一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组

1.一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，由新风进风段[1]、过滤段[2]、除湿段[3]、加湿段[4]、混合段[5]、风机段[6]、表冷段[8]、加热段[9]、送风段[10]组合而成，其特征是该机组的空气温度和湿度的调节是分开进行的，其中用于调节湿度的除湿段[3]和加湿段[4]安装在混合段[5]前面，用于调节空气温度，在干工况下运行的表冷段[8]和加热段[9]安装在混合段[5]后面；所述的除湿段[3]中设置有两级冷却盘管，第一级冷冻水盘管[15]，第二级为直接蒸发式盘管[16]，直接蒸发式盘管[16]与压缩机[21]、冷凝器[24]、节流机构[20]组成制冷回路；在表冷段[8]的前面安装有旁通段[7]，与旁通段[7]并联有热回收段[11]，所述的冷凝器[24]安装在热回收段[11]里。
2.根据权利要求1所述的一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，其特征是所述的旁通段[7]里安装有可直接接通表冷段[8]或经过热回收段[11]再接通表冷段[8]的旁通机构。
3.根据权利要求2所述的一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，其特征是所述的旁通机构包括可直接接通表冷段的旁通风阀[29]以及经过热回收段再接通表冷段的进风风阀[25]和回风风阀[26]。
4.根据权利要求1所述的一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，其特征是所述的热回收段[11]里安装有冷凝风扇[22]以及接通室外的直流进风风阀[28]和直流出风风阀[23]。

一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种空调机组，确切地说是一种基于温湿度独立调节的带有双冷源的热回收型恒温恒湿空调机组。\n背景技术\n[0002] 恒温恒湿空调机组多用于一些对空气温度和湿度有严格要求的场所。传统的恒温恒湿空调机组依其处理方式可分为两类，一类是采用冷媒直接蒸发进行降温除湿的恒温恒湿机组，空气在风机的作用下，由进风口进入机组，经过滤器过滤后通过蒸发器盘管，在蒸发器处，空气被降温除湿，达到所要求的含湿量，然后经过再热盘管加热到所要求的温度后送往空调区域，机组内还配有加湿装置，在冬季需要加湿的情况下使用。这种机组结构紧凑但控制精度较低且不适用于风量要求大的场合；另一类应用较多的是组合式空调机组，组合式空调机组一般采用表冷器进行冷却除湿，即对空气的降温除湿处理是由冷冻水盘管完成的，除表冷段外，组合式空调机组一般还设有过滤段，加湿段，加热段，风机段等，根据不同的需要进行组合。\n[0003] 按照空气被处理过程的不同，组合式空调机组又可分为一次回风空调机组和二次回风空调机组两类，其中一次回风空调机组应用最广。\n[0004] 传统的一次回风恒温恒湿空调机组按照进风的方向依次有混合段、过滤段、表冷段、再热段、加湿段、送风机段，室外的新鲜空气和一次回风的空气在风机的作用下，由新风进口和回风进口进入空调机组的混合段，经过滤器除去尘粒，然后流经表冷段中的冷冻水盘管，因盘管表面温度很低，空气降温并产生凝结水，空气中的含湿量因此而降低，被冷却减湿的空气经再热段中的再热盘管加热到所要求的送风温度后进入加湿段，加湿段中设有加湿器，加湿器夏季不使用，在冬季气候干燥需要对空气进行加湿处理时才使用，空气通过送风机段上的出风口进入送风管道，最终送往室内。这种空调机组通过控制系统对冷水阀门、热水阀门或电加热器及加湿器的控制，实现对空气恒温恒湿的控制要求，是比较常规的系统，温湿度的控制简单，控制的精度也比较高，但是其主要缺点是由于承担降温，除湿任务的设备都是同一组表冷器，因此温度湿度难以实现独立调节，夏季必须依赖加热器的再热作用，才能实现温度，湿度的双重控制，由此造成冷热抵消现象，能耗大，运行费用高。此外，由于温湿度联合处理，当室内余湿比较大的时候，为满足除湿的要求必须向表冷器提供温度很低的冷冻水，这会使得冷水机组的蒸发温度降低，效率下降，对整个空调系统的节能带来不利的影响。\n[0005] 二次回风空调系统避免了夏季的再热问题，节能性优于一次回风空调系统，与一次回风空调机组相比，二次回风空调机组将回风使用了两次。机组中按照进风的方向依次有一次混合段、过滤段、表冷段、二次混合段、加热段、加湿段、送风机段，室外的新鲜空气和一次回风的空气由新风进口和一次回风进口进入空调机组的一次混合段，经过滤器除去尘粒，然后流经表冷段中的冷冻水盘管，经表冷段处理后的新风与一次回风的混合风(也称露点风)能完全负担室内的余热和余湿，露点风进入二次混合段，与从二次回风口进入的二次回风空气进行混合，二次回风的空气不负担室内余热余湿，引入二次回风的目的是为了提高送风温度，满足空调送风精度的要求。