CN106152324A - 大温差及部分二次空气独立除湿空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大温差及部分二次空气独立除湿空调系统，对空气热湿进行分开处理，空气(1)先进入显热交换器(2)进行降温，而后分成两部分(3)和(6)，部分空气(3)进入潜热交换器(4)进行除湿降温，变成低温饱和空气(7)，再与另一部分空气(6)进行混合，变成空气(8)，然后送入空调房间。空气和冷冻水为逆流换热。其冷热源机组至少包含两个压缩机制冷系统，至少两个蒸发器，为蒸发器(11)和蒸发器(12)，多个蒸发器的蒸发温度依次不同，对回水依次降温处理，处理前后的冷冻水温差约为10℃。本发明的空调系统载冷剂采用大温差低流量输送方式，有效降低了载冷剂的输送能耗，提升了冷热源机组的能效比。

Description

大温差及部分二次空气独立除湿空调系统

技术领域

本发明属于制冷空调领域，特别涉及到一种节能空调系统。

背景技术

通过统计分析，普通民用空调系统制冷量的15~30%为潜热，其余为显热。为了消除潜热，必须把回风处理到露点以下，才能除去水蒸气。由于除湿露点温度较低，因此需要较低的冷源温度，造成送回风温差较大，不可逆损失加大。另外，由于需要较低的冷源温度，造成冷水机组蒸发温度较低，降低了机组的能效。

目前国内行业应用最多的还是潜热和显热一起除去，因此需要较低的冷源温度，供回水温度为7-12℃，而冷源机组制冷系统的蒸发温度为2-5℃，冷源机组能效较低，耗能较高。另外，冷水供回水温差只有5℃，输送的冷水流量较大，冷水输送系统耗能较大。因此急需研发一种高效的节能产品，减少空调系统的能耗。

近年来，研究较多的是热湿分离的溶液独立除湿系统。工作原理是利用一些具有强烈吸湿性的溶液(如氯化锂溶液)，溶液在低温下吸收空气中的水蒸汽，然后送到室外，在高温下放出水蒸汽，整个过程就是溶液在不断的进行吸湿和再生循环。溶液除湿负担空气是的潜热负荷，而显热负荷由冷源机组进行降温处理，显热负荷的冷源温度较高，有利于提高冷源机组的能效。

热湿分离的溶液独立除湿空调系统，目前大多应用在全热回收新风机组，和热泵机组联合使用，利用热泵机组的冷凝器的热量对溶液进行再生，利用蒸发器的冷量对溶液进行冷却，恢复溶液吸湿能力。机组能够充分回收排风产生的冷热量，整套系统的能效较高，达到6左右。

溶液除湿系统虽然能效较高，但也存在着一些以下的缺点：因溶液独立除湿系统与传统的空调系统不同，需要特殊的安装调试技术，现有行业从业人员还不能完全掌握。另外，溶液独立除湿系统一般用来处理新风，而对于分散的回风处理不太适合，应用面较小。再者，系统采用的吸湿溶液具有很强的腐蚀性，用户和设计人员对其不太放心。综上原因，热湿分离的溶液独立除湿空调系统在市场上推广效果并不是很好，在工程上应用很少。

本发明空调处理系统比传统的空调系统能够节约30%的能量，且具有安装调试方便，替换现有风机盘管空调系统方便，这些都是热湿分离的溶液独立除湿空调系统不具备的优势。

发明内容

本发明提供一种能够对空气热湿进行分开处理，空调冷冻水采用大温差小流量输送，冷热源机组平均蒸发温度较高，耗能较低的节能高效空调系统。

本发明空调未端采用的技术方案是：热湿独立处理技术，空气一次处理为显热降温处理，二次处理为除湿处理，对冷水冷量进行梯级利用。表冷器采用多级串联方式，要求的供冷水温度从7-10℃，回水温度为17-20℃，低温冷水首先进入潜热换热器（4），而后进入显热换热器（2），根据冷水温度的高低梯级利用冷水冷量。

本发明空气一次处理为显热降温处理，二次为除湿处理。全部回风（1）经过显热交换器（2）进行降温，然后一部分空气（3）进入潜热交换器（4）进行除湿，除湿后空气（7）再与未除湿的空气（6）混合变成空气（8），送入房间。

本发明空调系统送风温度高于露点温度，送风口不易结露，送风温差较小，卫生条件更好，舒适性更高。

本发明空调未端（9）还可通过风阀（5）对风量进行调节，能够根据房间湿度调节除湿风量，满足舒适性要求。

本发明空调系统冷热源机组（10）包含多个制冷系统，有多个制冷蒸发器（11）和蒸发器（12），多个蒸发器的蒸发温度依次不同，对回水依次降温处理，处理前后的冷冻水温差约为10℃。

本发明的冷热源机组（10）的平均蒸发温度较高，能效比较高。本发明采用小流量大温差的载冷（热）剂，输送系统的耗能较少。

本发明空调未端（9）在冬季制热时，通过风阀（5）进行控制，全部进风（1）经过两个热交换器（显热交换器（2）和潜热交换器（4）），进行加热后送风，满足冬季制热要求。

