一种组合式空气处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种组合式空气处理方法和装置。本组合式空气处理装置采用３台压缩机分别组成高温，中温和低温系统，其中中温和低温系统既可按常规循环运行，也可按复叠循环运行，中温和低温系统可实现温度的调节和除湿运行，在除湿的同时可以根据热负荷的要求对除湿后的空气温度进行调节，高温系统采用２级或３级复叠循环做热泵运行，对空气进行加湿处理。本系统采用复叠和热泵技术的结合，可以扩大机组在温度和湿度调节时对环境的适应范围，并可以进行更广范围内的温湿度调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以同时控制温度和湿度的组合式空气处理方法和装置，本专利技术使用一套装置就可以实现对空气的制冷，制热，除湿和加湿的综合处理。避免了分别购置空气处理设备，减少了单个空气处理设备的闲置，扩大系统工作的环境温度范围和空气的处理范围。
技术介绍
由于生产和生活上的需要，往往需要对空气的温度和湿度进行调节。现有的空气处理设备在温度和湿度的调节和控制过程中，往往总是孤立地来进行调节。忽视了温度和湿度控制之间的联系，造成了一些不合理的现象。目前的空气处理设备在功能上也比较单一，在一些特殊或者对空气品质要求比较高的场所，在制冷机组进行温度调节的同时，还需要使用加湿器或除湿器对空气湿度进行调节，但是由于季节等环境因素的影响，整套空气处理系统中的某些机组的使用率比较低。现有的湿度调节方法中，单纯的单级冷冻除湿由于受单级蒸发温度的限制，在要求空气湿度比较小的场合湿度的调节就不容易实现，这时候往往需要其它的辅助除湿设备，比如转轮除湿设备。在冷冻除湿机中大多采用使待处理空气流经蒸发器冷冻减湿后再通过串联的冷凝器复热，这种结构的除湿机调节的仅仅是湿度，没有考虑环境对除湿后的空气温度的要求，因此对除湿后的空气的温度未进行调节。在高温高湿的环境工矿下，在除湿的同时也希望降低空气的温度，但由于结构的限制，空气在除湿后又经过冷凝器复热，然后由制冷机组对空气的温度进行降温，冷空气复热再对其制冷，这样的循环无疑将造成能量的极大浪费。同时采用电热式加湿器虽然结构紧凑，易于控制，但存在着耗电量大的缺点。目前，在温度控制中，热泵技术由于能够实现将低温位的热能(或者废热)输送至高温位的功能，其制热系数始终大于1，即得到了比输入能量更多的热能，因此在供暖，生活和生产热水，以及物体的烘干等工业领域都得到了大量的应用。现有的工业和民用领域主要应用的是空气源热泵，但空气源热泵在环境温度降低的情况下，压缩机的压比就将升高，热泵系统供热的性能和运行就会产生很多的问题。因此其推广在地域上就受到了很大的限制。中国专利CN1436980A(公开号)提出了扩大在低温环境下热泵制热能力的方法及装置，其特点在于空气源热泵采用高温和低温两部分，根据环境温度的变化，在室外温度较高时采用常规的单级热泵运行，在室外环境温度较低时，采用2级复叠循环制热。但该装置只进行温度调节，不能进行湿度控制，而且热泵技术单级的温度提升是有限的，单级最经济的温度提升在40度左右，因此在环境温度比较低时，用单级或者2级热泵泵热加湿，水不容易沸腾或者压比太高，机组的运行会产生很多的问题和效率低下，其加湿能力和效率就受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术目的是设计一种组合式空气处理方法和装置。它能对空气进行湿度和温度的综合处理与控制。它使用热泵从空气中泵热提供加湿所需的热量，并扩大了冷冻除湿的除湿范围以及可以对除湿后的空气温度按照温度调节的需要在除湿的同时进行调节。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种组合式空气处理方法和装置本装置由压缩机1，2，3，中间热交换器8，9，室外换热器10，室内换热器5，6，7，水箱19，四通换向阀4，风机11，12，节流阀13，14，15，16，风道22和流量调节阀23，49，51以及其它若干控制阀门等组成。压缩机1，2，3分别组成对应的低温系统，中温系统和高温系统。高温系统和中温系统用中间热交换器8连接，中温和低温系统用中间热交换器9连接。一套本装置即可实现对空气的制冷，制热，除湿和加湿的综合处理。高温系统在环境温度比较高时，采用高温与中温系统2级复叠循环泵热加湿，在环境温度比较低时，采用高温，中温和低温系统3级复叠循环运行泵热使制冷工质在冷凝器7中冷凝放热使水箱中的水沸腾汽化加湿空气。