專利名稱：帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，適用于夏季需要供冷除
濕，冬季需要供熱、加濕的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，也適用于對溫、濕度要求較為嚴(yán)格的舒適性空調(diào) 系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國目前的工業(yè)能耗中，空調(diào)系統(tǒng)占據(jù)了較大的比例。較高的空調(diào)系統(tǒng)能耗一 方面提高了生產(chǎn)成本，更重要的是，能耗的居高不下給能源系統(tǒng)造成了巨大的壓力，在能源 形勢日趨緊張的今天，這個問題變得更加嚴(yán)峻。 不同的生產(chǎn)工藝決定了空調(diào)對象不同的熱濕負(fù)荷特性和溫濕度要求，其中有許多 生產(chǎn)工藝對送風(fēng)的溫濕度要求嚴(yán)格。在北方地區(qū)，許多工業(yè)場合夏季需要實(shí)現(xiàn)制冷除濕，冬 季需要供熱、有時需要加濕。為了保證送風(fēng)參數(shù)在要求范圍內(nèi)，在降溫除濕后普遍存在再熱 問題，目前較多采用蒸汽再熱和電加熱再熱方式，這些方式存在冷熱抵消現(xiàn)象，既浪費(fèi)冷量 又浪費(fèi)熱量，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。 目前工業(yè)場所采用的調(diào)溫除濕機(jī)基本上可以滿足夏季降溫除濕需求，但在冬季供 熱時，卻存在一些問題1)當(dāng)冬季室外溫度較低時，蒸汽壓縮式熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度較低、 壓縮比較大，同時還需對室外機(jī)進(jìn)行融霜除霜，這使得系統(tǒng)性能較差，制熱量大大降低；2) 當(dāng)冬季有高溫?zé)嵩纯梢岳脮r，由于壓縮機(jī)的吸氣溫度不能過高，這就要求蒸發(fā)側(cè)熱源的 水溫不能過高，往往通過混水或間接換熱的方式將高溫水的溫度降低后使用，由此，導(dǎo)致了 高品位熱源的浪費(fèi)；有的甚至利用另外一套供熱系統(tǒng)，來滿足冬季供熱需求，這降低了設(shè)備 的利用率，增加了初投資。 同樣，在對溫濕度要求較高的舒適性空調(diào)系統(tǒng)中，也存在上述問題。例如舒適性要 求較高的建筑外區(qū)，同樣存在能源效率利用不高和在室外溫度很低時機(jī)組不能保證室內(nèi)溫 度的情況。 因此，如何根據(jù)生產(chǎn)和生活需求，構(gòu)造出能夠滿足空調(diào)對象溫濕度要求、適應(yīng)復(fù)雜 多變氣象的空氣處理裝置，該裝置能夠利用最少的能量投入滿足空調(diào)對象的不同需求，最 大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能成為當(dāng)前面臨的一個重要問題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提出帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，該裝置 可以有效地利用冬季供暖時的高溫?zé)嵩?，?shí)現(xiàn)對供暖房間的自然加熱功能，降低了能源消 耗，提高了空調(diào)系統(tǒng)在全年內(nèi)的節(jié)能性和可靠性。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 方案一 帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含水冷式換熱 器1、第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4、風(fēng)冷式換熱器6和壓縮機(jī)7 ;所述壓縮機(jī)7、水 冷式換熱器1、第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4和風(fēng)冷式換熱器6通過管道連接構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路；在所述壓縮機(jī)7的排氣口和水冷式換熱器1的連接管道上加設(shè) 第二個三通閥8 ;所述第二個三通閥8的高壓端口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，低壓端口與風(fēng) 冷式換熱器6和壓縮機(jī)7的連接管路相連，出氣口與水冷式換熱器1相連；在節(jié)流裝置4的 兩端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述風(fēng)冷式換熱器6、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第一個三通閥 2和旁通閥門5構(gòu)成制冷劑自然循環(huán)回路；所述風(fēng)冷式換熱器6和再熱器3處在空氣處理 箱11內(nèi)，待處理的空氣待處理的空氣先經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器6，再經(jīng)過再熱器3 ;所述風(fēng)冷式 換熱器6的位置高于水冷式換熱器1。 