專利名稱：一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種暖通空調(diào)設(shè)備，特別是關(guān)于一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫 度空調(diào)器。
背景技術(shù)：
空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷，空調(diào)系統(tǒng)的任務(wù)就是通過處理顯熱負(fù) 荷和潛熱負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)對建筑熱濕環(huán)境的有效調(diào)控。目前，溫度與濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)可 以將顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷分開處理，通過送入干燥的空氣來承擔(dān)建筑潛熱負(fù)荷、控制濕度， 通過送入只經(jīng)過降溫處理的空氣或利用高溫冷水經(jīng)過輻射供冷末端裝置來承擔(dān)顯熱負(fù)荷、 控制溫度。這種空調(diào)調(diào)節(jié)方式可以實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度的獨(dú)立控制，在有效實(shí)現(xiàn)建筑熱濕環(huán)境 調(diào)控的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)很好的節(jié)能效果。在溫度與濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)中，承擔(dān)溫度控制任務(wù)所需的高溫冷水溫度或 送入的空氣溫度一般在18 20°C左右，這時(shí)所需壓縮制冷方式的冷源蒸發(fā)溫度就可以遠(yuǎn) 高于常規(guī)冷凝除濕方式對應(yīng)的蒸發(fā)溫度，制冷系統(tǒng)能效可以獲得很大提高。而利用冷凝除 濕方式獲得干燥的空氣來承擔(dān)濕度控制任務(wù)時(shí)，所需要的冷源蒸發(fā)溫度較低，一般在5°C以 下。對于家庭或小型獨(dú)立辦公室等場所來說，空調(diào)潛熱負(fù)荷一般僅占總負(fù)荷的20%左右，承 擔(dān)濕度控制任務(wù)所需的冷量大大低于承擔(dān)溫度控制任務(wù)所需的冷量。專利技術(shù)1公開了一種空調(diào)用雙溫冷水機(jī)組專利(ZL200410009292. 1)，該機(jī)組 采用了兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)，制取高溫冷水和低溫冷水，從而 實(shí)現(xiàn)了不同蒸發(fā)溫度運(yùn)行的制冷循環(huán)。但是，該專利公開的系統(tǒng)設(shè)備較為復(fù)雜，機(jī)組容 量較大，適合應(yīng)用在制冷量需求較大的場所，不適合應(yīng)用在小型獨(dú)立辦公室或家庭等制 冷量需求較小的場合。專利技術(shù)2(專利號為ZL200510063463.3)和專利技術(shù)3(專利 號為ZL200510028464. 4)都是利用噴射器引射蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑蒸氣來構(gòu)建的單級噴 射/壓縮制冷系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中噴射器代替膨脹閥等裝置來回收膨脹功，盡管噴射器具 有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無運(yùn)動部件及適應(yīng)兩相流等特點(diǎn)，可以應(yīng)用到蒸氣壓縮制冷循環(huán)中 來利用制冷劑降壓過程的膨脹功，有效提高制冷系統(tǒng)性能系數(shù)。但專利技術(shù)2和專利技 術(shù)3都是單級蒸發(fā)器裝置，均不能實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)溫度運(yùn)行的制冷循環(huán)。已有技術(shù)4(專利號 ZL200510026386. 4)公開了一種利用壓縮/噴射混合循環(huán)的雙溫冷藏車制冷機(jī)組，其利用 兩級噴射器和一級壓縮機(jī)構(gòu)建雙蒸發(fā)溫度的制冷循環(huán)，同時(shí)滿足冷藏室和駕駛室空調(diào)需 求。這種機(jī)組的冷藏室蒸發(fā)器(低溫)側(cè)冷量遠(yuǎn)大于駕駛室側(cè)空調(diào)蒸發(fā)器(高溫)側(cè)冷量， 而溫度與濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)所需的低溫側(cè)冷量則遠(yuǎn)低于高溫側(cè)冷量，因而這種具有雙 蒸發(fā)溫度的制冷機(jī)組無法直接用于溫度與濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)。中國文獻(xiàn)1《一種新型蒸氣壓縮/噴射混合制冷循環(huán)的探討》(范曉偉，陰建民，劉 海峰，陳鐘頎.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，30 (5) :5 11，1996)對一種利用噴射器實(shí)現(xiàn)雙蒸發(fā)溫 度運(yùn)行的制冷循環(huán)(如圖4所示)進(jìn)行了分析。該制冷循環(huán)適用于雙溫冰箱制冷循環(huán)，冷 凝器出口的部分液態(tài)制冷劑仍通過節(jié)流裝置進(jìn)入低溫蒸發(fā)器蒸發(fā)，而這一節(jié)流過程的膨脹功卻沒有得到有效利用。