在夏季设计工况下，二次混合段中的空气经风机升压后即可由出风口送风，加热器与加湿器主要在冬季需对空气进行加热加湿的情况下使用。虽然二次回风系统避免了夏季对空气的再热，但是，由于二次回风系统中承担室内余热余湿的露点风仍然是在同一个表冷器中被降温、除湿，温湿度仍然是联合在一起处理的，且露点风量小于一次回风系统，因此，要求的露点温度更低，冷水机组必须提供足够低温的冷冻水。而且，在新风量比较大时，可能出现最小新风量已经大于计算出来的露点风量的情况，这时二次回风系统无法使用。此外，由于二次回风系统温湿度联合处理，在空调区域余热余湿发生变化的时候，调节比较复杂，理想的调节方式是调节一二次回风比，但实际上由于调节一、二次回风量很难实现，所以，在实际应用中，通常是固定一、二次回风量，通过调节露点来控制湿度，调节二次回风后的再热器来调节温度，控制调节系统复杂。\n[0006] 传统的空调机组存在的这些问题，主要原因都是因为温湿度联合处理而造成的，如果能将温湿度分开处理，则这些问题就可以得到很好的解决。目前，除湿的主要技术手段有转轮除湿和冷冻除湿两种，但如果将转轮除湿应用在空调机组中，虽然可以达到良好的除湿效果，但配置成本高，再生电加热耗量大，且转轮在除湿的同时会产生大量的附加热，经转轮除湿后的空气温度较高，需进一步冷却，初投资及运行费用都相对较高，因此，在空调领域，冷冻除湿法仍是最普遍应用的方法。\n发明内容\n[0007] 本实用新型的目的是提供一种能满足不同场所恒温恒湿空调的使用要求、具有显著节能效果的双冷源热回收型恒温恒湿空调机组。\n[0008] 本实用新型提供的一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，由新风进风段、过滤段、除湿段、加湿段、混合段、风机段、表冷段、加热段、送风段组合而成，该机组的空气温度和湿度的调节是分开进行的，其中用于调节湿度的除湿段和加湿段安装在混合段前面，用于调节空气温度，在干工况下运行的表冷段及加热段安装在混合段后面；所述的除湿段中设置有两级冷却盘管，第一级冷冻水盘管，第二级为直接蒸发式盘管，直接蒸发式盘管与压缩机、冷凝器、节流机构组成制冷回路；在表冷段的前面安装有旁通段，与旁通段并联有热回收段，所述的冷凝器安装在热回收段里。\n[0009] 所述的旁通段里安装有可直接接通表冷段或经过热回收段再接通表冷段的旁通机构。\n[0010] 所述的旁通机构包括可直接接通表冷段的旁通风阀以及经过热回收段再接通表冷段的进风风阀和回风风阀。\n[0011] 所述的热回收段里安装有冷凝风扇以及接通室外的直流进风风阀和直流出风风阀。\n[0012] 本实用新型与传统的恒温恒湿空调机组相比具有如下特点：\n[0013] 1.除湿能力大。传统组合式空调机组的冷却除湿都是靠冷冻水盘管来实现的，受冷冻水温度所限，盘管表面温度不可能很低，而除湿量与盘管表面温度有直接关系。本实用新型中，采用了两级冷却盘管，第一级为普通冷冻水盘管，第二级为直接蒸发式盘管，由于空气经过了两级除湿且第二级中，空气直接与制冷剂进行热交换，热交换效率高，蒸发式盘管表面温度低，具有更大的除湿能力，第一级冷冻水盘管对空气的处理也使得第二级直接蒸发式盘管的工作更加稳定。\n[0014] 2.不需要提供低温冷冻水。由于传统组合式空调机组中降温与除湿的处理是联系在一起，由同一个盘管来进行的，因此，为满足除湿的要求，常要求冷冻水温度较低，尤其二次回风系统要求的冷冻水温度更低，这就要求中央空调系统冷水主机提供低温冷冻水，而制取低温冷冻水将会使得冷水主机效率下降，不利于整个空调系统的节能，而本实用新型中冷冻水的提供只是用于第一级除湿和表冷器中去除显热，不要求提供低温冷冻水，这有利于冷水主机的运行节能。\n[0015] 3.温湿度独立调节。由于恒温恒湿区域中湿负荷主要是人体产生的，而新风量的确定也一般由每人的新风标准和人数而定，所以，新风量与室内湿负荷之间存在一定的对应关系。由于本实用新型采用了双级除湿可以实现很低的机器露点控制，因此，一般情况下，就可对新风进行除湿处理使新风负担全部湿负荷，室内的显热负荷由表冷器或加热器负担，表冷器在干工况下运行，控制调节方便。若室内湿负荷很大，即使将新风处理到双级除湿能实现的最低机器露点仍无法满足要求时，则可适当引入一些回风参与除湿处理，这里引入的回风与二次回风系统中的一次回风有本质的区别，这里引入的回风风量是由机组所能提供的最低机器露点，最小新风量及室内湿负荷来决定的，而二次回风系统中一次回风风量是由室内的热湿比和最小新风量来决定的。\n[0016] 4.节能效果显著。