一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组技术方案

本发明专利技术的基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，包括：新风风道，设有新风过滤器、进风热回收换热盘管、高、低温蒸发器、含湿量变送器、冷凝热回收器、温度传感器和新风机；排风风道，设有排风过滤器、排风热回收换热盘管、风速传感器和排风机；双蒸发温度制冷系统模块，包括双吸气压缩机、高、低温电子膨胀阀、高、低温侧气液分离器、电动调节阀、电磁阀、止回阀、冷凝器、冷凝热回收器和高、低温蒸发器；乙二醇排风热回收循环模块，包括进风、排风热回收换热盘管和溶液循环环路；送风量和送风状态控制模块，包括风机变频器、压缩机变频器和与含湿量变送器、温度传感器、风速传感器、风机变频器、压缩机变频器和电动调节阀连接的主控制器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组


[0001]本专利技术涉及一种新风系统，具体涉及一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组。

技术介绍

[0002]不少类型的实验室运行过程中会产生一些带毒性或污染性的气态污染物，因此实验室对其通风和空调系统的要求比较高，特别是对通风系统提出了很高的要求。实验室的特殊性要求其通风系统中室内进风为全新风，通风系统能保证室内较大的换气次数要求，同时能保证室内压力状态为负压。另外实验室的排风量是根据排风柜的不同工况动态变化的，因此为了保证实验室的负压，同时出于节能的目的，实验室通风空调系统应为变风量系统。目前结合变风量的实验室通风空调系统主要有两种形式：一种为直流式的VAV新风系统，新风系统需承担室内的热湿负荷，这种系统意味着将实验室通风系统和空调系统联合设置。另外一种则是VAV新风系统和承担室内热湿负荷的空调系统分别设置，新风处理到室内状态点，不承担室内负荷，仅用来满足相应的室内人员卫生、换气次数、负压要求。
[0003]目前大多数实验室常采用VAV新风系统(新风处理到室内状态点，不承担室内负荷)和承担室内热湿负荷的空调系统分别设置的空调模式，其中承担室内负荷的空调系统又以分体式空调为主。而分体式空调通常采用压缩机启停来对室内温湿度进行耦合控制，主要的调控对象是室内温度，湿度控制只是降温的副产品，这种实验室空调系统模式下的室内湿度状况通常不佳。目前多数的实验室用户更关注的是实验室通风系统质量的好坏，在关注室内通风质量的同时往往忽视或轻视了对于室内空气的温湿度控制要求。对于室内有较高的温湿度控制要求的实验室(特别是一些有恒温恒湿要求的实验室)，应该采用承担室内负荷的直流式全新风变风量空调系统模式，相比于VAV新风系统和承担室内热湿负荷的空调系统分别设置的实验室空调模式。这种实验室空调系统模式对送风参数的要求比较高，对实验室房间的温湿度控制也更加可靠，同时还能满足室内的人员卫生、换气次数、负压要求。
[0004]如前，实验室一般有负压要求(实验室房间的负压要求目前主要通过采用控制送、排风量差的风量追踪控制方法或直接监测室内压力的直接压力控制法实现。需要注意当采用风量追踪的控制方法时，若根据送、排风量差算出的新风量小于满足室内人员卫生所需的新风量，此时新风量应根据满足人员卫生要求的最小新风量确定。同时为保证室内负压，此时应另设排风口)。如果采用承担室内负荷的直流式全新风变风量空调系统模式，那么当室内排风柜工况发生改变时，为了保证室内外的压差，新风机的送风量也应相应地发生改变，送风状态点的含湿量和温度也必然需要发生改变，因此动态的送风状态参数对新风机组的自动控制部分提出了很高的要求。
[0005]目前一种双蒸发温度的制冷/制热系统在中小型建筑中得到了较好的应用，相比于常规的制冷/制热系统，这种新型的制冷/制热系统具有更高的机组能效比，节能效益显著。而一般实验室大多位于中小型的住宅和办公建筑中，可以考虑将这种双蒸发温度的制
冷/制热系统应用于实验室的新风机组中。如果将该种类型的制冷制热机组用来处理送入实验室的新风，因为避免了冷水处理的冷量输配能耗和提升了机组COP，则相比于传统的用冷冻水或普通的直膨式机组来处理新风，理论上具有显著的节能效益。
