CN106940055A - 一种户式五联供thic空调系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种户式五联供THIC空调系统及其运行方法,属于空调系统领域,一种户式五联供THIC空调系统,它包括一热泵循环模块、一溶液循环模块和一生活热水模块;所述热泵循环模块包括一温度控制环路、一湿度控制环路:每一所述温度控制环路由压缩机、第一冷凝器、四通换向阀、第二冷凝器、单向阀桥一、储液罐I、膨胀阀I、蒸发器一和气液分离器组成,各所述蒸发器一设置在不同的房间内;本发明可以实现夏季空调、冬季供暖、天天热水、四季新风及空气调湿等五大功能的高度集成,在有效降低空调能耗的前提下可满足用户的不同需求。本发明可以广泛的应用于独立分割的办公区域和住宅建筑对室内温、湿度的调控中。
Description
技术领域
本发明涉及空调系统领域,尤其涉及一种户式五联供THIC空调系统及其运行方法。
背景技术
传统空调多采用热、湿耦合方法来控制室内温、湿度,为达到除湿要求需采用5~7℃的冷源,除湿后的空气需要进行再热后才能满足送风温度要求,这样就造成了不必要的能源浪费。近几年来温湿度独立控制技术得到了较快的发展。湿度控制多采用溶液除湿技术,利用具备强吸湿能力的盐溶液在除湿器中与湿空气进行热质交换,进而达到空气除湿的目的,它克服了冷冻除湿消耗高品位能源、高能耗和环境污染的问题。温度控制单元只负责去除室内的显热负荷,所以冷源的温度低于室内的干球温度(25℃)即可,考虑到传热温差和介质的输送温差,冷源温度也只需要15~18℃,有效地提高了系统的综合能效比。与传统空调相比温湿度独立控制空调系统的节能效果显著而且在利用多品味能源方面具有很大的优势,此外,还能更全面的控制室内环境,所以温湿度独立控制空调系统越来越受到人们的欢迎。
近年来,温湿度独立控制的空调方式得到了越来越多的关注和重视,并在很多实际工程中得到了应用,但这些建筑主要为大型公共建筑,其中温湿度独立控制设备是分开的,而在独立分割的办公区域或住宅建筑中,因为缺乏相应的高温冷源,温湿度独立控制设备无法实现小型化和家用化,从而限制了这一新型空调技术的推广,现有的温湿度独立控制空调系统一般包括一套温度处理系统和一套单独的湿度处理系统,两套单独的设备需要各自的冷热源,虽然两个系统各自都能做的相对较小,但是1+1的模式仍然使这套系统体型较大,如果直接将两个模块进行机械的组合,将会造成系统冷热量严重失衡,也就无法实现对空气温湿度的正常调节。
中国发明专利,授权公告号:CN102878650 B,授权公告日:2015.02.18,公开了一种实现温度、湿度分别调节的家用空调装置,该装置包括制冷系统部分和空气处理部分;制冷系统部分包括压缩机(1)、四通阀(2)、第一换热器(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、储液器(6)、过滤器(7)、第一电子膨胀阀(8)、第三单向阀(9)、第四单向阀(10)、第二换热器(11)、第一气液分离器(12)、第二电子膨胀阀(13)、第三换热器(14);其中,压缩机(1)的输出端接四通阀第一输入端(2a),四通阀第一输出端(2b)接第一换热器输入端(3a),第一换热器输出端(3b)通过第一单向阀(4)接储液器(6)的输入端。该发明实现了室内温度、湿度独立调节。其不足之处在于,该专利在进行湿度处理的时候首先没有应用更加节能的溶液除湿方式而是沿用了传统的冷凝除湿,因此冷源温度 仍然需要降到露点温度以下;此外该专利是对空气先进行温度处理,减小了湿度处理温差后再利用热泵系统的冷量对空气进行除湿,因为要降到露点温度以下,因此该系统的除湿能力值得怀疑。
中国发明专利,公开号:101140089,公开日:2008-03-12,公开了一种温湿度独立控制空调系统,涉及空调系统,尤其涉及温湿度独立控制空调系统。该系统包括蒸发器、膨胀阀、冷凝器、压缩机、“气-液”换热器、冷凝换热器、溶液再生装置、阀门一至阀门五、换热器和连接管道。该系统将空气源热泵机组冷凝器散热量进行回收,用作溶液再生的热量,实现除湿溶液的再生,减少溶液再生对其它废热量的需求。实现溶液除湿再生过程的节能,提高空调系统的能效比,结构简单,减少对环境的热污染。其不足之处在于,该专利没有完整的描述利用热泵系统进行湿度调控的过程,而是针对冷凝器对溶液的再生进行了详细介绍,从专利文件中可以看出该系统要实现温湿度的独立控制至少还需要一套热泵系统。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术的热泵系统在温湿度独立控制技术的应用中小型化、家用化,功能过于单一的问题,本发明提供了一种户式五联供THIC空调系统及其运行方法。它利用一套热泵系统作为温湿度独立控制空调中温度和湿度调控的冷热源,使温湿度独立控制空调系统向小型公共建筑及住宅建筑中发展,同时增加温湿度独立控制空调的基本功能,使它能够满足不同用户的不同需求。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:
一种户式五联供THIC空调系统,它包括一热泵循环模块、一溶液循环模块和一生活热水模块;
所述热泵循环模块包括一温度控制环路、一湿度控制环路:
每一所述温度控制环路由压缩机、第一冷凝器、四通换向阀、第二冷凝器、单向阀桥一、储液罐I、膨胀阀I、蒸发器一和气液分离器组成,各所述蒸发器一设置在不同的房间内;从所述压缩机出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器,所述第一冷凝器与所述四通换向阀之间设有旁通装置,所述四通换向阀流出的制冷剂分为两路,其中一路流入所述温度控制环路的所述第二冷凝器,经所述单向阀桥进入所述储液罐I,再经所述膨胀阀I和单向阀桥一,然后分为若干路分别进入所述各室内蒸发器一,从各所述室内蒸发器一流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀,然后经所述气液分离器后最终回到所述压缩机;
每一所述湿度控制环路除包括与所述温度控制环路所共用的一压缩机、第一冷凝器,四 通换向阀和气液分离器外,还包括第二冷凝器、单向阀桥二、储液罐II、膨胀阀II和蒸发器:从所述压缩机出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器,所述第一冷凝器流出的制冷剂经所述四通换向阀分为两路,其中一路流入所述湿度控制环路的所述第二冷凝器,经所述单向阀桥二进入所述储液罐II,再经所述膨胀阀II和单向阀桥二进入所述蒸发器二,从所述蒸发器二流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀,然后经所述气液分离器后最终回到所述压缩机;
所述溶液循环模块包括一溶液再生单元和一溶液除湿单元:
每一所述溶液再生单元包括再生填料塔、再生器溶液槽、溶液泵、经济器和布液装置一:溶液从所述再生器溶液槽中被所述溶液泵一吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的第二冷凝器,经换热后通过布液装置喷洒到所述再生填料塔中,对室外送风进行除湿处理,然后进入再生器溶液槽,另一路经过所述经济器换热后送入除湿器溶液槽;
每一所述溶液除湿单元包括除湿填料塔、除湿器溶液槽、溶液泵二、布液装置二以及与所述溶液再生单元所共用的经济器:溶液从所述除湿器溶液槽中被所述溶液泵吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的蒸发器二,经换热后通过布液装置二喷洒到所述除湿填料塔中,通过室外新风对溶液进行再生处理,然后进入除湿器溶液槽,另一路经过所述经济器换热后送入再生器溶液槽;
所述生活热水模块包括储水箱、电辅热装置和感温装置:生活热水始终与所述热泵循环模块的第一冷凝器(此处第一冷凝器就是将压缩机的热量传递给热水)相连,经过加热后送入所述储水箱,所述储水箱内部设有电辅热装置,所述感温装置与所述热泵循环模块的制冷剂旁通装置相连。
优选地,通过调节所述热泵循环模块的所述四通换向阀可以实现冬、夏工况的转换;夏季工况下各部件为权利要求1所述的每一部件的所处状态;
冬季工况下,每一所述第二冷凝器转换为蒸发器,每一所述第二冷凝器转换为蒸发器,每一所述室内蒸发器一转换为冷凝器,每一所述蒸发器二转换为冷凝器,每一所述再生填料塔转换为除湿填料塔,每一所述除湿填料塔转换为再生填料塔,每一所述再生器溶液槽转换为除湿器溶液槽,每一所述除湿器溶液槽转换为再生器溶液槽。
优选地,单向阀桥一和单向阀桥二均由4个单向阀焊接组成。
优选地,每一所述室内蒸发器根据房间数量而定。
优选地,当热水温度达到设定温度时,通过旁通装置将第一冷凝器短路。
一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,包括以下步骤:
A、构建以上所述的一种户式五联供THIC空调系统;
B、夏季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,利用各所述室内蒸发器对各房间的空气进行降温;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器中的制冷剂对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置一喷淋到所述再生填料塔,再生空气流经所述再生填料塔,使所述再生填料塔中溶液已吸附的水分蒸发,再生空气最终成为排风并排走;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器一中的制冷剂对溶液进行降温,冷却后的溶液通过布液装置二喷淋到所述除湿填料塔,室外新风经所述除湿填料塔,使所述除湿填料塔中的溶液吸附空气中的水分,室外新风经除湿后最终送入室内;
