CN216814423U - 具有除湿功能的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有除湿功能的空调系统，其属于空调设备技术领域，其旨在解决现有的风冷式直膨式室外机对于安装位置及安装精度要求高，机组效率低、能源能耗高的问题；所述空调系统包括表冷器、直流变频压缩机以及与其依次连通的水冷冷凝器、冷凝再热换热器及除湿换热器。表冷器与外界冷源连通，可对新风进行预冷，可降低除湿机组消耗并提升机组效率。冷凝再热换热器可利用制冷剂的冷凝热量可除湿后的新风进行升温，无需额外设置加热装置对新风进行升温，可降低能源消耗及成本。本实用新型提供的空调系统，其可将除湿机组安装在室内，无需考虑室外机的安装位置，从而降低安装要求，以及避免风冷直膨式室外机的回油难问题。

Description

具有除湿功能的空调系统

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，具体提供一种具有除湿功能的空调系统。

背景技术

医院洁净手术室、ICU等净化场所对温度、湿度均有较高的要求，尤其夏季高温高湿环境下，需要对送入净化场所的新风进行除湿，一旦除湿效果不良，将会导致上述净化场所内的湿度超标，影响正常手术且增加术后感染率。

目前常见的净化机组包括除湿换热器及位于室外风冷直膨式室外机，风冷直膨式室外机与表冷器连通，从风冷直膨式室外机流出的低温制冷剂与表冷器热交换，以使流过表冷器的空气降温除湿。

然而，上述方案存在以下技术问题：

1、采用风冷直膨式室外机需要增加室外机安装位置，对于安装落差、管路长度均有较高要求，否则容易造成冷量衰减大、回油困难等问题。

2、采用风冷直膨式室外机在夏季冷凝温度通常会达到45～50℃，机组效率低、能耗高。

3、需额外增加加热装置，对除湿后的空气进行升温，以满足新风的温度要求，从而增加能源消耗。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种具有除湿功能的空调系统，其能够解决现有的风冷式直膨式室外机对于安装位置及安装精度要求高，机组效率低、能源能耗高的问题。

本申请提供了一种具有除湿功能的空调系统，包括：

壳体，具有新风入口及新风出口，以及位于所述新风入口与所述新风出口之间的新风通道；

除湿机组，包括至少一个表冷器，以及依次连通的直流变频压缩机、水冷冷凝器、冷凝再热换热器、节流装置、除湿换热器；其中，所述表冷器、除湿换热器、冷凝再热换热器设置于所述新风通道内；

