蓄冰装置外融冰提供低温冷水供新风机组使用，地源热泵机组16制取温度相对较高的冷水供吊顶辐射板4使用。

载冷剂回路中，地源热泵机组16与乙二醇泵15运行，电动开关阀V1关闭，电动开关阀V2开启，从地源热泵机组16的冷凝器出来的乙二醇溶液温度较低，经板式换热器I10与吊顶辐射板4回水进行换热，温度升高后的乙二醇溶液经乙二醇泵15返回地源热泵机组13冷凝器，进入下一循环。

新风机组2冷冻水回路中，冷热水泵II7运行，来自新风机组2的空调回水进入板式换热器II11，与蓄冰装置13冰水回路换热，温度降低后送至新风机组2，进入下一循环。与新风机组2回水换热后温度较高的冷水将热量传给蓄冰装置13内的冰，使冰融化，降温后的冷水经冰水泵12进入板式换热器I10，与新风机组2回水进行换热，进入下一循环。电动调节阀V3、V4通过调节来满足负荷变化的要求。

冬季供暖时：开启手动阀门F2、F4、F6、F8、F10、F12，关闭手动阀门F1、F3、F5、F7、F9、F11。

地源热泵机组16在供暖工况运行，电动开关阀V1、电动调节阀V3、电动调节阀V4关闭，电动开关阀V2开启，乙二醇溶液经板式换热器I10与埋地盘管9冷却水进行换热，温度升高后的乙二醇溶液经乙二醇泵15返回地源热泵机组16冷凝器，进入下一循环。

来自吊顶辐射板4的空调回水经冷热水泵6，通过手动阀门F4；来自新风机组2的空调回水经冷热水泵I6，通过手动阀门F10，二路相汇合进入地源热泵机组16冷凝器，温度升高后分两路供暖，一路通过手动阀门F8进入吊顶辐射板4，一路通过手动阀门F12进入新风机组2。

为了清楚的说明该***各阀门运行状况，如表1、表2所示。

表1地源热泵机组季节切换阀门控制表(如图1所示)

序号	运行模式	开启阀门	关闭阀门
				1	地源热泵机组夏季白天制冷	F1、F3、F5、F7、F9、F11	F2、F4、F6、F8、F10、F12
地源热泵机组夏季夜间制冰
	3	地源热泵机组冬季供暖	F2、F4、F6、F8、F10、F12		F1、F3、F5、F7、F9、F11

表2载冷剂回路阀门控制表(如图1所示)

序号	运行模式	开启阀门	调节阀门	关闭阀门
					1	地源热泵机组制冰	V1		V2、V3、V4
2	蓄冰装置单融冰供新风机组		V3、V4
					地源热泵机组单制冷供吊顶辐射板	V2		V1

实施例二：

冷源采用电制冷机组+冰蓄冷外融冰方式，空调末端采用吊顶辐射板+独立新风***，新风***采用大温差送风方式。

本实施例的温湿度独立控制空调***，包括吊顶辐射板10、空调水定压装置3、冷冻水泵I19、板式换热器I10、新风机组2、空调水定压装置1、冷冻水泵II20、乙二醇定压装置14、乙二醇泵15、电制冷机组17、蓄冰装置13、冰水泵12、板式换热器II11、冷却塔18、冷却水泵8。

其中的载冷剂回路：制冷机17的蒸发器的出口端分两路，一路通过电动开关阀V1接蓄冰装置13，一路通过电动调节阀V2接板式换热器I10，然后汇合后由乙二醇泵15回到制冷机17蒸发器。蓄冰装置13一路通过电动调节阀V3，经冰水泵12进入板式换热器II11，一路通过电动调节阀V4旁通，汇合后回到蓄冰装置13。