C、冬季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,通过切换四通换向阀使各所述室内蒸发器转换为冷凝器,利用各所述室内冷凝器对各房间的空气进行升温;
在所述湿度控制环路中,通过切换四通换向阀使所述第二冷凝器转换为相应的蒸发器,使所述蒸发器转换为相应的冷凝器,所述再生填料塔和除湿填料塔分别转换为相应的除湿填料塔和再生填料塔;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器转换来的冷凝器对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置喷淋到所述除湿填料塔转化来的再生填料塔中,空气进行加湿处理后,最终成为送风;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器转换来的蒸发器对溶液进行降温,降温后的溶液通过布液装置喷淋到所述再生填料塔转化来的除湿填料塔中,使所述除湿填料塔中的溶液吸附空气中的水分,空气最终成为排风并排走。
优选地,溶液泵一吸出的10%的浓溶液由经济器送入除湿器溶液槽,与除湿后的稀溶液进行混合。
优选地,热泵系统的蒸发温度提高到14~16℃。
优选地,所述的室内蒸发器为换热器,换热器与辐射板内部的水换热,辐射板位于室内地板内部。
优选地,所述的室内蒸发器为风机盘管。
风机盘管及辐射板属于系统的末端装置即附图中所述的室内蒸发器,若采用风机盘管作为末端装置,其连接方式就如图中所示,直接串联在系统中;若采用辐射板作为末端装置的话,因为其长度较长所以不适合直接采用制冷剂作为冷却或加热介质,此时需要采用水冷式换热器,换热器连接方式同上图,只是此时的换热对象为辐射板的循环水而不是室内空气。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
(1)本发明的户式五联供THIC空调系统,压缩机与四通换向阀之间设置冷媒旁通管道,并设有电磁阀,通过由储水箱内安装的感温装置实时反馈水温信息,来控制电磁阀的开启,以防止在热水生产中供大于求的问题,同时可以根据用户的生活用水需求量确定储水箱的容量;不同的用户对生活热水的需求量不同,因此该项可根据不同的目标用户进行定制,一般是安照每人一天大概50L的用水量这样来确定,如果家里有使用浴缸的话可以适当放大;
(2)本发明的户式五联供THIC空调系统,溶液循环模块采用双泵系统,再生后的浓溶液通过溶液泵后被分为两路,其中一路将10%左右的浓溶液由经济器送入除湿器溶液槽,与除湿后的稀溶液进行混合(该部分是经过大量的实验得到的经验值,是通过阀门的调节实现的);另一路约90%的浓溶液,因浓度变化很小,所以在与10%左右的稀溶液在再生器溶液槽中混合后仍然用于再生,同理除湿后的稀溶液与来自溶液泵的10%左右的浓溶液在除湿器溶液槽中混合后,约90%的稀溶液仍然用于除湿,剩下的10%左右则送入再生器溶液槽进行再生,双溶液泵(双溶液泵指的就是溶液泵一和溶液泵二)设计理念有效减小了泵的功耗,以及因除湿加湿而造成的能源浪费;
(3)本发明的户式五联供THIC空调系统,设备在功能上更加的多样化,户式五联供THIC空调系统不仅仅是空调,更是新风机组,在确保冬暖夏凉基础上能为用户提供健康的新风,同时系统还能有效的调节室内湿度,并且确保了用户一年四季的热水供应,系统功能的多样化设计满足了不同用户的不同需求,同时减少了用户的设备投资;
(4)本发明的户式五联供THIC空调系统,所述的热泵循环模块包括一温度控制单元和一湿度控制单元,温度控制单元可以单独地控制室内温度,湿度控制单元可以控制室内的湿度(热湿比线是根据室内状态点需求、送风设计状态点及室内潜热和显热负荷共同确定的,因此不同的房间因为负荷的不同就会有不同的热湿比,这种变化的热湿比与常规空调冷凝除湿的空气处理方式的基本固定的显热潜热比构成了不匹配问题;而温湿度独立控制的方式则可以通过调节送风温度或湿度来实现热湿比的准确调控),可以满足建筑热湿比的变化需求,因此本发明适用于独立分割的办公区域及住宅建筑;
(5)本发明的户式五联供THIC空调系统,由于设置了多个冷凝器,有效的利用了系统的冷凝热,可以确保用户一年四季的热水供应;
(6)本发明的户式五联供THIC空调系统,在功能上更加多样化,能够实现夏季空调、冬季供暖、天天热水、四季新风及空气调湿等五大功能,可满足用户的不同需求;
(7)本发明的户式五联供THIC空调系统,由于采用的是温湿度独立控制技术,因此,热泵系统的蒸发温度可以从常规的空调系统的5℃提高到14~16℃,本发明系统的COP得到了大幅提高,比如当冷凝温度为37℃时,卡诺机的COP将从8.7提高到13;
(8)本发明的户式五联供THIC空调系统,因为进行单独的温度处理,所以可以采用统一的末端装置,为夏季辐射板的使用提供了条件;除了风机盘管外还可以利用辐射板进行温度调节,将冷冻水(夏季)或冷却水(冬季)送入辐射板就可进行温度的控制;