所述表冷器与外界热源或冷源连接，用于对新风进行预热或预冷。

在上述的优选技术方案中，所述压缩机的出口与所述水冷冷凝器的出口之间设置有第一支路；所述第一支路设置有第一调节阀。

在上述的优选技术方案中，所述冷凝再热换热器的进口与所述节流装置的进口之间设置有第二支路，所述第二支路上设置有旁路阀；

和/或，所述冷凝再热换热器的进口与所述节流装置的进口之间设置有第二支路，所述冷凝再热换热器的进口处设置有第二调节阀。

在上述的优选技术方案中，所述除湿机组包括两个并列设置的所述表冷器，且每个所述表冷器可单独工作。

在上述的优选技术方案中，沿进风方向，所述表冷器、所述除湿换热器、所述冷凝再热换热器依次设置在所述新风通道内。

在上述的优选技术方案中，还包括设置在所述新风通道内的净化机组；

所述净化机组至少包括粗效过滤器及中效过滤器；

其中，所述粗效过滤器靠近所述新风入口设置，所述中效过滤器位于所述表冷器靠近所述新风出口的一侧。

在上述的优选技术方案中，还包括风机；

所述风机设置所述新风风道内，且所述风机位于所述粗效过滤器及所述中效过滤器之间。

在上述的优选技术方案中，所述新风通道包括混风段；

所述风机位于所述混风段的末端，所述混风段的前端设置有回风口以及所述新风入口。

在上述的优选技术方案中，还包括设置于所述新风通道内的辅助加热器及等温加湿器；

所述辅助加热器位于所述冷凝再热换热器及所述等温加湿器之间。

在上述的优选技术方案中，还包括多个杀菌灯，多个所述杀菌灯间隔布置在所述新风通道内。

与相关技术相比，本申请提供的具有除湿功能的空调系统，具有以下优点：

本申请提供的具有除湿功能的空调系统，除湿机组包括具有独立设置的至少一个表冷器，表冷器与外界热源或冷源连通，可对新风进行预热或预冷；除湿机组还包括直流变频压缩机以及与其依次连通的水冷冷凝器、冷凝再热换热器及除湿换热器。

需要对新风进行除湿时，制冷剂从水冷冷凝器流出，并经冷凝再热换热器、节流装置流动至除湿换热器，制冷剂在除湿换热器中蒸发吸热，以对流过除湿换热器的新风进行冷却除湿。制冷剂在除湿换热器中冷凝释放热量，以对除湿后且具有较低温度的新风进行升温，使新风的温度符合室内要求。

与相关技术中采用除湿换热器及位于室外风冷直膨式室外机的方案相比，本申请中冷凝再热换热器可利用制冷剂的冷凝热量可对除湿后的新风进行升温，无需额外设置加热装置对除湿后的新风进行升温，可降低能源消耗及成本；再者，表冷器可对新风进行预冷，可降低除湿换热器的制冷量，降低除湿机组消耗以及提升除湿机组效率。

进一步的，本申请采用水冷冷凝器与直流变频压缩机的配合方案，其可将除湿机组安装在室内，无需考虑室外机的安装位置(安装距离、安装高度)，从而降低安装要求，可避免风冷直膨式室外机的回油难问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的空调系统结构示意图一；

图2是本申请实施例提供的空调系统结构示意图二；

图3是本申请实施例提供的空调系统结构示意图三。

附图标记说明：

10-壳体；11-新风进风阀；12-新风出风阀；13-回风阀；14-新风通道；

21-直流变频压缩机；22-水冷冷凝器；23-冷凝再热换热器；24-节流装置；25-除湿换热器；26-表冷器；

27-第一支路；271-第一调节阀；

28-第二支路；281-旁路阀；282-第二调节阀；

31-粗效过滤器；32-中效过滤器；33-亚高效过滤器；

40-风机；50-辅助加热器；60-等温加湿器；70-杀菌灯；

81-冷却水进水管；82-冷却水回收管。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本申请实施例提供的具有除湿功能的空调系统，包括：

壳体10，壳体10可以是筒状壳体，壳体10内具有新风通道14。沿壳体10的长度方向，壳体10的两端设置有新风进风段以及新风出风段，新风进风段和新风出风段属于新风通道14的组成部分。新风进风段设置有新风入口，新风出风段设置有新风出口，新风入口可与新风出口相对设置，且新风入口与新风出口分别与新风通道14连通。

进一步的，新风通道14内设置有风机40，风机40可以是直联驱动风机，用于流入新风通道14的空气加压送风。新风入口处设置有新风进风阀11，新风出口处设置有新风出风阀12；打开新风进风阀11、新风出风阀12以及风机40，室外的空气可在风机40的作用下，通过新风入口流动至新风通道14内并经除湿、升温后通过新风出口排放至室内。

除湿机组，包括位于新风通道14外的压缩机、冷凝器以及位于新风通道14内的冷凝再热换热器23、节流装置24及除湿换热器25。其中，压缩机为直流变频压缩机21，其能够实现负荷变频调节。冷凝器为水冷冷凝器22，其可以是壳管换热器或者板式换热器，水冷冷凝器22与外部冷源连通，使其接入冷冻水，并与水冷冷凝器22内的制冷剂进行热交换；外部冷源可以是低温的冷冻水。