现有一次回风空调系统夏季再热冷热抵消造成的能源浪费严重，本实用新型由于采用了温湿度独立调节，夏季虽然除湿后风温很低，但由于除湿风量少，与大量回风混合后温度升高，避免了再热问题的出现；机组中设置了热回收段，可根据需要决定是否回收冷凝热以及回收热量的多少，减小了加热器的负荷，具有显著的节能效果。\n[0017] 5.适用范围广。二次回风系统由于露点风量必须承担全部余热和余湿，热湿处理是耦合的，因此，在某些情况下，如要求处理的机器露点很低或最小新风量已大于计算出的露点风量时是无法应用的；而对某些由新风机组完全承担湿负荷，室内循环机组承担显热负荷的空调系统而言，如果新风机组所能提供的机器露点不能满足除湿要求时，则只能通过加大新风量来满足除湿的要求，而新风量的增加必定带来能耗增大的问题。而本实用新型将温湿度分开处理，控制调节方便，且根据室内热湿负荷情况和室外环境情况决定是否引入回风参与湿度处理，扩大了机组的适用范围，能很好地满足各种不同场所恒温恒湿净化空调的使用要求。\n附图说明：\n[0018] 图1为本实用新型的结构示意图。\n具体实施方式\n[0019] 参照图1，本实用新型提供的一种双冷源热回收型恒温恒湿空调机组，在空调机组内按照进风方向依次分为新风进风段1，过滤段2，除湿段3，加湿段4、混合段5，风机段6，表冷段8，加热段9，送风段10，用于调节湿度的除湿段3和加湿段4安装在混合段5前面，用于调节空气温度，在干工况下运行的表冷段8及加热段9安装在混合段5后面，该机组的空气温度和湿度的调节就可分开进行；所述的除湿段4中设置有两级冷却盘管，第一级冷冻水盘管15，第二级为直接蒸发式盘管16，直接蒸发式盘管16与压缩机21、冷凝器24、节流机构20及连接管线19组成制冷回路；在表冷段8的前面安装有旁通段7，与旁通段7并联有热回收段11，所述的冷凝器24安装在热回收段11里。\n[0020] 其中，新风进风段1有新风进口12、一次回风风口13；过滤段2有过滤器14；加湿段4有加湿器33；混合段5有二次回风风口17；风机段6里有风机18；表冷段8里有表冷器30，为冷冻水盘管；加热段9里有加热器31，为热水盘管或电加热器；送风段5里有出风口32。\n[0021] 所述的旁通段7里安装有可直接接通表冷段8或经过热回收段11再接通表冷段\n8的旁通机构，该旁通机构包括可直接接通表冷段的旁通风阀29以及经过热回收段再接通表冷段的进风风阀25和回风风阀26，对应回风风阀26的出口位置有旁通过滤器27。\n[0022] 所述的热回收段11里安装有冷凝风扇22以及接通室外的进风冷凝风阀28和出风冷凝风阀23。\n[0023] 其工作原理是：一次回风风口13关闭，新风由新风进口12进入新风进风段1，经过滤器14过滤后进入除湿段3，先经冷冻水盘管15进行一次除湿，再经直接蒸发式盘管16进行深度除湿，除湿后新风即能负担全部室内湿负荷，加湿器31夏季不使用，冬季需对空气加湿时才使用，除湿后的新风进入混合段5与经二次回风口14来自室内的空气混合，若混合后的空气温度高于要求的送风温度，则风阀23、28开启，冷凝风扇22工作，由室外空气将冷凝散热带走，风阀25、26关闭，旁通风阀29开启，所有空气流经旁通段7后进入表冷段\n8，被表冷器30冷却到要求的送风温度。若混合后的空气温度低于要求的送风温度，则风阀\n23、28关闭，冷凝风扇22不工作，风阀25、26开启，旁通阀29关闭，所有空气经风阀25流过冷凝器24回收冷凝热，再经过风阀26和过滤器27进入旁通段7的后部，此时，所有冷凝散热都被回收。若热回收量过大，则可调节旁通风阀29的开度，使部分空气流经冷凝器吸收冷凝热，部分空气由旁通风阀29直接进入到旁通段7的后部，通过控制旁通风量和流经冷凝器的风量的关系，可以调节回收冷凝热量的多少。若所有冷凝热全部回收后空气温度仍不能达到要求的送风温度时，则加热段9中的加热器31对空气进一步加热。这样，经过表冷段8和加热段9后，空气的湿度和温度都已达到要求的送风状态，通过与送风段10相连的出风口32将空气送入送风管道。\n[0024] 若最小新风量被处理到机组双级除湿所能提供的最低机器露点仍无法负担全部室内湿负荷时，则一次进风口13打开，通过控制一次进风口13上的风阀引入部分回风，回风与经新风进口12进入的新风混合，经过滤器14后进入除湿段3，其后的空气处理过程与第一实施例基本相同。\n[0025] 本实用新型中各功能段在实际使用过程中，可根据实际情况进行删减或调整顺序，因此，本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他形式的产品，如各功能段位置的调整，加湿段不采用电极、电热加湿而用喷雾等其他湿交换方式、热回收段不放置在机组的上部而放在侧面等等等，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。