(9)本发明的户式五联供THIC空调系统,因为送入室内的新风首先经过了溶液除湿,所以风机盘管只需承担室内的显热负荷,其运行温度可保持在露点温度以上,避免了冷凝水的产生,室内余热消除末端装置处于干工况运行,无凝结水产生,有效避免了细菌的滋生;同时除湿所用盐溶液可以有效过滤空气中的灰尘颗粒,提高了室内空气品质;
(10)本发明的户式五联供THIC空调系统,可以通过调节四通换向阀,使蒸发器和冷凝器相应的转换,从而实现冬夏工况的转换及除湿加湿相应的转换。本发明可以广泛的应用于独立分割的办公区域和住宅建筑对室内温、湿度的调控中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2为单向阀桥的结构示意图。
图中标号含义:
1、压缩机;2a、第一冷凝器;2b、第二冷凝器;2c、第二冷凝器;3、四通换向阀;4a、单向阀桥;4b、单向阀桥、;5a、储液罐;5b、储液罐;6a、膨胀阀I;6b、膨胀阀II;7a、室内蒸发器;7b、蒸发器;8、气液分离器;9、电磁阀;a1、再生填料塔、a2、除湿填料塔;b1、再生器溶液槽;b2、除湿器溶液槽;C1、溶液泵一;C2、溶液泵二;d、经济器;e1、布液装置;e2、布液装置;Ⅰ、储水箱;Ⅱ、电辅热装置;Ⅲ、感温装置。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图及实施例对本发明作详细描述。
本专利不仅介绍了利用冷凝器对溶液进行再生,而且着重介绍了如何利用系统压缩机产生的热量,用于生活热水加热,冷源温度提高是温湿度独立控制空调系统的特点所在,本设计的创新点在于将温湿度独立控制系统的集成设计。本专利的户式五联供THIC空调系统在功能上高度集中,一套设备就可以实现夏季空调、冬季供暖、天天热水、四季新风及空气调湿等五大功能,在有效降低空调能耗的前提下还能满足用户的不同需求,因此户式五联供THIC空调系统具有广阔的发展前景。
现有技术中虽然也有温湿度独立控制的技术,但在设备实现上,采用两个模块分开,设立的形式,占地面积大,不利于家用推广,且使用两个辅助冷凝器,辅助冷凝器距离压缩机较远,主要的技术难点是制冷剂流量控制及各换热器之间能量的匹配问题,如果直接将两个模块进行机械的组合,将会造成系统冷热量严重失衡,也就无法实现对空气温湿度的正常调 节;现有系统中辅助冷凝器的连接方式有两种,一种是置于压缩机与四通阀之间,另一种则置于单向阀桥的内连接管上,两套设备合并的话如果采用内联的方式则需要两个换热器,而采用距压缩机近的连接方式则可以减少1台压缩机;辅助冷凝器直接连在压缩机的出口会造成冷凝器热量品味的降低,以至于冷凝器的热量不足,本专利通过对增加旁通装置9对辅助冷凝器进行选择性(热水充足时进行旁通)的短路解决换热不足的问题,实际使用中节省了能源;
现有技术虽然存在空调和新风除湿系统相结合,但空调与新风部分也是分开的两个模块,体积大;而将两者结合主要的难点就在于制冷剂流量的控制,本发明通过在四通换向阀3后面增设制冷剂流量比例控制阀(电磁阀9,即旁通装置9),实现温度控制和湿度控制循环回路流量的控制。
热泵系统作为冷热源在温湿度独立控制技术中的应用使温湿度独立控制空调系统走向小型化、家用化成为可能。但是在功能上过于单一,为了满足室内舒适性的要求,用户往往需要引进其他的空气处理设备来辅助空调完成室内空气品质的改善,这样难免造成室内空间占用量大及用户初投资大等问题;本发明中采用空调与新风机组结合,温湿度结合,减小占地面积;
通过流量控制和辅助冷凝器的作用实现冷热平衡;辅助冷凝器的作用就是平衡掉压缩机功率产生的热量,然后实现蒸发器和冷凝器换热量的平衡。平衡过程:首先通过PLC确定换热器冷量与制冷剂流量、焓差(通过测量换热器进出口的压力和温度确定)之间的关系,然后将信号通过EKD316控制器(相当于执行器)传递给流量调节阀,实现了辅助换热器换热量与压缩机功率的动态平衡,即P压缩机=Q辅助冷凝器,也就实现了Q冷凝器与Q蒸发器之间的能量平衡;辅助冷凝器从现有技术中的两个变为一个,且靠近压缩机,简化热水控制,节能。
电辅热装置Ⅱ是在过渡季不开压缩机1,或冬季系统热量不充足的时候使用,图1中储水箱Ⅰ周围的粗虚线表示生活热水。
图1中右侧细虚线是溶液循环回路,湿度调节是通过调节溶液温度对应的改变溶液相对于空气的水蒸气分压力,进而改变溶液的除湿能力,即实现不同除湿量的控制。
实施例1
在图1中所述压缩机1与所述第一冷凝器2a相连,所述第一冷凝器2a与所述四通换向阀3相连,在所述压缩机1和所述四通换向阀3之间加装旁通管,并设有电磁阀9,所述电磁阀9与所述储水箱Ⅰ上的所述感温装置Ⅲ相连。
制冷剂从四通换向阀3出来后分成两条通路,一条通路与所述第二冷凝器2b相连,所述第二冷凝器2b与所述单向阀桥4a相连,所述单向阀桥4a与所述储液罐I5a相连,所述储液 罐I5a与所述膨胀阀I6a相连,所述膨胀阀I6a与所述单向阀桥4a相连,所述单向阀桥4a与所述室内蒸发器7a相连,所述室内蒸发器7a与所述四通换向阀3相连;另一条通路与所述第二冷凝器2c相连,所述第二冷凝器2c与所述单向阀4b相连,所述单向阀4b与所述储液罐II5b相连,所述储液罐II5b与所述膨胀阀II6b相连,所述膨胀阀II6b与所述单向阀4b相连,所述单向阀4b与所述室内蒸发器7b相连,所述室内蒸发器7b与所述四通换向阀3相连;所述四通换向阀3与所述气液分离器8相连,所述气液分离器8与所述压缩机1相连。