低温系统和中温系统主要进行温度调节和除湿运行，低温级系统按常规的单级循环可进行普通制冷，制热和一般湿度要求的冷冻除湿运行，中温系统与低温系统通过中间热交换器9按复叠运行可进行两级热泵运行和小湿度要求下的深度冷冻除湿。机组冷冻除湿运行时，根据室内温度的控制要求，在除湿的同时调节除湿后的空气温度。在要求回风温度比较低时，采用制冷剂在2个并联的冷凝器内冷凝放热，其中冷凝器6为除湿后的空气复热提供热量，通过调节流量调节阀23，49，51的开度和控制其它阀门的启闭可以调节制冷剂在室内冷凝器6和室外换热器10中的冷凝量，从而控制回风温度，达到减小空调系统制冷负荷的目的。低温级和中温级系统选用相同的制冷工质，2系统中的制冷工质通过阀门按照运行要求可以相互切换。本装置的结构示意图见说明书附图。本装置可实现低温级单级制冷；低温级单级制热；低温和中温级两级复叠循环制热；低温级的单级冷冻除湿；中温和低温级的双级冷冻除湿；高温和中温级的双级热泵加湿；高温中温和低温三级热泵加湿运行等7种运行模式。其每种模式的结构和控制过程如下(1)在低温级单级制冷(单纯制冷，不调节湿度)时，其控制阀门36，31，35，39，43，52，55打开，其余阀门关闭。其系统循环的流程为压缩机1排气经四通换向阀4沿A方向流动，分别经阀门36，31，在室外换热器10中冷凝换热后，通过阀35，39，43，52，在节流阀13节流，通过单向阀25后在换热器5中蒸发制冷，并经阀55流回压缩机1吸气腔，风机12将冷空气送入室内。(2)在低温级单级制热运行时(环境温度不太低时)。其控制阀门55，54，43，38，32，35，37打开，其余阀门关闭。其系统循环的流程为压缩机1的高温排气经四通换向阀4沿B方向流动，分别经过阀门55在室内换热器5中冷凝放热后经过阀门54，43，38，32在节流阀15中节流后，进入室外换热器10中蒸发吸热，并经阀35，37流入压缩机1的吸气腔。风机12将热空气送入室内。(3)当环境温度比较低时，采用中温系统和低温系统2级复叠循环泵热运行。此时阀门47，46，41，38，32，35，37，49，51，29，33，40，45打开。其余阀门关闭。其系统循环的流程为低温级系统压缩机1启动后，高温排气由四通换向阀4沿B方向经阀门47，46，在中间换热器9中冷凝放热，冷凝后经阀门41，38，32在节流阀15中节流后，进入室外换热器10内蒸发吸热。制冷剂蒸气经35，37后流入压缩机1的吸气腔。中温级的高温排气从压缩机2中流过单向阀24，经阀49，在室内换热器6中冷凝换热，冷凝后沿阀51，29，33，40，在节流阀14中节流后进入中间换热器9中吸热，吸热后通过阀45进入压缩机2的吸气腔。风机12将热空气送入室内。(4)湿度要求不太严格时的单级冷冻除湿。a)除湿后的温度不调节，即冷凝热全部返回室内。采用低温级单级启动运行，阀门37，39，43，48，50，51，53，55打开，其余阀门关闭。其系统循环的流程为压缩机1启动后，高温排气经四通换向阀4沿A方向经阀37，39，43，48，50，51，在室内换热器6中冷凝，冷凝后经阀53后在节流阀13中节流，经单向阀25进入室内换热器5中蒸发对空气进行冷冻除湿。制冷剂蒸气经阀55进入压缩机1的吸气腔。冷空气在风道22内复热，由风机12送入室内。b)除湿后温度需要调节，即冷凝热部份返回室内。采用低温级单级启动时阀门37，39，43，48，50，23，51，44，53，55打开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式空气处理方法和装置：本装置由压缩机１，２，３，中间热交换器８，９，室外换热器１０，室内换热器５，６，７，水箱１９，四通换向阀４，风机１１，１２，节流阀１３，１４，１５，１６，风道２２和流量调节阀２３，４９，５１以及其它控制阀门等组成。其特征在于：压缩机１，２，３分别组成对应的低温系统，中温系统和高温系统。高温系统和中温系统用中间热交换器８连接，中温和低温系统用中间热交换器９连接。高温系统在环境温度比较高时，采用高温与中温系统２级复叠循环泵热加湿，在环境温度比较低时，采用高温，中温和低温系统３级复叠循环运行泵热使制冷工质在冷凝器７中冷凝放热使水箱中的水沸腾汽化加湿空气。低温系统和中温系统主要进行温度调节和除湿运行，低温级系统按常规的单级循环可进行普通制冷，制热和一般湿度要求的冷冻除湿运行，中温系统与低温系统通过中间热交换器９按复叠运行可进行两级热泵运行和小湿度要求下的深度冷冻除湿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华，张晓青，邓建兵，鲁红亮，
申请(专利权)人：蒋华，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]