[实用新型]压缩制冷与转轮除湿耦合运行的空调装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及对空气进行处理的空调装置。 

背景技术

压缩式制冷空调系统一般包括蒸发器、冷凝器、制冷压缩机、膨胀阀和制冷剂，压缩式制冷空调系统正常工作时，冷凝器会散发出热量，同时需要降温的空气通过蒸发器时空气中的水分会出现冷凝现象。空气中水分从气态变成液态的时候需要释放热量，制冷过程每产生1公斤的冷凝水需要消耗大约600大卡的制冷冷量，由此，普通空调在正常工作时有相当比例的制冷量被消耗在空气中的水分冷凝。因此，减少水分冷凝而导致的制冷冷量消耗就是提高普通制冷空调装置能源利用率的有效途径之一。 

现有技术中，使用除湿转轮来对潮湿空气除湿为本领域技术人员所熟知。转轮除湿的原理是：由具备吸水性的材料制造而成的圆盘状的除湿转轮被分割成再生区与处理区，当含水分的空气从处理区流过后，空气变成干燥空气，而热空气流过再生区后，吸附在干燥转轮上的水分被带走，转轮恢复吸水能力。为了保证空气处理过程的连续，转轮在旋转电机带动下旋转，转轮材料连续在吸附与再生状态下工作。 

为了提高制冷空调的能源效率，近些年，国内外相关研究人员提出了压缩制冷与转轮吸附耦合运行的空调装置，其核心是，利用转轮预先将需要处理的空气进行除湿处理，而转轮除湿正常工作时的再生热量来源于压缩制冷的冷凝热。例如，CN101231047A的中国专利文献就公开过这样一种空调系统。 

然而,转轮除湿机正常工作时的再生温度通常在110-180℃,使用经验表明,再生温度越高，转轮除湿的效率越高。而目前普通制冷过程冷凝过程散发的热空气温度通常在54℃左右，所以，如何改进现有的制冷系统以便获得高温的冷凝空气，是最大限度发挥压缩制冷-转轮吸附耦合运行的空调装置特点的关键。 

另外,转轮除湿的缺陷之一是，经过转轮除湿处理后的空气虽然含水量会降低，但是，在经过转轮除湿机后，空气的温度会明显升高，所以，最大限度发挥压缩制冷与转轮吸附耦合运行的空调装置特点的另外一个关键点是：在转轮除湿过程中，在保证转轮除湿能力的前提下，尽可能地提高制冷系统的制冷效果，以减少经处理空气的温度升高值。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种转轮除湿和压缩制冷耦合的空调装置，其能够利用自身冷凝器获得高温的再生空气，以满足转轮的再生，从而降低系统的能耗，同时能够在转轮的除湿能力的前提下，保证经过转轮除湿处理后的空气的温度升高值尽可能地低。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种压缩制冷与转轮除湿耦合运行的空调装置，包括具有处理区和再生区的除湿转轮和与之耦合的压缩式制冷系统，所述压缩式制冷系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀及制冷剂，所述冷凝器位于除湿转轮再生区进风的一侧，所述蒸发器位于除湿转轮处理区出风的一侧，所述冷凝器由前级冷凝器和后级冷凝器连接组成，在前级冷凝器和后级冷凝器之间具有排风口，所述前级冷凝器前设置有前级再生风机，所述后级冷凝器后设置有后级再生风机。

根据经验，为了尽可能地提高转轮的能源效率，转轮除湿的再生空气的风量通常只有待处理空气风量的1/3，实际上，为达到上述提高转轮能源效率的目的，应当使经过除湿转轮再生区的再生风量远小于经过转轮处理区的待处理空气风量，然而，对于压缩式制冷系统来说，经过冷凝器的风（其在本耦合装置中同时作为再生风）量越大，则制冷效率越高。由此，从再生风量的角度分析，提高转轮的能源效率与提高压缩式制冷效率是相互矛盾的。 

对于转轮除湿来说，再生空气温度越高，则转轮除湿性能就越好，然而，由于转轮再生主要的热量来源于压缩制冷的冷凝热量，而在冷凝器散热量一定的情况下，再生风量越大，再生空气能够加热到的最高温度也有限。由此，再生风可以达到的最高温度与制冷系统的制冷效率也是矛盾的。 

基于上述问题，应用本实用新型的技术方案，前级再生风机能够带入大量空气经过前级冷凝器，从而被第一次加热，同时，由于排风口的存在，这些被加热的空气中的一部分经排风口排走，只有部分的热空气经过后级冷凝器再次被加热变成高温空气并在后级再生风机的作用下进入到除湿转轮的再生区，使转轮再生。 

这样，一方面保证了再生空气温度尽可能地高，以满足转轮的再生，从而降低系统的能耗。另一方面由于冷凝器被充分冷却，制冷系统的制冷效率高，可使经过转轮除湿处理后的空气的温度升高值尽可能地低。