方案二 帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含水冷式換熱 器1、第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4、風(fēng)冷式換熱器6和壓縮機(jī)7 ;所述壓縮機(jī)7、水 冷式換熱器1、第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4和風(fēng)冷式換熱器6通過管道連接構(gòu)成 蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路；在所述壓縮機(jī)7的排氣口和水冷式換熱器1的連接管道上加設(shè) 第二個三通閥8 ;所述第二個三通閥8的高壓端口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，低壓端口與風(fēng) 冷式換熱器6和壓縮機(jī)7的連接管路相連，出氣口與水冷式換熱器1相連；在節(jié)流裝置4的 兩端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述風(fēng)冷式換熱器6、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第一個三通閥 2和旁通閥門5構(gòu)成制冷劑自然循環(huán)回路，在該制冷劑自然循環(huán)回路中，在風(fēng)冷式換熱器6 的出口和水冷式換熱器1的連接管路上加設(shè)制冷劑泵13，并在所述制冷劑泵13的兩端并聯(lián) 閥門14 ;所述風(fēng)冷式換熱器6和再熱器3處在空氣處理箱11內(nèi)，待處理的空氣先經(jīng)過風(fēng)冷 式換熱器6，再經(jīng)過再熱器3。 在上述兩種方案中，所述第一個三通閥2為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁三通調(diào)節(jié)閥， 所述第二個三通閥8為自力式三通閥、電動式三通閥或電磁式三通閥；所述閥門5和閥門 14是電磁閥或電動閥；所述節(jié)流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置 的組合；在再熱器3后加設(shè)加濕裝置12。 通過以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了除濕降溫、等濕降溫、等濕升溫以及升溫加 濕等熱力過程，充分滿足了空調(diào)對象在不同季節(jié)的需求，在實(shí)現(xiàn)夏季除濕調(diào)溫的同時，實(shí)現(xiàn) 了在冬季對高溫?zé)嵩吹母咝Ю茫暂^低的能源輸入實(shí)現(xiàn)了將外界熱源的熱量向室內(nèi)的傳 遞，有效的增強(qiáng)了裝置的節(jié)能性和可靠性。適用于夏季需要供冷、除濕，冬季需要供熱的工 業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，也適用于對溫、濕度要求較為嚴(yán)格的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型提供的 結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2為本實(shí)用新型提供的 模式一的運(yùn)行原理圖。 圖3為本實(shí)用新型提供的 模式二的運(yùn)行原理圖。 圖4為本實(shí)用新型提供的
模式三的運(yùn)行原理圖。 圖5為本實(shí)用新型提供的
結(jié)構(gòu)原理圖。
"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一的 "帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一中 "帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例二的
4[0018] 圖中l(wèi)-水冷式換熱器；2-第-個三通閥；3-再熱器；4-節(jié)流裝置；5_旁通閥門； 6_再熱器；7-壓縮機(jī)；8-第二個三通閥；11-空氣處理箱；12-加濕裝置；13-制冷劑泵； 14-閥門。