中國文獻(xiàn)2《四種雙溫蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷性能比較》(劉敬 輝，陳江平，陳芝久.應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào)，24(5) :538 542，2006)中對幾種利用噴射器構(gòu)建的 雙溫制冷循環(huán)(如圖5、圖6所示)進(jìn)行了分析。中國文獻(xiàn)2公開的制冷循環(huán)的兩級蒸發(fā)溫 度差異較大(30°C左右)，適用于具有冷藏和冷凍功能的雙溫冰箱循環(huán)過程中由冷凝器流 出的液態(tài)制冷劑部分或全部進(jìn)入噴射器引射高溫蒸發(fā)器側(cè)蒸發(fā)的制冷劑，由于噴射器引射 的能力有限，使得高溫蒸發(fā)器側(cè)制冷能力相應(yīng)的受到限制。對于利用冷凝除濕方式的溫度 與濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，兩級蒸發(fā)溫度需求的差異不太大(一般在15°C以內(nèi))，且需求的 高溫蒸發(fā)器側(cè)冷量要遠(yuǎn)大于低溫蒸發(fā)器側(cè)冷量，該文獻(xiàn)中提到的這些雙溫壓縮/噴射制冷 循環(huán)均無法直接用于溫度、濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用噴射器構(gòu)建的應(yīng)用在家庭或小型獨(dú) 立辦公室等場合的溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā) 溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機(jī)、一冷凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸 發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機(jī)的出口連接所述冷凝器的進(jìn)口 ；所述噴射 器的第一進(jìn)口連接所述冷凝器的出口，第二進(jìn)口連接所述低溫蒸發(fā)器的出口 ；所述噴射器 的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述低溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，另一路連接所述高 溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述氣液分離器連接所述壓縮機(jī)的進(jìn)口。本發(fā)明還包括一輻射供冷末端和一循環(huán)水泵，所述輻射供冷末端的出口與所述循 環(huán)水泵的進(jìn)口連接；所述輻射供冷末端的進(jìn)口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水出口，所述 循環(huán)水泵的出口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水進(jìn)口。本發(fā)明采用噴射器來有效利用制冷劑降壓過程的膨脹功，與現(xiàn)有采用膨脹閥等節(jié) 流元件的制冷循環(huán)相比可以提高制冷循環(huán)的效率；制冷系統(tǒng)在雙蒸發(fā)溫度運(yùn)行，可以利用 單個(gè)制冷循環(huán)同時(shí)滿足制取干燥空氣和制取高溫冷水(或冷風(fēng))的要求；本發(fā)明中設(shè)置的 兩級蒸發(fā)裝置對應(yīng)的制冷量比例，能夠適應(yīng)家庭或小型獨(dú)立辦公室等建筑的熱濕負(fù)荷比例 特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)這些場所的溫度、濕度獨(dú)立控制。本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)備簡單、運(yùn)行方便，適合應(yīng)用在小 型獨(dú)立辦公室或家庭等制冷量需求較小的場合。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是采用本發(fā)明制取冷水和制取冷風(fēng)的原理示意3是本發(fā)明中高、低溫蒸發(fā)器均采用風(fēng)冷的工作原理4是中國文獻(xiàn)1壓縮/噴射雙蒸發(fā)溫度制冷循環(huán)的原理示意5是中國文獻(xiàn)2中第一種雙溫制冷循環(huán)的原理示意6是中國文獻(xiàn)2中第二種雙溫制冷循環(huán)的原理示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括一壓縮機(jī)1、一冷凝器2、一噴射器3、一高溫蒸發(fā)器4、一 低溫蒸發(fā)器5、一節(jié)流裝置6和一氣液分離器7。其中，壓縮機(jī)1的出口連接冷凝器2的進(jìn) 口。噴射器3的第一進(jìn)口與冷凝器2的出口連接，第二進(jìn)口與低溫蒸發(fā)器5的出口連接。噴 射器3的出口分為兩路，一路通過節(jié)流裝置6與低溫蒸發(fā)器5的進(jìn)口連接，另一路與高溫蒸 發(fā)器4的進(jìn)口連接，高溫蒸發(fā)器5的出口經(jīng)過氣液分離器7連接壓縮機(jī)1的進(jìn)口。如圖2所示，上述實(shí)施例中，可以在再設(shè)置了一輻射供冷末端8和一循環(huán)水泵9，輻 射供冷末端8的出口連接循環(huán)水泵9的進(jìn)口，輻射供冷末端8的進(jìn)口連接高溫蒸發(fā)器4的 高溫冷水出口，循環(huán)水泵14的出口連接高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水進(jìn)口。