本发明应用于全新风处理，根据处理要求通过风阀（5）调节除湿风量，可使大部分甚至全部新风通过除湿换热器（4），以满足除湿要求。

有益效果：

本发明提供一种热湿分离处理的空调系统，既能满足现有房间的舒适性要求，又能充分对能量进行梯级利用，减少输送能耗，提高冷热源机组的能效比。具体如下：

1、采用先进的部分二次空气独立除湿处理方式，对能量进行梯级利用，比现有空调系统节能30%以上。

2、提高了冷热源机组的平均蒸发温度，比现有冷水机组能效提高20%。

3、大温差低流量的冷水输送系统，输送成本比现有冷水输送系统大幅度降低。

4、方便现有空调安装人员安装调试。原有溶液独立除湿系统，因系统复杂，且涉及到溶液的吸湿和再生等相关知识和特有安装技术，安装调试人员很难掌握。

5、很容易替换现有风机盘管空调系统。溶液独立除湿机组一般适用于全新风集中处理系统，而对于分散的回风处理比较麻烦，而本系统既能适应集中新风处理系统，又能适用分散的回风系统，且投资成本较低。

6、显热部分冷源还可以采用自然冷源，能够大幅度的降低人工冷源的能耗和费用。

附图说明：

图1，空气处理过程图

图2，空调系统图

具体实施方式：

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图2所示：空调未端（9）分别布置显热交换器（2）和潜热交换器（4），空调冷冻水先经过潜热交换器（4），而后经过显热交换器（2）。

如图1，图2所示：空气显热处理工艺：回风（1）状态点为N点，经过显热交换器（2）降温后，变成低温空气（3）和（6），状态为S点，显热部分处理完毕。

空气除湿工艺：部分低温空气（3）进入潜热交换器（4），空气在这里进行除湿降温，变成机器露点空气（7），状态为L点。然后空气（7）和空气（6）混合，到达空气（8），状态点为C点，再送入房间。

如图2所示：冷热源机组(10)包括两个制冷系统，布置两个蒸发器，分别为蒸发器（11）和蒸发器（12）。

冷冻水除温处理工艺：冷热源机组回水温度一般在17℃，冷冻水先经过蒸发器（12），而后经过蒸发器（11），把温度降到7℃，2个蒸发器的蒸发温度分别约为4℃和9℃。

Claims (10)

1.一种部分二次空气独立除湿处理式节能性空调系统，对空气热湿进行分开处理，空气（1）先进入显热交换器（2）进行降温，而后分成两部分（3）和（6），空气（3）进入潜热交换器（4）进行除湿降温，变成低温饱和空气（7），再与另一部分空气（6）进行混合，变成空气（8），然后送入空调房间。

2.根据权利要求1所述部分二次空气独立除湿处理式节能性空调系统，其空调未端（9）特征在于：空调未端换热器至少包括两种功能的热交换器，空气进口端为显热交换器（2），对空气进行降温处理，出口端为潜热交换器（4），对空气进行除湿降温处理。

3.根据权利要求1所述部分二次空气独立除湿处理式节能性空调系统，空气和冷冻水采用逆流换热，冷冻水先流入潜热交换器（2），后流经显热换热器（4），空调冷冻水采用大温差小流量输送。

4.根据权利要求1，2，3所述二次空气独立除湿处理式节能性空调系统，其冷热源机组（10）特征在于：至少包含两个压缩机制冷系统，有两个制冷蒸发器（11）和（12），多个蒸发器的蒸发温度依次不同，对回水依次降温处理，处理前后的冷冻水温差约为10℃。

5.根据权利要求1，2所述，潜热换热器（4）还有一个旁通风阀（5），可以调节旁通风量的大小。

6.根据权利要求1，2所述，显热交换器（2）和潜热交换器（4）可以由多个热交换器组成，两种功能的热交换器结构可为分体式，也可组合在一起，组成一个整体热交换器。

7.根据权利要求4所述多个压缩机制冷系统冷热源机组，可为多个分体式单一制冷系统冷热源机组，也可为整体式多个制冷系统冷热源机组。

8.根据权利要求1，2，3所述空调系统，在冬季制热时，空调未端（9）的风量通过风阀（5）进行控制，全部进风（1）经过两个热交换器（显热交换器（2）和潜热交换器（4）），进行加热后送风，满足冬季制热要求。

9.根据权利要求1，2，3所述空调系统，应用于全新风处理，根据处理要求通过风阀（5）调节除湿风量，可使大部分甚至全部新风通过除湿换热器（4），以满足除湿要求。

10.根据权利要求1，2，3，4，6所述空调系统，空调机组可以是直膨式机组而无需冷冻水等载冷剂，机组至少包含两个制冷系统，一个为显热处理系统，一个为潜热处理系统，潜热处理系统的制冷剂直接进入显热交换器进行蒸发，潜热处理系统的制冷剂直接进入潜热交换器进行蒸发。