具體實(shí)施方式圖1為本實(shí)用新型提供的"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例一的 結(jié)構(gòu)原理圖，帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含水冷式換熱器1、 第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4、風(fēng)冷式換熱器6和壓縮機(jī)7 ;所述壓縮機(jī)7、水冷式 換熱器1、第一個三通閥2、再熱器3、節(jié)流裝置4和風(fēng)冷式換熱器6通過管道連接構(gòu)成蒸氣 壓縮式制冷循環(huán)回路；在所述壓縮機(jī)7的排氣口和水冷式換熱器1的連接管道上加設(shè)第二 個三通閥8 ;所述第二個三通閥8的高壓端口與壓縮機(jī)7的排氣口相連，低壓端口與風(fēng)冷式 換熱器6和壓縮機(jī)7的連接管路相連，出氣口與水冷式換熱器1相連；在節(jié)流裝置4的兩 端并聯(lián)旁通閥門5 ;所述風(fēng)冷式換熱器6、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第一個三通閥2 和旁通閥門5構(gòu)成制冷劑自然循環(huán)回路；所述風(fēng)冷式換熱器6和再熱器3處在空氣處理箱 11內(nèi)，待處理的空氣待處理的空氣先經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器6，再經(jīng)過再熱器3 ;所述風(fēng)冷式換 熱器6的位置高于水冷式換熱器1。 在本實(shí)施例中，所述第一個三通閥2為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁三通調(diào)節(jié)閥，所述 第二個三通閥8為自力式三通閥、電動式三通閥或電磁式三通閥；所述閥門5和閥門14是 電磁閥或電動閥；所述節(jié)流裝置4為熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置的組 合；在再熱器3后加設(shè)加濕裝置12。 本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)三種模式 模式一 圖2為本實(shí)用新型提供的"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式一的運(yùn)行原理圖，在該模式下，閥門5關(guān)閉，再熱器3和加濕裝置12關(guān)閉，通過 節(jié)流裝置4來調(diào)節(jié)制冷量，風(fēng)冷式換熱器6、壓縮機(jī)7、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第 一個三通閥2和節(jié)流裝置4構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路。待處理的空氣經(jīng)過風(fēng)冷式換熱 器6進(jìn)行降溫，實(shí)現(xiàn)蒸汽壓縮式制冷模式。 模式二 圖3為本實(shí)用新型提供的"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式二的運(yùn)行原理圖，在該模式下，閥門5關(guān)閉，加濕裝置12關(guān)閉，再熱器3工作，風(fēng) 冷式換熱器6、壓縮機(jī)7、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第一個三通閥2、再熱器3和節(jié)流 裝置4構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路。待處理的空氣經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器6降溫除濕，再經(jīng) 過再熱器3再熱，實(shí)現(xiàn)降溫除濕模式。 模式三圖4為本實(shí)用新型提供的"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施 例一中模式三的運(yùn)行原理圖，在該模式下，閥門5開啟，壓縮機(jī)7、節(jié)流裝置4和再熱器3不 工作，風(fēng)冷式換熱器6、第二個三通閥8、水冷式換熱器1、第一個三通閥2和閥門5構(gòu)成制冷 劑自然循環(huán)回路。待處理的空氣經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器6被加熱，加濕裝置12關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)供熱 模式，加濕裝置12開啟，實(shí)現(xiàn)供熱加濕模式。 圖5為本實(shí)用新型提供的"帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置"實(shí)施例二的 結(jié)構(gòu)原理圖，該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于，本實(shí)施例中，在制冷 劑自然循環(huán)回路中，在風(fēng)冷式換熱器6的出口和水冷式換熱器1之間加設(shè)了制冷劑泵13，并在兩端并聯(lián)閥門14，消除了風(fēng)冷式換熱器6和水冷式換熱器1之間的高度限制。該實(shí)施例 的運(yùn)行模式與實(shí)施例一基本相同，區(qū)別在于，在自然供熱模式下，制冷劑泵13工作，關(guān)閉閥 門14，其他模式下，制冷劑泵13不工作，閥門14開啟。