溶液从所述溶液泵c1出来后分为两个通路,一条通路与所述第二冷凝器2c相连,所述第二冷凝器2c与所述布液装置e1相连,所述布液装置e1与所述再生填料塔a1相连,所述再生填料塔a1与所述再生器溶液槽b1相连,所述再生器溶液槽b1与所述溶液泵c1相连;另一条通路与所述经济器d相连,所述经济器d与所述除湿器溶液槽b2相连。溶液从所述溶液泵c2出来后也分为两个通路,一条通路与所述室内蒸发器7b相连,所述室内蒸发器7b与所述布液装置e2相连,所述布液装置e2与所述除湿填料塔a2相连,所述除湿填料塔a2与所述除湿器溶液槽b2相连,所述除湿器溶液槽b2与所述溶液泵c2相连;另一条通路与所述经济器d相连,所述经济器d与所述再生器溶液槽b1相连。
本发明工作在夏季工况时的运行方法,包括以下步骤:
1)在所述温度控制单元中,利用各所述室内蒸发器7a对各房间的空气进行降温;
2)在所述湿度控制单元中,利用所述第二冷凝器2c中的制冷剂对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置e1喷淋到所述再生填料塔a1,再生空气流经所述再生填料塔a1,使所述再生填料塔a1中溶液已吸附的水分蒸发,再生空气最终成为排风并排走;
3)在所述湿度控制单元中,利用所述蒸发器7b中的制冷剂对溶液进行降温,冷却后的溶液通过布液装置e2喷淋到所述除湿填料塔a2,室外新风经所述除湿填料塔a2,使所述除湿填料塔a2中的溶液吸附空气中的水分,室外新风经除湿后最终送入室内,送风是送入房间的新鲜空气,排风是对溶液进行再生的空气。
本发明工作在冬季工况时的运行方法,包括以下步骤:
1)在所述温度控制单元中,通过切换四通换向阀3使各所述室内蒸发器7a转换为冷凝器,利用各所述室内冷凝器对各房间的空气进行升温;
2)在所述湿度控制单元中,通过切换四通换向阀3使所述第二冷凝器2c转换为相应的蒸发器,使所述蒸发器7b转换为相应的冷凝器,所述再生填料塔a1和除湿填料塔a2分别转换为相应的除湿填料塔和再生填料塔;
3)在所述湿度控制单元中,利用所述蒸发器7b转换来的冷凝器对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置e2喷淋到所述除湿填料塔a2转化来的再生填料塔中,空气进行加湿 处理后,最终成为送风;
4)在所述湿度控制单元中,利用所述第二冷凝器2c转换来的蒸发器对溶液进行降温,降温后的溶液通过布液装置e1喷淋到所述再生填料塔a1转化来的除湿填料塔中,使所述除湿填料塔中的溶液吸附空气中的水分,空气最终成为排风并排走。
实施例2
本实施例的一种户式五联供THIC空调系统,是以热泵系统作为温度控制系统、湿度控制系统以及生活用水系统的冷热源。当制冷剂从压缩机1出来后首先进入第一冷凝器2a,对生活用水进行加热,然后制冷剂经四通换向阀3分为两路。一路进入所述温度控制单元的第二冷凝器2b,与室外空气进行换热,然后分别进入各个单向阀桥4a,并将多余的制冷剂暂存在储液罐I5a中,后接胀阀6a对制冷剂进行节流降压,然后再经过单向阀桥4a送入各房间室内蒸发器7a,对各房间的温度进行调控。另一路进入所述湿度控制单元的第二冷凝器2c,对溶液进行加热,然后进入单向阀4b,并将多余的制冷剂暂存在储液罐II5b中,后接膨胀阀II6b对制冷剂进行节流降压,然后再经过单向阀4b送入蒸发器7b,对溶液进行冷却处理。然后两路制冷剂再经四通换向阀3汇入气液分离器8(气液分离器是对压缩机进行保护的,防止压缩机发生液击)进行气液分离处理,最终回到压缩机1,完成整个制冷剂循环。
与所述第二冷凝器2c换热后的高温溶液通过布液装置e1喷洒到所述再生填料塔a1中通过与新风直接接触进行溶液再生,再生后的浓溶液汇入再生器溶液槽b1,因为再生后的溶液浓度变化不大,所以通过溶液泵c1抽取再生器溶液槽b1中的溶液,并分为两路,一路仍进行再生,另一路则通过经济器d送入除湿器溶液槽b2,用于空气的除湿。同样,被蒸发器7b冷却后的溶液通过布液装置e2喷洒到所述除湿填料塔a2中通过与新风直接接触对其进行除湿处理,除湿后的稀溶液汇入除湿器溶液槽b2,稀溶液同样被分为两路,一路仍用于除湿,另一路则经过过经济器d与浓溶液进行换热后送入再生器溶液槽b1,进行溶液的再生。
实施例3
结合一种户式五联供THIC空调系统,它包括一热泵循环模块、一溶液循环模块和一生活热水模块;所述热泵循环模块包括一温度控制环路、一湿度控制环路:
每一所述温度控制环路由压缩机1、第一冷凝器2a、四通换向阀3、第二冷凝器2b、单向阀桥一4a、储液罐I5a、膨胀阀I6a、蒸发器一7a和气液分离器8组成,各所述蒸发器一7a设置在不同的房间内;从所述压缩机1出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器2a,所述第一冷凝器2a与所述四通换向阀3之间设有旁通装置9,所述四通换向阀3流出的制冷剂分为两路,其中一路流入所述温度控制环路的所述第二冷凝器2b,经所述单向阀桥4a进入所述储液罐I5a,再经所述膨胀阀I6a和单向阀桥一4a,然后分为若干路分别进入所述各室内蒸发器一7a,从各所述室内蒸发器一7a流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀3,然后经所述气液分离器8后最终回到所述压缩机1;
如图2所示,单向阀桥一4a和单向阀桥二4b的端口一为图2中标号1-3对应端口;端口三对应为标号1-1的端口;端口四对应为1-2的端口;端口二为标号1-4对应端口。
每一所述湿度控制环路除包括与所述温度控制环路所共用的一压缩机1、第一冷凝器2a,四通换向阀3和气液分离器8外,还包括第二冷凝器2c、单向阀桥二4b、储液罐II5b、膨胀阀II6b和蒸发器7b:从所述压缩机1出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器2a,所述第一冷凝器流2a出的制冷剂经所述四通换向阀3分为两路,其中一路流入所述湿度控制环路的所述第二冷凝器2c,经所述单向阀桥二4b进入所述储液罐II5b,再经所述膨胀阀II6b和单向阀桥二4b进入所述蒸发器二7b,从所述蒸发器二7b流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀3,然后经所述气液分离器8后最终回到所述压缩机1;
所述溶液循环模块包括一溶液再生单元和一溶液除湿单元:
每一所述溶液再生单元包括再生填料塔a1、再生器溶液槽b1、溶液泵c1、经济器d和布液装置一e1:溶液从所述再生器溶液槽b1中被所述溶液泵一c1吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的第二冷凝器2c,经换热后通过布液装置e1喷洒到所述再生填料塔a1中,对室外送风进行除湿处理,然后进入再生器溶液槽b1,另一路经过所述经济器d换热后送入除湿器溶液槽b2;
每一所述溶液除湿单元包括除湿填料塔a2、除湿器溶液槽b2、溶液泵二c2、布液装置二e2以及与所述溶液再生单元所共用的经济器d:溶液从所述除湿器溶液槽b2中被所述溶液泵c2吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的蒸发器二7b,经换热后通过布液装置二e2喷洒到所述除湿填料塔a2中,通过室外新风对溶液进行再生处理,然后进入除湿器溶液槽b2,另一路经过所述经济器d换热后送入再生器溶液槽b1;
所述生活热水模块包括储水箱Ⅰ、电辅热装置Ⅱ和感温装置Ⅲ:生活热水始终与所述热泵循环模块的第一冷凝器2a(此处第一冷凝器2a就是将压缩机的热量传递给热水)相连,经过加热后送入所述储水箱Ⅰ,所述储水箱Ⅰ内部设有电辅热装置Ⅱ,所述感温装置Ⅲ与所述热泵循环模块的制冷剂旁通装置9相连。
通过调节所述热泵循环模块的所述四通换向阀3可以实现冬、夏工况的转换;夏季工况下各部件为权利要求1所述的每一部件的所处状态;
冬季工况下,每一所述第二冷凝器2b转换为蒸发器,每一所述第二冷凝器2c转换为蒸发器,每一所述室内蒸发器一7a转换为冷凝器,每一所述蒸发器二7b转换为冷凝器,每一所述再生填料塔a1转换为除湿填料塔,每一所述除湿填料塔a2转换为再生填料塔,每一所 述再生器溶液槽b1转换为除湿器溶液槽,每一所述除湿器溶液槽b2转换为再生器溶液槽。
单向阀桥一4a和单向阀桥二4b均由4个单向阀焊接组成,如图2所示,
每一所述室内蒸发器7a根据房间数量而定,当热水温度达到设定温度时,通过旁通装置9将第一冷凝器2a短路。
一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,包括以下步骤:
A、构建以上所述的一种户式五联供THIC空调系统;
B、夏季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,利用各所述室内蒸发器7a对各房间的空气进行降温;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器2c中的制冷剂对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置一e1喷淋到所述再生填料塔a1,再生空气流经所述再生填料塔a1,使所述再生填料塔a1中溶液已吸附的水分蒸发,再生空气最终成为排风并排走;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器一7b中的制冷剂对溶液进行降温,冷却后的溶液通过布液装置二e2喷淋到所述除湿填料塔a2,室外新风经所述除湿填料塔a2,使所述除湿填料塔a2中的溶液吸附空气中的水分,室外新风经除湿后最终送入室内;
