專利名稱：一種多功能空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于居住建筑等使用面積有限，除濕量不大的場合空氣溫濕度調(diào) 節(jié)的多功能空調(diào)裝置，尤其能利用熱泵冷凝熱進(jìn)行混合除濕劑再生的除濕轉(zhuǎn)輪，實(shí)現(xiàn)冷凝熱 回收和溫濕度獨(dú)立控制?？墒篃岜每照{(diào)一機(jī)兩用。
背景技術(shù)：
隨著國家節(jié)能政策與技術(shù)的推廣，以重慶、武漢為代表的長江流域地區(qū)開始推廣采用地 板輻射供冷/暖技術(shù)，夏季除濕與防止地板結(jié)露便成了首要的技術(shù)難題。在居住建筑等建筑使 用面積有限，除濕量不大的場合，為了滿足人體舒適度要求，通常是采用熱泵空調(diào)機(jī)結(jié)合地 盤管對(duì)房間溫度進(jìn)行控制，再單獨(dú)增設(shè)一臺(tái)冷凍除濕機(jī)進(jìn)行濕度控制，然而這種方法暴露出 了兩大缺點(diǎn)能耗大與制冷工質(zhì)對(duì)環(huán)境不友好。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)主要針對(duì)商業(yè)建筑與工藝 廠房等場合，除濕量大，濕度控制精度要求較高，處理的風(fēng)量和設(shè)備體積較大，除濕劑的再 生溫度高，使得熱泵空調(diào)機(jī)的冷凝熱得不到綜合利用，不適合居住建筑使用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能空調(diào)裝置。它不僅可以 實(shí)現(xiàn)地板輻射用中央空調(diào)的基本功能，而且可以將空調(diào)的冷凝熱進(jìn)行回收，提高能源利用率。 另外，裝置還提供了一臺(tái)含混合除濕劑的轉(zhuǎn)輪，取代了原來含單一除濕劑的除濕轉(zhuǎn)輪，降低 了除濕劑再生溫度，造價(jià)比單一的LiCl轉(zhuǎn)輪更低。裝置將熱泵空調(diào)和除濕系統(tǒng)整合為一個(gè)整 體，縮小了設(shè)備體積，實(shí)現(xiàn)溫濕度獨(dú)立控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了熱泵空調(diào)的一機(jī)兩用，適合居住 建筑等建筑面積有限，除濕量不大的場合。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所來用的技術(shù)方案是地板輻射空調(diào)系統(tǒng)的熱泵主機(jī)制冷劑 循環(huán)包括了壓縮機(jī)、四通換向閥、冷凝器、節(jié)流閥及蒸發(fā)器，通過銅管連通。水泵、蒸發(fā)器 水側(cè)與地盤管通過塑料管連接形成水循環(huán)，該實(shí)用新型在制冷劑循環(huán)冷凝器前和蒸發(fā)器后各 用銅管連通一個(gè)換熱器，分別作為風(fēng)冷凝器和預(yù)冷器，其換熱量與原對(duì)應(yīng)部件的換熱量相同。 再通過風(fēng)管將風(fēng)冷凝器出風(fēng)側(cè)和風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口及除濕轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)連通，室外空氣通過這個(gè) 風(fēng)道完成對(duì)除濕劑的再生，再被吹出室外，形成除濕劑再生循環(huán)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)滿足除濕劑再生所需風(fēng)量，壓頭應(yīng)能滿足循環(huán)各阻力；通過風(fēng)管將預(yù)冷器出風(fēng)側(cè)和除濕轉(zhuǎn)輪的除濕區(qū)、 風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口及室內(nèi)連通，室外空氣通過這個(gè)風(fēng)道，先由預(yù)冷器預(yù)冷，再除濕，最后送到室 內(nèi)，形成除濕循環(huán)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)滿足室內(nèi)對(duì)新風(fēng)的需求量，壓頭應(yīng)能滿足循環(huán)各阻力；除 濕轉(zhuǎn)輪的多孔材料微孔中附著有按質(zhì)量比為1:1混合的IJC1與CaCl2的混合除濕劑，轉(zhuǎn)輪被 分為兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域被除濕和再生循環(huán)風(fēng)道劃分開，其中的l/4扇形區(qū)域?yàn)樵偕鷧^(qū)， 另3/4扇形區(qū)域?yàn)槌凉駞^(qū)，除濕轉(zhuǎn)輪通過固定于中心軸位置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸勻速旋轉(zhuǎn)， 一般 速率控制在5 10r/h，使得混合除濕劑不斷除濕和再生。此時(shí)，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)被分為兩個(gè)部 分溫度控制部分與濕度控制部分，溫度控制部分由熱泵機(jī)制冷循環(huán)和地板輻射水循環(huán)完成， 濕度控制部分則由熱泵制冷劑循環(huán)和除濕及再生循環(huán)完成。兩部分的配合與相互獨(dú)立控制是 通過銅管上的電磁閥及風(fēng)管上的風(fēng)閥來實(shí)現(xiàn)的，通過對(duì)應(yīng)閥門的開閉控制，可實(shí)現(xiàn)不同季節(jié) 模式的轉(zhuǎn)換。
