[发明专利]热湿分段处理的空调机组装置及其空气处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空调负荷分段处理的空气处理方法及其实现这种方法的装置，属于制冷、空调系统设计和制造的技术领域。

背景技术

空调负荷可分为显热负荷和湿负荷(潜热负荷)，空气处理过程中的湿负荷处理方法主要有降温除湿、溶液除湿、吸附除湿等。受到各方面因素制约，降温除湿仍然是目前使用最普遍的空调湿负荷处理方法。

降温除湿方法是采用较低温度的冷冻水对空气进行一次性降温除湿处理，将其处理至所需的饱和状态，然后再通过加热将空气升温至送风状态。在这种方式中，空调负荷中的显热负荷和湿负荷都是采用低温冷冻水进行处理，而为了兼顾除湿的需求，冷冻水温度必须足够低(7℃左右)，导致冷水机组的蒸发温度无法提高，空调机组能效比较低，经济性较差，机组耗能量大。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为解决现有一次性降温除湿空调装置所存在的蒸发温度低、制冷机组能效比难以提升的问题，提供一种实现空调负荷分段处理，节能高效的热湿分段处理的空调机组装置及其空气处理方法。

技术方案：本发明热湿分段处理的空调机组装置包括空气处理部分和冷水机组部分。空气处理部分由第一表冷器、第二表冷器、加热器、加湿器、风机顺序连接而成。冷水机组部分包括第一冷水机组和第二冷水机组两部分，两个冷水机组共用一个冷凝器。第一冷水机组用于制备高温冷冻水，其设备按连接顺序依次为第一压缩机、冷凝器、第一储液罐、第一过滤器、第一电子膨胀阀、第一蒸发器，第一蒸发器又与第一压缩机相连构成回路，其中高温冷冻水部分从第一蒸发器出发，经第三电磁阀、第一表冷器、第一电磁阀、第一水泵再回到第一蒸发器。第二冷水机组用于制备高温冷冻水，其设备按连接顺序依次为第二压缩机、冷凝器、第二储液罐、第二过滤器、第二电子膨胀阀、第二蒸发器，第二蒸发器又与第二压缩机相连构成回路，其中低温冷冻水部分从第二蒸发器出发，经第二表冷器，再经第二电磁阀、第二水泵回到第二蒸发器。在第一表冷器和第二表冷器的冷冻水进出口处增设了第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀，通过调节3个电磁阀的开闭，使第一表冷器、第二表冷器可实现串联通入高温冷冻水。

本发明热湿分段处理的空气处理方法是：室内回风与新风混合后首先经过第一表冷器与高温冷冻水换热，经等湿降温到接近露点温度，除去大部分显热负荷后进入第二表冷器；在第二表冷器中，空气与低温冷冻水进一步换热，降温并产生凝结水，除去湿负荷；降温除湿后的空气经加热器、加湿器处理到送风状态点，最终经风机加压后送入空调房间。

本发明热湿分段处理的空调机组装置所采取的方案是：第一冷水机组中制冷剂在被第一压缩机压缩排出后进入冷凝器冷凝，然后经过第一储液罐和第一过滤器，再被第一电子膨胀阀节流降压后，进入第一蒸发器与冷冻水进行换热，制冷剂吸热蒸发，同时冷冻水温度降低，制取高温冷冻水，制冷剂完全蒸发后再次被第一压缩机吸入压缩，从而实现循环。高温冷冻水在第一水泵的驱动下经第三电磁阀流入第一表冷器，与空气进行换热，吸收空气中的显热，然后经第一电磁阀、第一水泵回到第一蒸发器。第二冷水机组中制冷剂在被第二压缩机压缩排出后进入冷凝器冷凝，然后经过第二储液罐和第二过滤器，再被第二电子膨胀阀节流降压后进入第二蒸发器，制冷剂与冷冻水换热，吸热制取低温冷冻水，制冷剂完全蒸发后被第二压缩机再次吸入，从而完成循环。低温冷冻水受到第二水泵的驱动流入第二表冷器，吸收空气中的潜热，自身温度升高，然后经第二电磁阀、第二水泵回到第二蒸发器。

针对空调机组有较多时间在部分负荷、低湿负荷下运行，本发明设计出部分负荷、低湿负荷工况下的节能运行方案：在部分、低湿负荷工况下，第二冷水机组停止工作，不制备低温冷冻水。第一冷水机组正常工作，第二电磁阀、第三电磁阀关闭，第四电磁阀、第五电磁阀开启，第一表冷器、第二表冷器形成串联。高温冷冻水从第一蒸发器出发，在第一水泵的驱动下经第五电磁阀进入第二表冷器，流出后再经第四电磁阀流入第一表冷器，出来后经第一电磁阀、第一水泵回到第一蒸发器。此时的空气处理过程为：室内回风与新风混合后经过第一表冷器、第二表冷器与高温冷冻水换热，降温除湿，然后经加热器、加湿器处理到送风状态点，最终经风机加压后送入空调房间。此时通过调节第一水泵的转速，即改变高温冷冻水的流量(流量变小，第一蒸发器的出水温度将相应降低，流量变大则相反)，实现高温冷冻水承担小部分除湿负荷。