本申请实施例提供的除湿机组中的直流变频压缩机21及水冷冷凝器22可设置在室内，且直流变频压缩机21及水冷冷凝器22并位于新风通道14外。水冷冷凝器22与冷凝再热换热器23通过管路连接，管路需穿过壳体10。与相关技术中采用除湿换热器25及位于室外风冷直膨式室外机的方案相比，本实施例将直流变频压缩机21及水冷冷凝器22设置在室内，无需考虑室外机的安装位置(安装距离、安装高度)，从而降低安装要求，可避免风冷直膨式室外机的回油难问题；也无需配置冷却塔对冷却水进行冷取散热，降低成本。

本申请实施例提供的除湿机组中的直流变频压缩机21的出气口依次与水冷冷凝器22、冷凝再热换热器23、节流装置24以及除湿换热器25连通，并形成热泵制冷系统。热泵制冷系统设置有制冷剂，制冷剂流动设置在热泵制冷系统中并进行相变。例如，制冷剂进行冷凝时，由气态制冷剂变为液态制冷剂；以及制冷剂进行蒸发时，由液态制冷剂变为气态制冷剂。

示例性地，低温低压的气态制冷剂经直流变频压缩机21作用后产生高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂进入水冷冷凝器22，并与流入水冷冷凝器22的冷冻水发生热交换，可进行初步冷凝，形成高压液态制冷剂；经初步降温后的高压液态制冷剂进入冷凝再热换热器23，与流过冷凝再热换热器23的除湿后的新风发生热交换，以进行二次冷凝并释放热量，以实现对除湿后的新风进行升温，以使除湿后的新风温度符合室内温度要求。

经二次冷凝后的低温高压制冷剂经过节流装置24后，形成低温低压制冷剂；低温低压制冷剂流入除湿换热器25，并与流过除湿换热器25的高温高湿的新风进行热交换，低温低压制冷器吸收新风中的热量并蒸发，形成低温低压的气态制冷剂并流动至直流变频压缩机21。由于制冷器在除湿换热器25中蒸发吸收新风的热量，可使流过除湿换热器25的新风温度降低，从而新风中的水份析出，达到对新风进行深度除湿的目的。

可理解的是，沿新风进风方向，冷凝再热换热器23可设置在除湿换热器25的后方，经除湿换热器25除湿后的新风的温度较低，可经过冷凝再热换热器23进行升温，以使输入至室内的新风温度符合要求。如此设置，可将制冷剂的冷凝热用于对除湿后的新风进行升温，无需额外设置加热装置对除湿后的空气进行升温，可降低能源消耗及空调系统的运行成本。

进一步的，除湿机组还包括至少一个表冷器26，表冷器26设置于新风通道14内，并独立于热泵制冷系统设置。表冷器26与外界的冷源或者热源连通，当需要对新风进行预冷时，表冷器26与外界的冷源连通。当需要对新风进行升温时，表冷器26与外界的热源连通。

例如，空调系统在夏季运行，需要对流入至新风通道14内的高温高湿的新风进行除湿时，表冷器26接入外部的冷冻水，以对新风进行冷却。空调系统在冬季运行，无需对新风进行除湿时，表冷器26可接入热水，以对外界温度较低的新风进行升温。

进一步的，沿新风的进风方向，表冷器26可设置在除湿换热器25靠近新风入口的一侧；即沿进风方向，表冷器26、除湿换热器25、节流装置24及冷凝再热换热器23可依次设置在新风通道14内，表冷器26可对高温高湿的新风进行初步预冷，再由除湿换热器25进行深度除湿。如此设置，可降低除湿换热器25中的制冷剂的制冷量，降低机组消耗以及提升机组效率。

本申请实施例提供的具有除湿功能的空调系统，其除湿机组包括设置在新风通道14外的直流变频压缩机21以及水冷冷凝器22；以及依次设置在新风通道14内的表冷器26、节流装置24及冷凝再热换热器23。其中，冷凝再热换热器23可利用制冷剂的冷凝热量可对除湿后的新风进行升温，无需额外设置加热装置对除湿后的空气进行升温，可降低能源消耗及成本。