C、冬季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,通过切换四通换向阀3使各所述室内蒸发器7a转换为冷凝器,利用各所述室内冷凝器对各房间的空气进行升温;
在所述湿度控制环路中,通过切换四通换向阀3使所述第二冷凝器2c转换为相应的蒸发器,使所述蒸发器7b转换为相应的冷凝器,所述再生填料塔a1和除湿填料塔a2分别转换为相应的除湿填料塔和再生填料塔;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器7b转换来的冷凝器对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置e2喷淋到所述除湿填料塔a2转化来的再生填料塔中,空气进行加湿处理后,最终成为送风;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器2c转换来的蒸发器对溶液进行降温,降温后的溶液通过布液装置e1喷淋到所述再生填料塔a1转化来的除湿填料塔中,使所述除湿填料塔中的溶液吸附空气中的水分,空气最终成为排风并排走。
溶液泵一c1吸出的10%的浓溶液由经济器d送入除湿器溶液槽b2,与除湿后的稀溶液进行混合。
热泵系统的蒸发温度提高到14~16℃,在实际应用中分别可达到14℃、15℃、15.5℃或16℃等数值。
所述的室内蒸发器7为换热器,换热器与辐射板内部的水换热,辐射板位于室内地板内 部,所述的室内蒸发器7为风机盘管。
风机盘管及辐射板属于系统的末端装置即附图中所述的室内蒸发器7a,若采用风机盘管作为末端装置,其连接方式就如图中所示,直接串联在系统中;若采用辐射板作为末端装置的话,因为其长度较长所以不适合直接采用制冷剂作为冷却或加热介质,此时需要采用水冷式换热器,换热器连接方式同上图,只是此时的换热对象为辐射板的循环水而不是室内空气。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种户式五联供THIC空调系统,其特征在于,它包括一热泵循环模块、一溶液循环模块和一生活热水模块;
所述热泵循环模块包括一温度控制环路、一湿度控制环路:
每一所述温度控制环路由压缩机(1)、第一冷凝器(2a)、四通换向阀(3)、第二冷凝器(2b)、单向阀桥一(4a)、储液罐I(5a)、膨胀阀I(6a)、蒸发器一(7a)和气液分离器(8)组成,各所述蒸发器一(7a)设置在不同的房间内;从所述压缩机(1)出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器(2a),所述第一冷凝器(2a)与所述四通换向阀(3)之间设有旁通装置(9),所述四通换向阀(3)流出的制冷剂分为两路,其中一路流入所述温度控制环路的所述第二冷凝器(2b),经所述单向阀桥(4a)进入所述储液罐I(5a),再经所述膨胀阀I(6a)和单向阀桥一(4a),然后分为若干路分别进入所述各室内蒸发器一(7a),从各所述室内蒸发器一(7a)流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀(3),然后经所述气液分离器(8)后最终回到所述压缩机(1);
每一所述湿度控制环路除包括与所述温度控制环路所共用的一压缩机(1)、第一冷凝器(2a),四通换向阀(3)和气液分离器(8)外,还包括第二冷凝器(2c)、单向阀桥二(4b)、储液罐II(5b)、膨胀阀II(6b)和蒸发器(7b):从所述压缩机(1)出来的制冷剂首先进入所述第一冷凝器(2a),所述第一冷凝器流(2a)出的制冷剂经所述四通换向阀(3)分为两路,其中一路流入所述湿度控制环路的所述第二冷凝器(2c),经所述单向阀桥二(4b)进入所述储液罐II(5b),再经所述膨胀阀II(6b)和单向阀桥二(4b)进入所述蒸发器二(7b),从所述蒸发器二(7b)流出的制冷剂汇合后经通过所述四通换向阀(3),然后经所述气液分离器(8)后最终回到所述压缩机(1);
所述溶液循环模块包括一溶液再生单元和一溶液除湿单元:
每一所述溶液再生单元包括再生填料塔(a1)、再生器溶液槽(b1)、溶液泵一(c1)、经济器(d)和布液装置一(e1):溶液从所述再生器溶液槽(b1)中被所述溶液泵一(c1)吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的第二冷凝器(2c),经换热后通过布液装置(e1)喷洒到所述再生填料塔(a1)中,对室外送风进行除湿处理,然后进入再生器溶液槽(b1),另一路经过所述经济器(d)换热后送入除湿器溶液槽(b2);
每一所述溶液除湿单元包括除湿填料塔(a2)、除湿器溶液槽(b2)、溶液泵二(c2)、布液装置二(e2)以及与所述溶液再生单元所共用的经济器(d):溶液从所述除湿器溶液槽(b2)中被所述溶液泵(c2)吸出后分为两路,一路经过所述湿度控制环路的蒸发器二(7b),经换热后通过布液装置二(e2)喷洒到所述除湿填料塔(a2)中,通过室外新风对溶液进行再生处理,然后进入除湿器溶液槽(b2),另一路经过所述经济器(d)换热后送入再生器溶液槽(b1);