空调水回路：板式换热器I10与吊顶辐射板4相连，吊顶辐射板4回水经冷冻水泵I19送至板式换热器I10与载冷剂回路进行换热，温度降低后的冷冻水送至吊顶辐射板4供冷。板式换热器II11与新风机组2相连，新风机组2回水经冷冻水泵II20送至板式换热器II11与外融冰冰水回路进行换热，温度降低后的低温冷冻水送至新风机组2供冷。

本实施例使用时，***采用以下运行模式：

1、夜间低谷电时段，***运行在制冰模式，载冷剂回路中，制冷机17与乙二醇泵15运行，电动开关阀V1开启，电动开关阀V2、电动调节阀V3与电动调节阀V4.关闭；空调水回路停止工作，即冷冻水泵I19、冷冻水泵II20停止运行。

在载冷剂回路中，乙二醇溶液经乙二醇泵15进入制冷机17被制冷后进入蓄冰装置13中，将冷量传给蓄冰装置13内的水使其在盘管外结冰，温度升高后的乙二醇溶液经电动调节阀V3返回乙二醇泵15，进入下一循环。

2、白天，蓄冰装置13外融冰提供低温冷水供新风机组2使用，制冷机17制取温度相对较高的冷水供吊顶辐射板4使用。

载冷剂回路中，制冷机17与乙二醇泵15运行，电动开关阀V1关闭，电动开关阀V2开启，乙二醇溶液经板式换热器I10与吊顶辐射板4回水进行换热，温度升高后的乙二醇溶液经乙二醇泵15返回制冷机17冷凝器，进入下一循环。

新风机组2冷冻水回路中，冷冻水泵II20运行，来自新风机组2的空调回水进入板式换热器II11，与蓄冰装置13冰水回路换热，温度降低后送至新风机组2，进入下一循环。与新风机组2回水换热后温度较高的冷冻水将热量传给蓄冰装置13内的冰，使冰融化，降温后的冷水经冰水泵进入板式换热器I，与新风机组2回水进行换热，进入下一循环。电动调节阀V3、V4通过调节来满足负荷变化的要求。吊顶辐射板4冷冻水回路中，冷冻水泵I19运行，来自吊顶辐射板4的空调回水进入板式换热器I10，与制冷机载冷剂进行换热，温度降低后送至吊顶辐射板4，进入下一循环。

为了清楚的说明该***各阀门运行状况，如表3所示。

表3阀门控制表(如图2所示)

序号	运行模式	开启阀门	调节阀门	关闭阀门
					1	制冷机制冰	V1		V2、V3、V4
2	蓄冰装置单融冰供新风机组		V3、V4
					制冷机单制冷供吊顶辐射板	V2		V1

上述实施例中的室内温度调节采用辐射制冷方式，供水温度约为18～20℃，承担建筑围护结构传热和日射得热负荷，即渐变负荷以及室内设备、人员的辐射热负荷；湿度调节采用独立新风***实现，新风***承担室内全部的湿负荷和人员、设备的对流热负荷，即瞬时负荷，同时满足室内人员新风量的要求。

地源热泵机组通过工况切换，冬季可以采用辐射供暖，在过渡季节可以直接通过埋地盘管换热提供辐射冷源，水冷电制冷机组可以直接采用冷却水提供辐射冷源。

显然本领域技术人员能够认识到，在本发明的实施例中提及的对于吊顶辐射板的采用，也可以采用干式风机盘管、或者是其他等同装置替代。

冷源采用地(水)源热泵+冰蓄冷外融冰方式及电制冷机组+外融冰冰蓄冷方式。地源热泵与冰蓄冷相结合，将热泵设备与浅层地下资源如土壤、地下水、地表水进行换热，在夏季夜间利用低谷电制冰，白天供冷，在冬季进行制热并提供热源。这种***是对高低品位能源的充分利用，最大限度地发挥了两种品位能源的优势，大大优化了能源结构。两种不同方式的空调***，使各自的优点得到了充分利用，地源热泵利用可再生能源——浅层地下资源，既提高了设备的运行效率，又保护了环境；外融冰方式可以大大提高蓄冰槽的融冰速率，能够更好的满足低温送风的要求和空调***制冷机避高峰运行。从而提高空调品质、节省空调***初投资、节省蓄冰空调***运行费用。