再者，表冷器26可对新风进行预冷，可降低除湿换热器的所需的制冷量，降低机组消耗以及提升机组效率。

另外，本申请采用水冷冷凝器22与直流变频压缩机21的配合方案，其可将除湿机组安装在室内，无需考虑室外机的安装位置(室外机的安装距离、安装高度)，从而降低安装要求，可避免风冷直膨式室外机的回油难问题。

在上述实施例的基础上，本申请实施例提供的除湿机组包括两个并列设置的表冷器26，为便于描述本实施例，两个表冷器26可以是第一表冷器和第二表冷器。

第一表冷器、第二表冷器可上下设置，即第二表冷器位于第一表冷器的上方，第一表冷器及第二表冷器的进水口与冷却水进水管81连通，并且第一表冷器、第二表冷器的进水口出分别设置有进水阀；同样的，第一表冷器及第二表冷器的出水口分别与冷却水回水管82连通，并且第一表冷器、第二表冷器的出水口分别与冷却水回水管82连通。

利用上述各表冷器26的进水阀、出水阀可分别控制第一表冷器、第二表冷器的工作状态，即第一表冷器及第二表冷器的可单独工作。例如，在夏季对室外的高温高湿新风进行除湿时，可分别控制第一表冷器及第二表冷器均处于工作状态，以提升对新风的接触面积，从而提高预冷效果。

在冬季对室外的低温空气进行升温时，可控制一个表冷器26处于工作状态，例如，第一表冷器打开，第二表冷器关闭。若夏季运行时，相关技术中的一个表冷器的制冷量与本申请中的第一表冷器、第二表冷器的制冷量相同；但在冬季时，制冷器的制热量的需求降低，因此，流入表冷器26的热水的流量少、流速低。尤其在外界新风温度较低时，相关技术中设置有一个表冷器，热水循环流动缓慢，容易造成表冷器内部结冰而出现冻坏的现象。

然而，本实施例中设置有两个并列设置的第一表冷器和第二表冷器，在冬季运行时，可关闭第二表冷器，在相同的热水流量下，可保证第一表冷器中的热水流速，从而可避免第一表冷器内结冰而出现冻坏的现象。如此设置，既能满足夏季对外界高温高湿的空气的冷却预冷的效率，也能保证冬季运行时对外界低温空气进行预热的需求，防止表冷器26出现冻坏现象，增强空调系统的可靠性。

在另一实施方式中，为调节流入冷凝再热换热器23的制冷剂所具有的冷凝热，以满足经除湿后的新风升温需求。本申请实施例在直流变频压缩机21的出口以及水冷冷凝器22的出口之间设置有第一支路27，第一支路27设置有第一调节阀271。

第一支路27与水冷冷凝器22并联设置，通过控制第一调节阀271的开度调整流入水冷冷凝器22的制冷剂的流量。例如，当第一调节阀271关闭时，制冷剂在水冷冷凝器22中初步冷凝，并且释放的热量被冷冻水吸收；制冷剂在冷凝再热器进行二次冷凝，并且释放的热量对除湿后的新风进行升温。

当第一调节阀271打开一定开度时，部分制冷剂直接流入冷凝再热换热器23并进行初步冷凝，其释放的热量可对除湿后的新风进行升温。如此设置，本申请实施例通过控制第一调节阀271的开度，可对制冷剂的冷凝热进行合理分配，从而达到调整除湿后的新风温度的效果。

在上述实施例的基础上，本实施例在冷凝再热换热器23的出口与除湿换热器25的进口之间的管路上设置有节流装置24，节流装置24可以是膨胀阀。由冷凝再热换热器23流出的低温高压的液态制冷剂经过膨胀阀后变成低温低压的液态制冷剂；低温低压制冷剂可流入除湿换热器25。