所述生活热水模块包括储水箱(Ⅰ)、电辅热装置(Ⅱ)和感温装置(Ⅲ):生活热水始终与所述热泵循环模块的第一冷凝器(2a)(此处第一冷凝器(2a)就是将压缩机的热量传递给热水)相连,经过加热后送入所述储水箱(Ⅰ),所述储水箱(Ⅰ)内部设有电辅热装置(Ⅱ),所述感温装置(Ⅲ)与所述热泵循环模块的制冷剂旁通装置(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种户式五联供THIC空调系统,其特征在于:通过调节所述热泵循环模块的所述四通换向阀(3)可以实现冬、夏工况的转换;夏季工况下各部件为权利要求1所述的每一部件的所处状态;
冬季工况下,每一所述第二冷凝器(2b)转换为蒸发器,每一所述第二冷凝器(2c)转换为蒸发器,每一所述室内蒸发器一(7a)转换为冷凝器,每一所述蒸发器二(7b)转换为冷凝器,每一所述再生填料塔(a1)转换为除湿填料塔,每一所述除湿填料塔(a2)转换为再生填料塔,每一所述再生器溶液槽(b1)转换为除湿器溶液槽,每一所述除湿器溶液槽(b2)转换为再生器溶液槽。
3.根据权利要求1所述的一种户式五联供THIC空调系统,其特征在于:单向阀桥一(4a)和单向阀桥二(4b)均由4个单向阀焊接组成。
4.根据权利要求1所述的一种户式五联供THIC空调系统,其特征在于:每一所述室内蒸发器(7a)根据房间数量而定。
5.根据权利要求1所述的一种户式五联供THIC空调系统,其特征在于:当热水温度达到设定温度时,通过旁通装置(9)将第一冷凝器(2a)短路。
6.一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,包括以下步骤:
A、构建权利要求1所述的一种户式五联供THIC空调系统;
B、夏季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,利用各所述室内蒸发器(7a)对各房间的空气进行降温;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器(2c)中的制冷剂对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置一(e1)喷淋到所述再生填料塔(a1),再生空气流经所述再生填料塔(a1),使所述再生填料塔(a1)中溶液已吸附的水分蒸发,再生空气最终成为排风并排走;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器一(7b)中的制冷剂对溶液进行降温,冷却后的溶液通过布液装置二(e2)喷淋到所述除湿填料塔(a2),室外新风经所述除湿填料塔(a2),使所述除湿填料塔(a2)中的溶液吸附空气中的水分,室外新风经除湿后最终送入室内;
C、冬季工况下,溶液调湿及溶液再生过程如下:
在所述温度控制环路中,通过切换四通换向阀(3)使各所述室内蒸发器(7a)转换为冷凝器,利用各所述室内冷凝器对各房间的空气进行升温;
在所述湿度控制环路中,通过切换四通换向阀(3)使所述第二冷凝器(2c)转换为相应的蒸发器,使所述蒸发器(7b)转换为相应的冷凝器,所述再生填料塔(a1)和除湿填料塔(a2)分别转换为相应的除湿填料塔和再生填料塔;
在所述湿度控制环路中,利用所述蒸发器(7b)转换来的冷凝器对溶液进行加热,加热后的溶液通过布液装置(e2)喷淋到所述除湿填料塔(a2)转化来的再生填料塔中,空气进行加湿处理后,最终成为送风;
在所述湿度控制环路中,利用所述第二冷凝器(2c)转换来的蒸发器对溶液进行降温,降温后的溶液通过布液装置(e1)喷淋到所述再生填料塔(a1)转化来的除湿填料塔中,使所述除湿填料塔中的溶液吸附空气中的水分,空气最终成为排风并排走。
7.根据权利要求6所述的一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,其特征在于,溶液泵一(c1)吸出的10%的浓溶液由经济器(d)送入除湿器溶液槽(b2),与除湿后的稀溶液进行混合。
8.根据权利要求6所述的一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,其特征在于,热泵系统的蒸发温度提高到14~16℃。
9.根据权利要求6所述的一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,其特征在于,所述的室内蒸发器(7)为换热器,换热器与辐射板内部的水换热,辐射板位于室内地板内部。
10.根据权利要求6所述的一种户式五联供THIC空调系统的运行方法,其特征在于,所述的室内蒸发器(7)为风机盘管。
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