本發(fā)明涉及一種空調(diào)制冷裝置，尤其涉及一種平行流蒸發(fā)式冷凝/轉(zhuǎn)輪除濕耦合一體化裝置。

背景技術(shù)：

在制冷空調(diào)技術(shù)中，空氣濕度對(duì)人體舒適度、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝過(guò)程和設(shè)備維護(hù)產(chǎn)生直接影響，同時(shí)是一個(gè)高耗能過(guò)程。利用濕空氣能量的過(guò)程和設(shè)備，一類是以換熱為目的的設(shè)備，傳質(zhì)的目的是帶動(dòng)傳熱，蒸發(fā)式冷卻空調(diào)和蒸發(fā)式冷凝制冷空調(diào)設(shè)備即是這一類，另一類是以傳質(zhì)為直接目的的設(shè)備，即改變空氣中的水蒸氣含量，包括加濕除濕設(shè)備例如轉(zhuǎn)輪除濕器，其目的是得到適合生活或工藝使用的空氣。因?yàn)閮烧呤褂玫哪康牟煌髯缘倪\(yùn)行原理有較大差異，而且兩者均可獨(dú)立使用，在各自的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)到目前為止，兩者甚少有共同使用的場(chǎng)合。但兩者均為利用濕空氣能量的設(shè)備，有著基本的共同點(diǎn)，基本原理相同，兩者的共同點(diǎn)是利用水的飽和蒸氣壓和空氣中水蒸氣分壓的差值，通過(guò)改變水或空氣的溫度或速度形成傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力。前一類設(shè)備如蒸發(fā)式冷凝制冷空調(diào)的冷凝器需要移除熱量，同時(shí)需要吸入干空氣，后一類設(shè)備如轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備的目的是得到干空氣，同時(shí)轉(zhuǎn)輪中的吸附劑需要熱量再生，兩者互為利用和需要，因此有必要對(duì)此做深入的研究，這對(duì)于節(jié)能節(jié)水有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了達(dá)到提升現(xiàn)有制冷空調(diào)系統(tǒng)性能、提高空氣品質(zhì)以增加人體舒適度的目的，集成現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出和設(shè)計(jì)一種高效傳熱蒸發(fā)式冷凝制冷機(jī)組、轉(zhuǎn)輪除濕和自身余熱回收利用系統(tǒng)結(jié)合的制冷空調(diào)系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

所述蒸發(fā)式冷凝/除濕耦合制冷空調(diào)系統(tǒng)，包括一套完整的蒸發(fā)式冷凝制冷空調(diào)系統(tǒng)、兩套吸附轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)、一個(gè)熱回收換熱器，以及相連接上述設(shè)備的管件。

所述蒸發(fā)式冷凝制冷空調(diào)系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器，所述壓縮機(jī)與冷凝器之間設(shè)置熱回收換熱器，熱回收器與冷凝器進(jìn)風(fēng)口之間以及熱回收器與空調(diào)末端之間分別設(shè)置一套轉(zhuǎn)輪除濕裝置。

所述冷凝器為蒸發(fā)式冷凝器，包括箱體，所述箱體底部封閉為水槽，箱底頂部開口處設(shè)置風(fēng)機(jī)，水槽與風(fēng)機(jī)之間由上至下一次為進(jìn)風(fēng)格柵、換熱盤管組、噴淋裝置、擋水柵，所述進(jìn)風(fēng)格柵、換熱盤管組、噴淋裝置、擋水柵通過(guò)支架放置于箱體內(nèi)。

所述換熱盤管組采用平行流微孔管，將直徑大于3mm的傳統(tǒng)制冷劑圓管改為多個(gè)平行的直徑接近甚至小于1mm的扁形微孔管道，制冷劑單位體積內(nèi)的換熱面積成倍增長(zhǎng)。

所述盤管由集流管，多通道扁管組成。集流管將不同根數(shù)的扁管組合成一個(gè)行程，多個(gè)行程并列放置組成冷凝盤管組。所述換熱盤管組取消散熱片減小冷卻水和空氣的流動(dòng)阻力，通過(guò)加大扁管密度來(lái)擴(kuò)大熱交換密度。