节流装置24的进口与冷凝再热换热器23之间设置有第二支路28，第二支路28上设置有旁路阀281，即节流装置24与冷凝再热换热器23设置有之间设置有旁路，并且旁路设置有旁路阀281。本实施例可通过调节旁路阀281的开度，调节流入冷凝再热换热器23、除湿换热器25的制冷剂的流量。

例如，经过水冷凝器22冷凝后的制冷剂，其中部分制冷剂经过冷凝再热换热器23的二次冷凝后流入除湿换热器25，以及部分制冷剂经过水冷冷凝器22的初步冷凝后流入除湿换热器25；从而对除湿换热器25中制冷剂所具有的制冷量、冷凝再热换热器23中的制冷剂所具有的制热量进行调整，从而可对排放至室内的新风温度进行调整。

在另一实施方式中，节流装置24的进口与冷凝再热换热器23之间设置有第二支路28，可在冷凝再热换热器23的进口处设置有第二调节阀282。如此设置，本实施例通过调节第二调节阀282的开度，调节流入冷凝再热换热器23、除湿换热器25的制冷剂的流量，从而实现对除湿换热器25中制冷剂所具有的制冷量、冷凝再热换热器23中的制冷剂所具有的制热量进行调整，实现可对排放至室内的新风温度进行调整。

可理解的是，在另一实施方式中，节流装置24的进口与冷凝再热换热器23之间设置有第二支路28，第二支路28上设置有旁路阀281；同时，也可在冷凝再热换热器23的进口处设置有第二调节阀282。在旁路阀281及第二调节阀282的共同作用下，调节流入冷凝再热换热器23、除湿换热器25的制冷剂的流量，以实现可对排放至室内的新风温度进行调整。

本实施例提供的空调系统，可根据不同的适用场所，可选择性地在壳体10上设置有回风口，回风口处设置有回风阀13。在风机40的作用下，打开回风阀13，可将室内的空气引入新风通道14内。

具体地，本实施例中的具有除湿功能的空调系统，可适用于负压手术室、基因扩增试验室等；此应用环境中需要不断向室内引入外界新风；因此，仅在壳体10设置有新风入口以及排风出口即可，无需设置回风口，参阅图1所示。

如图2和图3所示，本实施例中的具有除湿功能的空调系统，可适用于万级净化级别的实验室、重症监护室、普通手术室等，在此应用环境下能够将部分室内空气不断回流至新风通道14，以合理利用室内适宜的空气。

示例性地，本实施例中的新风通道14具有新风进风段及新风出风段，新风进风段可作为混风段，混风段包括前端与末端，混风段的前端具有回风口以及新风入口，风机40可设置在混风段的末端。在风机40作用下，从外界引入的新风以及从室内引入的回风在混合段进行混合，并经过净化机组净化、除湿机组除湿后，排放至室内；从而不断朝向室内补充新风，以保证室内的空气质量。

如图3所示，本实施例提供的空调系统包括净化机组，净化机组用于净化引入新风通道14内的空气。根据空气净化需要，净化机组至少包括粗效过滤器31、中效过滤器32。其中，粗效过滤器31靠近新风入口设置，其可对流入新风通道14内的外界新风以及室内空气进行初步过滤，能够去除空气中的大粒径颗粒物。

进一步地，沿进风方向，风机40可位于粗效过滤器31远离新风入口的一侧，中效过滤器32位于风机40朝向表冷器26的一侧，即风机40位于粗效过滤器31及中效过滤器32之间。如此设置，进入新风通道14后空气可经过粗效过滤器31后，再经过风机40，以避免外界新风中的大粒径颗粒物污染风机40，从而提升风机40的可靠性及使用寿命。

中效过滤器32可对流入新风通道14的空气中的粒径较小的颗粒物进行去除，沿进风方向，中效过滤器32可设置在表冷器26朝向新风入口的一侧，即中效过滤器32可设置在风机40与表冷器26之间。如此设置，进入新风通道14内的空气经过粗效过滤器31、中效过滤器32后，能够与表冷器26进行热交换，可避免空气中的颗粒物等粘附在表冷器26的表面而滋生细菌。可理解的是，上述包括粗效过滤器31、中效过滤器32的空调系统可应用于普通手术室及重症监护室等。