温湿度独立控制空调***，通过新风排出室内余湿、CO2的要求，室内余热的排除通过吊顶辐射板实现，采用温度与湿度两套独立的空调控制***，分别控制室内的温度与湿度，避免了常规空调***中热湿联合处理所带来的损失。可以满足不同房间热湿比不断变化的要求，避免了室内湿度过高或者过低的现象。

地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、地表水或土壤等)的既可供热又可制冷的高效节能的空调技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低位能源向高位能源转移。由于全年地温波动小，冬暖夏凉，其季节性性能系数有着恒温热源热泵的特性，季节性平均性能***较高。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4KW以上的热量或冷量。

冰蓄冷空调是利用电网低负荷期的廉价电力通过制冷机制冷，将冷量以潜热的形式储藏于冰中，在电价昂贵的用电高峰期，将冰融化释放出冷量来满足空调冷负荷的要求，冰蓄冷空调一方面可以平衡电网负荷，另一方面可以为用户节省空调运行费用，因此具有良好的社会效益和经济效益。

随着冰蓄冷空调的迅速发展，由于融冰能够提高较低的出水温度，大温差低温送风空调技术近年来也得到了广泛的运用，大温差低温送风技术的应用，可以减小水管、风管的尺寸，减小水泵、风机的功率，可以减小空调***的初投资和运行费用，同时还可以提高空调品质，应用于独立新风***，不仅可以大大提高新风机组的处理能力，减少换热面积而且可以达到更好的除湿效果，使温湿度独立控制的***得以轻松实现。采用外融冰方式，能够提供比内融冰更低的出水温度，和更高的释冷速率，提高***综合效率。

Claims (7)

1、一种温湿度独立控制空调***，其特征在于该***由温度调节***和湿度调节***组成，且二者为两个独立的调节输出***。

2、根据权利要求1所述的一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的湿度调节***采用独立新风***，新风机组采用大温差送风方式，由新风机组的冷却盘管进行冷冻除湿，冷源由冰蓄冷***提供。

3、根据权利要求1所述的一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的温度调节***采用辐射制冷方式，在***末端设置辐射板。

4、根据权利要求1或3所述一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的温度调节***包括地源热泵机组、蓄冰装置、冰水泵、板式换热器I、板式换热器II、埋地盘管、乙二醇泵、吊顶辐射板，其中该***的载冷剂回路为：地源热泵机组的蒸发器的出口端分两路，一路接蓄冰装置，另一路接板式换热器I，然后二者通过乙二醇泵接回到地源热泵机组的蒸发器，蓄冰装置经冰水泵接板式换热器II，埋地盘管分别与板式换热器I、地源热泵机组的冷凝器相接，吊顶辐射板分别与板式换热器I和地源热泵机组的冷凝器相接。

5、根据权利要求1或3所述一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的温度调节***包括电制冷机组、蓄冰装置、吊顶辐射板、冰水泵、板式换热器I、板式换热器II、乙二醇泵、吊顶辐射板，冷冻水泵I、冷冻水泵II，其中制冷机组的蒸发器的出口端分两路，一路接蓄冰装置，另一路接板式换热器I，然后二者通过乙二醇泵接回到制冷机蒸发器，蓄冰装置经冰水泵接板式换热器II，板式换热器I与吊顶辐射板相连，吊顶辐射板回水经冷冻水泵I送至板式换热器I进行换热。

6、根据权利要求4所述的一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的板式换热器II接新风机组，该新风机组与地源热泵机组冷凝器相接。

7、根据权利要求5所述的一种温湿度独立控制空调***，其特征在于所述的板式换热器II接新风机组，该机组经冷冻水泵II至板式换热器II进行换热。

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