所述冷凝器還包括水泵、補(bǔ)水閥，所述水泵安裝在水槽與噴淋裝置之間。

上述除濕耦合制冷機(jī)組還包括儲(chǔ)液罐和引風(fēng)機(jī)，所述儲(chǔ)液罐設(shè)置在膨脹閥與冷凝器之間。所述引風(fēng)機(jī)與冷凝器相連。

所述轉(zhuǎn)輪除濕裝置包括除濕轉(zhuǎn)輪、處理風(fēng)機(jī)、再生風(fēng)機(jī)、再生空氣加熱器和氣體預(yù)冷器。所述氣體預(yù)冷器設(shè)置于處理風(fēng)機(jī)與再生風(fēng)機(jī)之間。所述除濕轉(zhuǎn)輪設(shè)置于氣體預(yù)冷器與余熱回收單元的熱回收換熱器之間。除濕轉(zhuǎn)輪的處理濕空氣端扇區(qū)與再生空氣加熱器相連，再生空氣端扇區(qū)與空氣預(yù)冷器相連。

所述空調(diào)制冷和轉(zhuǎn)輪除濕一體化裝置，其特征在于：

（1）貯存于制冷系統(tǒng)管道及設(shè)備內(nèi)部的低溫低壓制冷劑（液態(tài)或汽態(tài)）經(jīng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)換成高溫高壓的制冷劑蒸汽，進(jìn)入熱回收器換熱管內(nèi)部，向換熱管外的冷水放熱得到熱水，換熱管出來(lái)的制冷劑蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器換熱盤管組的內(nèi)部，放熱并冷凝成液體，然后離開冷凝器進(jìn)入管道內(nèi)，再直接（或先經(jīng)儲(chǔ)液罐）進(jìn)入膨脹閥，進(jìn)行不可逆的絕熱膨脹過(guò)程。膨脹后的低溫低壓制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)吸熱制冷，冷量由循環(huán)冷凍水帶走，蒸發(fā)得到的制冷劑蒸汽重新回到壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制冷劑的不斷循環(huán)流動(dòng)。

（2）上述制冷系統(tǒng)中：蒸發(fā)式冷凝器的工作過(guò)程為：水泵從集水槽中泵出冷卻水經(jīng)噴淋裝置淋在換熱盤管組表面，形成水膜，水膜從換熱盤管內(nèi)的制冷劑蒸汽中吸收熱量，一部分水膜中水遇熱變?yōu)樗羝?，并與水膜外錯(cuò)向流動(dòng)，氣流由風(fēng)機(jī)排出，同時(shí)帶走水蒸汽和熱量，未蒸發(fā)的水流回水槽中供循環(huán)使用。

（3）由蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的熱回收器出來(lái)的工藝熱水進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕裝置的再生空氣加熱器，所述轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中，處理風(fēng)機(jī)將室外空氣引入空氣預(yù)冷器與再生風(fēng)機(jī)引入的室內(nèi)低溫低濕再生空氣進(jìn)行間接熱交換，預(yù)冷后的濕空氣通過(guò)轉(zhuǎn)輪的除濕扇區(qū)濕度降低，脫濕后的干空氣通入室內(nèi)或蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)入口。在空氣預(yù)冷器中再生空氣得到預(yù)熱，并進(jìn)入再生空氣加熱器由余熱回收系統(tǒng)來(lái)的工藝熱水進(jìn)一步加熱，從空氣加熱器出來(lái)的熱空氣通過(guò)除濕轉(zhuǎn)輪再生扇區(qū)吸收轉(zhuǎn)輪水分使之實(shí)現(xiàn)再生，進(jìn)而可以循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果：

（1）在壓縮機(jī)與蒸發(fā)式冷凝器之間設(shè)置熱回收換熱器，可以回收約10%一15%的熱量，上述換熱器排出熱水溫度可達(dá)50℃，可直接作為熱水供應(yīng)洗浴或生產(chǎn)工藝。本發(fā)明利用來(lái)自熱回收器的工藝熱水為除濕轉(zhuǎn)輪再生提供熱源，提高了能量利用效率，可以實(shí)現(xiàn)制冷與除濕的完美耦合。