如圖1所示，本發(fā)明利用高溫蒸發(fā)器4處理顯熱負(fù)荷、承擔(dān)溫度控制任務(wù)，同時(shí)利 用低溫蒸發(fā)器5處理潛熱負(fù)荷、承擔(dān)濕度控制任務(wù)，從而滿足不同的溫度、濕度控制需求， 具體操作過程為當(dāng)潛熱負(fù)荷比例增大時(shí)，通過節(jié)流裝置6的調(diào)節(jié)增大進(jìn)入低溫蒸發(fā)器5的 制冷劑流量，滿足潛熱負(fù)荷處理需求；反之則減少進(jìn)入低溫蒸發(fā)器5的制冷劑流量。當(dāng)總負(fù) 荷即所需總制冷量增大時(shí)，通過提高壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速來滿足制冷量需求；反之則降低壓縮 機(jī)1的轉(zhuǎn)速。下面從制冷劑、空氣和水三個(gè)方面，對本發(fā)明實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制溫度和濕度的工作 過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。對于制冷劑，氣態(tài)制冷劑經(jīng)冷凝器2冷凝后變成液態(tài)流入噴射器3，液態(tài)制冷劑從 噴射器3的噴嘴噴出，與此同時(shí)，噴射器3引射從低溫蒸發(fā)器5蒸發(fā)的制冷劑蒸氣，冷凝器2 流出的液態(tài)制冷劑與經(jīng)低溫蒸發(fā)器5蒸發(fā)的制冷劑蒸氣在噴射器3中混合擴(kuò)壓，一部分混 合擴(kuò)壓后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置6進(jìn)入低溫蒸發(fā)器5，蒸發(fā)后的制冷劑蒸氣再進(jìn)入噴射器3 并被從噴射器3噴嘴流入的制冷劑引射；另一部分混合擴(kuò)壓后的制冷劑進(jìn)入高溫蒸發(fā)器4， 經(jīng)過蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入氣液分離器7進(jìn)行氣液分離。經(jīng)過氣液分離器7后，氣態(tài)制冷劑進(jìn) 入壓縮機(jī)1，經(jīng)壓縮后的制冷劑再進(jìn)入冷凝器2。 對于空氣，如圖3所示，在上述過程中，空氣在冷凝器2與制冷劑換熱，得到高溫空 氣10 ；—部分高溫空氣在低溫蒸發(fā)器5中經(jīng)過與制冷劑換熱后被降溫除濕，得到低溫干燥 空氣11 ；另一部分高溫空氣在高溫蒸發(fā)器4中經(jīng)過與制冷劑換熱后，得到低溫空氣12。對于水，如圖2所示，水經(jīng)高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水進(jìn)口 13進(jìn)入高溫蒸發(fā)器4，與 高溫蒸發(fā)器4中的制冷劑換熱后溫度降低，得到的高溫冷水(比如18°C，但不限于此)；高 溫冷水經(jīng)由高溫蒸發(fā)器4的高溫冷水出口 14送入輻射供冷末端8，在輻射供冷末端8進(jìn)行 換熱后，冷水溫度升高，再由循環(huán)水泵9送回高溫蒸發(fā)器4。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所 變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機(jī)、一冷 凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機(jī)的 出口連接所述冷凝器的進(jìn)口 ；所述噴射器的第一進(jìn)口連接所述冷凝器的出口，第二進(jìn)口連 接所述低溫蒸發(fā)器的出口 ；所述噴射器的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述 低溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，另一路連接所述高溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述 氣液分離器連接所述壓縮機(jī)的進(jìn)口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于 它還包括一輻射供冷末端和一循環(huán)水泵，所述輻射供冷末端的出口與所述循環(huán)水泵的進(jìn)口 連接；所述輻射供冷末端的進(jìn)口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水出口，所述循環(huán)水泵的出 口連接所述高溫蒸發(fā)器的高溫冷水進(jìn)口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫度與濕度獨(dú)立控制的雙蒸發(fā)溫度空調(diào)器，其特征在于，它包括一壓縮機(jī)、一冷凝器、一噴射器、一高溫蒸發(fā)器、一低溫蒸發(fā)器、一節(jié)流裝置和一氣液分離器；所述壓縮機(jī)的出口連接所述冷凝器的進(jìn)口；所述噴射器的第一進(jìn)口連接所述冷凝器的出口，第二進(jìn)口連接所述低溫蒸發(fā)器的出口；所述噴射器的出口分為兩路，一路通過所述節(jié)流裝置連接所述低溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，另一路連接所述高溫蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述高溫蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述氣液分離器連接所述壓縮機(jī)的進(jìn)口。本發(fā)明設(shè)備簡單、運(yùn)行方便，適合應(yīng)用在小型獨(dú)立辦公室或家庭等制冷量需求較小的場合。
文檔編號F25B41/06GK102141316SQ20111005091
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者劉曉華, 夏建軍, 張濤, 江億, 趙康 申請人:清華大學(xué)