權(quán)利要求帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含水冷式換熱器(1)、第一個三通閥(2)、再熱器(3)、節(jié)流裝置(4)、風(fēng)冷式換熱器(6)和壓縮機(jī)(7)；所述壓縮機(jī)(7)、水冷式換熱器(1)、第一個三通閥(2)、再熱器(3)、節(jié)流裝置(4)和風(fēng)冷式換熱器(6)通過管道連接構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路；在所述壓縮機(jī)(7)的排氣口和水冷式換熱器(1)的連接管道上加設(shè)第二個三通閥(8)；所述第二個三通閥(8)的高壓端口與壓縮機(jī)(7)的排氣口相連，低壓端口與風(fēng)冷式換熱器(6)和壓縮機(jī)(7)的連接管路相連，出氣口與水冷式換熱器(1)相連；在節(jié)流裝置(4)的兩端并聯(lián)旁通閥門(5)；所述風(fēng)冷式換熱器(6)、第二個三通閥(8)、水冷式換熱器(1)、第一個三通閥(2)和旁通閥門(5)構(gòu)成制冷劑自然循環(huán)回路；所述風(fēng)冷式換熱器(6)和再熱器(3)處在空氣處理箱(11)內(nèi)，待處理的空氣待處理的空氣先經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器(6)，再經(jīng)過再熱器(3)；所述風(fēng)冷式換熱器(6)的位置高于水冷式換熱器(1)。
2. 帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特征在于包含水冷式換熱器a)、第一 個三通閥(2)、再熱器(3)、節(jié)流裝置(4)、風(fēng)冷式換熱器(6)和壓縮機(jī)(7);所述壓縮機(jī)(7)、 水冷式換熱器(1)、第一個三通閥(2)、再熱器(3)、節(jié)流裝置(4)和風(fēng)冷式換熱器(6)通過 管道連接構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路；在所述壓縮機(jī)(7)的排氣口和水冷式換熱器(1) 的連接管道上加設(shè)第二個三通閥(8);所述第二個三通閥(8)的高壓端口與壓縮機(jī)(7)的 排氣口相連，低壓端口與風(fēng)冷式換熱器(6)和壓縮機(jī)(7)的連接管路相連，出氣口與水冷式 換熱器(1)相連；在節(jié)流裝置(4)的兩端并聯(lián)旁通閥門(5);所述風(fēng)冷式換熱器(6)、第二個 三通閥(8)、水冷式換熱器(1)、第一個三通閥(2)和旁通閥門(5)構(gòu)成制冷劑自然循環(huán)回 路，在該制冷劑自然循環(huán)回路中，在風(fēng)冷式換熱器(6)的出口和水冷式換熱器(1)的連接管 路上加設(shè)制冷劑泵(13)，并在所述制冷劑泵(13)的兩端并聯(lián)閥門(14);所述風(fēng)冷式換熱器 (6)和再熱器(3)處在空氣處理箱(11)內(nèi)，待處理的空氣先經(jīng)過風(fēng)冷式換熱器(6)，再經(jīng)過 再熱器(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特 征在于所述第一個三通閥(2)為電動三通調(diào)節(jié)閥或電磁三通調(diào)節(jié)閥，所述第二個三通閥 (8)為自力式三通閥、電動式三通閥或電磁式三通閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特 征在于所述旁通閥門(5)和閥門(14)是電磁閥或電動閥；所述節(jié)流裝置(4)為熱力膨脹 閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管或這些節(jié)流裝置的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，其特 征在于在再熱器(3)后加設(shè)加濕裝置(12)。
專利摘要帶自然供熱和濕度控制的空氣處理裝置，包含壓縮機(jī)、風(fēng)冷式換熱器、水冷式換熱器、再熱器、三通閥、節(jié)流裝置、閥門和加濕裝置，其技術(shù)特征在于通過三通閥實(shí)現(xiàn)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和自然供熱循環(huán)之間的切換，能夠?qū)崿F(xiàn)降溫除濕、等濕降溫、等濕升溫和升溫加濕等多種熱力過程。即在夏季和過渡季節(jié)可實(shí)現(xiàn)供冷、除濕的功能，在冬季時可通過自然供熱滿足升溫的需求，有效地節(jié)約能源。該裝置還可加設(shè)制冷劑泵，提高制冷劑自然循環(huán)模式的運(yùn)行性能和可靠性，同時還可以取消風(fēng)冷式換熱器和水冷式換熱器之間的位置和高差限制。該裝置適用于北方地區(qū)夏季需要降溫除濕、冬季需要升溫加濕的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)和對溫、濕度要求較為嚴(yán)格的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。
文檔編號F24F3/14GK201527055SQ200920246388
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者張小芬, 李先庭, 王寶龍, 石文星, 郜義軍, 韓宗偉 申請人:清華大學(xué)