（2）制冷空調(diào)系統(tǒng)在制冷時(shí)，每1kW制冷負(fù)荷可產(chǎn)生冷凝水0.4一0.8kg/h。冷凝水處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)危害，特別是大型的中央空調(diào)系統(tǒng)，冷凝水的產(chǎn)量很大，冷凝水的回收具有很大的開發(fā)潛力。制冷量3500kW的空調(diào)系統(tǒng)，可節(jié)水1400-2800kg/h，冷凝水溫度以17℃計(jì)算，則可回收冷量123一36kW,占制冷系統(tǒng)總制冷量的3.5一7.0%。

（3）在轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中設(shè)置空氣預(yù)冷器；一方面可以充分回收利用制冷空調(diào)余冷，降低轉(zhuǎn)輪處理濕空氣的溫度，相對(duì)濕度提高，使水分更容易被吸附劑吸附；另一方面室內(nèi)排出的冷空氣在空氣預(yù)冷器中得到預(yù)熱，相對(duì)濕度降低，在轉(zhuǎn)輪再生扇區(qū)帶走更多水分，提高轉(zhuǎn)輪再生效果。兩方面協(xié)同作用優(yōu)化除濕轉(zhuǎn)輪的傳熱傳質(zhì)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中換熱盤管管組的主視圖；

圖3為圖2中B-B方向的截面圖，截面圖表示直管為普通管的結(jié)構(gòu)；

圖4為圖1中除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中示出：

1-壓縮機(jī)，2-熱回收換熱器，3-換熱盤管機(jī)組，4-噴淋裝置，5-排風(fēng)機(jī)，6-擋水柵，7-水泵，8-水槽，9-蒸發(fā)式冷凝器，10-膨脹閥，11-儲(chǔ)液罐，12-蒸發(fā)器，15-再生風(fēng)機(jī)，16-處理風(fēng)機(jī)，17-空氣預(yù)冷器，18-除濕轉(zhuǎn)輪，19-空氣加熱器，20-補(bǔ)水閥，18-1-處理區(qū)，18-2-再生區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所述的蒸發(fā)式冷凝與轉(zhuǎn)輪除濕耦合制冷空調(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)1、蒸發(fā)式冷凝9、儲(chǔ)液罐11、膨脹閥10、蒸發(fā)器12、熱回收換熱器2、排風(fēng)機(jī)5、噴淋系統(tǒng)以及兩套轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，所述熱回收換熱器2設(shè)置在壓縮機(jī)1與蒸發(fā)式冷凝器9之間。所述儲(chǔ)液罐11設(shè)置在膨脹閥10和冷凝器9之間。

所述蒸發(fā)式冷凝器包括箱體，所述箱體底部封閉為水槽8，水槽8設(shè)置有補(bǔ)水閥20和循環(huán)水泵7，所述循環(huán)水泵與噴淋系統(tǒng)相連接。所述補(bǔ)水閥20浮于水槽8的水面，用于控制水位。所述箱體頂部開口處放置排風(fēng)機(jī)5，水槽8與風(fēng)機(jī)5之間由下至上依次為換熱盤管組3、噴淋裝置4、擋水柵6，均通過(guò)支架放置于箱體內(nèi)。

所述換熱盤管組3由上至下，隨著制冷劑溫度逐漸降低，降熱量及熱流密度逐步減小，從上到下逐步較少盤管數(shù)量，不僅可以提高換熱效率和換熱量，而且可以降低制冷劑的盤管內(nèi)的流動(dòng)阻力。