[0006]但是由于实验室新风机组送风状态的动态变化特性，如果将这种双蒸发温度制冷/制热系统搭配承担室内负荷的直流式全新风变风量空调系统用以满足实验室的通风和空气调节要求，如何动态调节送风状态含湿量和送风温度是两个需要解决的问题。现行调节含湿量方法主要有两种：一种是调双吸气压缩机的频率，改变压缩机的频率调节高低温蒸发器盘管的表面温度实现对送风含湿量的调节，另一种是通过调节高低温膨胀阀的开度来调节送风含湿量。目前有研究表明，当压缩机定频以及高温电子膨胀阀开度固定时，随着低温电子膨胀阀的开度增加(低温电子膨胀阀开度在一定范围内)，高温板换的制冷能力保持稳定，而低温板换的制冷除湿能力先升后降(若压缩机容量和高低温板换的容量匹配时，低温板换的制冷能力应是和低温电子膨胀阀开度成正相关)。这一现象说明当压缩机定频以及高温电子膨胀阀开度固定时，随着低温电子膨胀阀的开度增加，高温板换能够提供稳定的显冷量，低温板换的冷却除湿能力增加。送风温度的调节主要通过调节新风降温减湿后的再热量实现。
[0007]另外目前常见的实验室新风系统中少有排风热回收功能，因此浪费了一部分低温低湿空气所携带的冷量。
[0008]此外无论新风系统是否需要承担相应的室内负荷，为满足新风机组送风状态点的要求都需要将新风在降温减湿后进行再热处理。而采用电加热的形式会导致冷热抵消造成能源浪费，如何回收废热用以再热新风也是值得研究的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组。
[0010]本专利技术提供了一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，用于实验室内的温湿度控制，具有这样的特征，包括：新风风道，用于向室内送入新风，内部沿新风流动方向依次设有新风过滤器、进风热回收换热盘管、高温蒸发器、低温蒸发器、含湿量变送器、冷凝热回收器、温度传感器以及新风机；排风风道，堆叠设置在新风风道上方，用于室内排风，内部沿排风流动方向依次设有排风过滤器、排风热回收换热盘管、风速传感器以及排风机；双蒸发温度制冷系统模块，包括双吸气压缩机、高温电子膨胀阀、低温电子膨胀阀、高温侧气液分离器、低温侧气液分离器、电动调节阀、第一电磁阀、止回阀、冷凝器、冷凝热回收器、高温蒸发器以及低温蒸发器；乙二醇排风热回收循环模块，包括进风热回收换热盘管、排风热回收换热盘管以及用于连接进风热回收换热盘管和排风热回收换热盘管的溶液循环环路，该溶液循环环路中包括膨胀阀、补液阀、第二电磁阀、溶液循环泵、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、备用溶液循环泵、第六电磁阀以及排液阀；送风量和送风状态控制模块，包括与新风机连接且设置在新风风道外的风机变频器、与双吸气压缩机连接的压缩机变频器以及与含湿量变送器、温度传感器、风速传感器、风机变频器、压缩机变频器以及电动调节阀连接的主控制器，其中，双吸气压缩机的输入流向中与高温蒸发器和低温蒸发器连接，输出流向中与冷凝热回收器和冷凝器连接，双吸气压缩机的输出流向中通过电动调节阀和第
一电磁阀进行分流，分流后对应与冷凝热回收器和冷凝器连接，输入流向中通过高温侧气液分离器和低温侧气液分离器对应与高温蒸发器和低温蒸发器连接，高温侧气液分离器设置在由高温蒸发器流向双吸气压缩机的管段中，低温侧气液分离器设置在由低温蒸发器流向双吸气压缩机的管段中，冷凝器的输出流向中与高温蒸发器和低温蒸发器连接，输入流向中与制冷剂公共管路连接，该制冷剂公共管路与冷凝热回收器连接，且同时经过第一电磁阀与双吸气压缩机连接，用于对双吸气压缩机分流后的两支路进行汇合输送，止回阀设置在冷凝热回收器与制冷剂公共管路之间，高温电子膨胀阀设置在由冷凝器流向高温蒸发器的管段中，低温电子膨胀阀设置在由冷凝器流向低温蒸发器的管段中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，用于实验室内的温湿度控制，其特征在于，包括：新风风道，用于向室内送入新风，内部沿新风流动方向依次设有新风