如图1和图2所示，在另一实施方式中，本实施例提供的空调系统中的净化机组不仅包括粗效过滤器31、中效过滤器32，还包括亚高效过滤器33；其中，亚高效过滤器33设置在新风通道14的出风段，并靠近新风出口设置，亚高效过滤器33可对流入新风通道14内的空气的微尘进行进一步过滤，提升新风质量。可理解的是，上述包括粗效过滤器31、中效过滤器32及亚高效过滤器33的空调系统可应用于负压手术室、基因扩增试验室、万级净化级别实验室及重症监护室等。

参阅图1至图3，在上述实施例的基础上，本申请实施例提供的空调系统还包括辅助加热器50及等温加湿器60，辅助加热器50和等温加湿器60靠近新风出口设置，即辅助加热器50和等温加湿器60位于新风通道14的出风段。

具体地，辅助加热器50可设置在冷凝再热换热器23及等温加湿器60之间，辅助加热器50用于对经过冷凝再热换热器23后新风温度进行进一步调节升温，使输送至室内的新风的温度符合要求。辅助加热器50的加热方式可以是电加热、热水加热或者蒸汽加热中的一者或者组合。

等温加湿器60用于对除湿后的新风的湿度进行调整，或者在冬季运行时，新风空气无需进行深度除湿，需开启等温加湿器60对新风的湿度进行调整。等温加湿器60的加湿方式可以是电极加湿、电热加湿或者干蒸汽加湿的一种或者组合。

进一步地，本申请实施例提供的空调系统还包括多个杀菌灯70，杀菌灯70可以是紫外线杀菌灯，用于对流入新风通道14内的空气进行除菌杀毒。可理解的是，多个杀菌灯70可间隔布置在新风通道14内，以提升除菌杀毒效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有除湿功能的空调系统，其特征在于，包括：

壳体，具有新风入口及新风出口，以及位于所述新风入口与所述新风出口之间的新风通道；

除湿机组，包括至少一个表冷器，以及依次连通的直流变频压缩机、水冷冷凝器、冷凝再热换热器、节流装置、除湿换热器；其中，所述表冷器、除湿换热器、冷凝再热换热器设置于所述新风通道内；

所述表冷器与外界热源或冷源连接，用于对新风进行预热或预冷。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机的出口与所述水冷冷凝器的出口之间设置有第一支路；

所述第一支路设置有第一调节阀。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述冷凝再热换热器的进口与所述节流装置的进口之间设置有第二支路，所述第二支路上设置有旁路阀；和/或

所述冷凝再热换热器的进口与所述节流装置的进口之间设置有第二支路，所述冷凝再热换热器的进口处设置有第二调节阀。

4.根据权利要求1至3任一项所述的空调系统，其特征在于，所述除湿机组包括两个并列设置的所述表冷器，且每个所述表冷器可单独工作。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，沿进风方向，所述表冷器、所述除湿换热器、所述冷凝再热换热器依次设置在所述新风通道内。

6.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，还包括设置在所述新风通道内的净化机组；

所述净化机组至少包括粗效过滤器及中效过滤器；

其中，所述粗效过滤器靠近所述新风入口设置，所述中效过滤器位于所述表冷器靠近所述新风出口的一侧。

7.根据权利要求6所述空调系统，其特征在于，还包括风机；

所述风机设置所述新风通道内，且所述风机位于所述粗效过滤器及所述中效过滤器之间。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述新风通道包括混风段；

所述风机位于所述混风段的末端；

所述混风段的前端设置有回风口以及所述新风入口。

9.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，还包括设置于所述新风通道内的辅助加热器及等温加湿器；

所述辅助加热器位于所述冷凝再热换热器及所述等温加湿器之间。

10.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括多个杀菌灯；

多个所述杀菌灯间隔布置在所述新风通道内。

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