所述轉(zhuǎn)輪除濕裝置包括除濕轉(zhuǎn)輪18、處理風(fēng)機(jī)16、再生風(fēng)機(jī)15、再生空氣加熱器19和氣體預(yù)冷器17。所述氣體預(yù)冷器17設(shè)置于處理風(fēng)機(jī)16與再生風(fēng)機(jī)15之間。所述除濕轉(zhuǎn)輪18設(shè)置于氣體預(yù)冷器15與余熱回收單元的熱回收換熱器2之間。除濕轉(zhuǎn)輪的處理濕空氣端扇區(qū)與再生空氣加熱器19相連，再生空氣端扇區(qū)與空氣預(yù)冷器17相連。

上述蒸發(fā)式冷凝/轉(zhuǎn)輪除濕耦合制冷空調(diào)的使用方法為:

貯存于制冷系統(tǒng)的管道及設(shè)備內(nèi)部的低溫低壓制冷劑（液態(tài)或汽態(tài)）經(jīng)壓縮機(jī)1轉(zhuǎn)換成高溫高壓的制冷劑蒸汽，進(jìn)入熱回收器2的換熱管內(nèi)部，向換熱管外的冷水放熱得到熱水，可以作為工藝熱水通往轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的再生空氣加熱器為轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)提供熱源，換熱管內(nèi)出來(lái)的制冷劑蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器9換熱盤管3的內(nèi)部，放熱逐漸冷凝為液體，然后通過(guò)管道直接（或先進(jìn)入儲(chǔ)液罐）進(jìn)膨脹閥10，進(jìn)行不可逆的絕熱膨脹過(guò)程，膨脹后的低溫低壓制冷劑液體通過(guò)管道進(jìn)入蒸發(fā)器12中進(jìn)行蒸發(fā)和制冷，冷量由循環(huán)冷凍水帶走，制冷劑蒸汽重新回到壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制冷劑的不斷循環(huán)流動(dòng)。

由蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的熱回收器2出來(lái)的工藝熱水進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕裝置的再生空氣加熱器19，處理風(fēng)機(jī)16將室外空氣引入空氣預(yù)冷器17與再生風(fēng)機(jī)15引入的空調(diào)末端的低溫低濕再生空氣進(jìn)行間接熱交換，預(yù)冷后的濕空氣通過(guò)轉(zhuǎn)輪18的除濕扇區(qū)濕度降低，脫濕后的干空氣通入室內(nèi)或蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)入口。在空氣預(yù)冷器17中再生空氣得到預(yù)熱，并進(jìn)入再生空氣加熱器19由余熱回收系統(tǒng)來(lái)的工藝熱水進(jìn)一步加熱，從空氣加熱器出來(lái)的熱空氣通過(guò)除濕轉(zhuǎn)輪再生扇區(qū)吸收轉(zhuǎn)輪水分使之實(shí)現(xiàn)再生，進(jìn)而可以循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。除濕轉(zhuǎn)輪18中除濕段扇區(qū)和再生段扇區(qū)的角度比例根據(jù)環(huán)境空氣濕度可調(diào)整為1:1,2:1,3:1。兩套轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)運(yùn)行原理相同，如圖1所示。

當(dāng)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的熱回收器回收的熱負(fù)荷明顯高于兩套除濕轉(zhuǎn)輪所需熱量時(shí)，可將熱回收來(lái)的多余熱水作為生活用水。

空調(diào)末端使用過(guò)的低溫低濕的冷空氣余冷回收：通過(guò)再生風(fēng)機(jī)15引入空氣預(yù)冷器17對(duì)逆向來(lái)的處理風(fēng)機(jī)16引入的室外空氣進(jìn)行預(yù)冷，提高引入的新空氣的相對(duì)濕度，提高轉(zhuǎn)輪除濕效率。

使用轉(zhuǎn)輪18除濕后的干空氣作為蒸發(fā)式冷凝器的進(jìn)風(fēng)，促進(jìn)氣流與盤管3外水膜發(fā)生熱質(zhì)交換，以潛熱為主，顯熱為輔的方式向氣流傳遞熱量，氣流由風(fēng)機(jī)5經(jīng)風(fēng)管排出，同時(shí)帶走水蒸汽和熱量，未蒸發(fā)的水流回集水箱供循環(huán)使用。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。