过滤器、进风热回收换热盘管、高温蒸发器、低温蒸发器、含湿量变送器、冷凝热回收器、温度传感器以及新风机；排风风道，堆叠设置在所述新风风道上方，用于室内排风，内部沿排风流动方向依次设有排风过滤器、排风热回收换热盘管、风速传感器以及排风机；双蒸发温度制冷系统模块，包括双吸气压缩机、高温电子膨胀阀、低温电子膨胀阀、高温侧气液分离器、低温侧气液分离器、电动调节阀、第一电磁阀、止回阀、冷凝器、所述冷凝热回收器、所述高温蒸发器以及所述低温蒸发器；乙二醇排风热回收循环模块，包括所述进风热回收换热盘管、所述排风热回收换热盘管以及用于连接所述进风热回收换热盘管和所述排风热回收换热盘管的溶液循环环路，该溶液循环环路中包括膨胀阀、补液阀、第二电磁阀、溶液循环泵、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、备用溶液循环泵、第六电磁阀以及排液阀；送风量和送风状态控制模块，包括与所述新风机连接且设置在所述新风风道外的风机变频器、与所述双吸气压缩机连接的压缩机变频器以及与所述含湿量变送器、所述温度传感器、所述风速传感器、所述风机变频器、所述压缩机变频器以及所述电动调节阀连接的主控制器，其中，所述双吸气压缩机的输入流向中与所述高温蒸发器和所述低温蒸发器连接，输出流向中与所述冷凝热回收器和所述冷凝器连接，所述双吸气压缩机的输出流向中通过所述电动调节阀和所述第一电磁阀进行分流，分流后对应与所述冷凝热回收器和所述冷凝器连接，输入流向中通过所述高温侧气液分离器和所述低温侧气液分离器对应与所述高温蒸发器和所述低温蒸发器连接，所述高温侧气液分离器设置在由所述高温蒸发器流向所述双吸气压缩机的管段中，所述低温侧气液分离器设置在由所述低温蒸发器流向所述双吸气压缩机的管段中，所述冷凝器的输出流向中与所述高温蒸发器和所述低温蒸发器连接，输入流向中与制冷剂公共管路连接，该制冷剂公共管路与所述冷凝热回收器连接，且同时经过所述第一电磁阀与所述双吸气压缩机连接，用于对所述双吸气压缩机分流后的两支路进行汇合输送，所述止回阀设置在所述冷凝热回收器与所述制冷剂公共管路之间，所述高温电子膨胀阀设置在由所述冷凝器流向所述高温蒸发器的管段中，所述低温电子膨胀阀设置在由所述冷凝器流向所述低温蒸发器的管段中。2.根据权利要求1所述的基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，其特征在于：其中，在所述双蒸发温度制冷系统模块中，制冷剂流经所述双吸气压缩机被等熵压缩成高温高压的制冷剂蒸汽后，经所述电动调节阀和所述第一电磁阀分为两路，一路过热蒸汽流向所述冷凝热回收器，用以再热新风，另一路过热蒸汽直接流向所述冷凝器，流向所述冷凝器热回收器的过热蒸汽在与降温除湿后的新风进行显热交换后，通过所述止回阀与直接流向所述冷凝器的另一路的过热蒸汽汇合后经过所述制冷剂公共管路流向所述冷凝器，混合后的过热蒸汽在所述冷凝器冷凝放热后变成液态制冷剂，所述冷凝器输出的液态制冷剂分成两路，其中一路经所述高温电子膨胀阀节流降压后流向所述高温蒸发器，在所
述高温蒸发器吸热蒸发后流向所述高温侧气液分离器，随后经所述高温侧气液分离器流回所述双吸气压缩机，另外一路经所述低温电子膨胀阀节流降压后流向所述低温蒸发器，在所述低温蒸发器吸热蒸发后流向所述低温侧气液分离器，随后经所述低温侧气液分离器流回所述双吸气压缩机。3.根据权利要求1所述的基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，其特征在于：其中，所述高温蒸发器和所述低温蒸发器下方还设置有用于收集盘管表面冷凝水的凝结水盘，该凝结水盘的底端具有设置在所述新风管道外部的凝结水排管来排出冷凝水。4.根据权利要求1所述的基于双蒸发温度制冷系统的实验室新风机组，其特征在于：其中，在所述溶液循环环路中，由所述排风热回收换热盘管流向所述进风热回收换热盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钊，童吉华，张蕾，陈剑波，陆雨，肖竣仁，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：