以1001112左右的空調(diào)房間為例，采用本實(shí)用新型所涉及的多功能空調(diào)裝置，主機(jī)制冷/ 熱量為10Kw，其冷凝器與風(fēng)冷凝器尺寸為400mmX500mmX150mm (長X高X厚)，換熱 量為12Kw;蒸發(fā)器換熱量為10Kw，預(yù)冷器的尺寸為400mmX400mmX150mm (長X高X 厚)，換熱量與蒸發(fā)器相同。兩部風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與壓頭分別為300r^/h和200Pa。除濕轉(zhuǎn)輪采用 Proflute公司進(jìn)口轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪的多孔材料上的微孔附著按質(zhì)量比為1:1混合的LiCl和CaCl2 混合除濕劑，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為5 10r/h，除濕量2 5Kg/h，尺寸為250mmX200mm (直徑X厚)， 通過0.18Kw的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸勻速旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型的運(yùn)行方式分為夏季工況、冬季及過渡季節(jié)制熱工況和過渡季節(jié)制冷工況， 通過制冷劑銅管和風(fēng)管上的閥門進(jìn)行轉(zhuǎn)換與控制。夏季工況與過渡季節(jié)制冷工況都分為溫度 控制部分和濕度控制部分，兩部分同時(shí)進(jìn)行。兩工況的區(qū)別在于夏季工況引入室外新風(fēng)進(jìn)行 除濕，過渡季節(jié)制冷工況引入室內(nèi)空氣循環(huán)除濕；冬季及過渡季節(jié)制熱工況下，只有溫度循 環(huán)部分，通過閥門阻斷濕度控制部分。
本實(shí)用新型的有益效果是轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)所消耗的能量中，80%左右是用于除濕劑的再生， 此實(shí)用新型通過把除濕轉(zhuǎn)輪改為含混合除濕劑轉(zhuǎn)輪，降低再生溫度，對(duì)熱泵空調(diào)的冷凝熱回 收利用，將溫度控制和濕度控制整合到一臺(tái)熱泵空調(diào)裝置中，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)兩用。溫濕度獨(dú)立 控制的控制方式解決了地板輻射夏季供冷時(shí)地板結(jié)露的技術(shù)難題，為輻射供冷/暖空調(diào)方式的 推廣提供保障。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是空氣源熱泵結(jié)合地板輻射空調(diào)系統(tǒng)原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的原理圖。
圖3是本實(shí)用新型夏季工況循環(huán)流程圖。
圖4是本實(shí)用新型冬季及過渡季節(jié)制熱循環(huán)流程圖。
圖5是本實(shí)用新型過渡季節(jié)制冷工況循環(huán)流程圖。
圖中l(wèi).壓縮機(jī)，2.四通換向閥，3.冷凝器，4.節(jié)流閥，5.蒸發(fā)器，6.循環(huán)水泵， 7.輻射盤管，8. I號(hào)換熱器，9.再生側(cè)風(fēng)機(jī)，10.除濕轉(zhuǎn)輪，11. II號(hào)換熱器，12.新 風(fēng)機(jī)，13.室內(nèi)，14.轉(zhuǎn)輪電機(jī)，15.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，16. l號(hào)電磁閥，17. 2號(hào)電磁閥，18. 3 號(hào)電磁閥，19. 4號(hào)電磁閥，20. 1號(hào)風(fēng)閥，21. 2號(hào)風(fēng)閥，22. 3號(hào)風(fēng)閥，23. 4號(hào)風(fēng)閥， 24.室外。
具體實(shí)施方式
根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，居住建筑的室內(nèi)換氣次數(shù)為1.0次/h,則1001112的空調(diào)房間需要新風(fēng)量 約300m3/h,再根據(jù)設(shè)計(jì)用室內(nèi)外氣象參數(shù)以及室內(nèi)散熱散濕情況進(jìn)行計(jì)算，得到房間的除 濕量約在2-5kg/h。參照現(xiàn)有LiCl除濕轉(zhuǎn)輪的制作工藝，選擇一臺(tái)含混合除濕劑的轉(zhuǎn)輪，其 中LiCl與CaCl2的混合除濕劑質(zhì)量比為1:1，轉(zhuǎn)輪尺寸為250mmX200mm (直徑X厚)。轉(zhuǎn) 輪的除濕與再生區(qū)按3:1的扇形角進(jìn)行劃分，通過0.18Kw的電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸按5r/h的速率勻 速旋轉(zhuǎn)，使除濕劑不斷除濕和再生。由于除濕劑的再生需要吸收熱量，因此考慮回收地板輻 射熱泵主機(jī)的冷凝廢熱，即在制冷劑循環(huán)冷凝器前，用銅管連通一臺(tái)與原冷凝器換熱量相等 的換熱器作風(fēng)冷凝器，尺寸為400mmX500mmX150mm (長X高X厚)，換熱量為12Kw，并 與風(fēng)機(jī)組成風(fēng)道，將室外空氣加熱后吹向轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)，使除濕劑重新獲得除濕能力，之后， 空氣排除室外。另外，在制冷劑循環(huán)蒸發(fā)器后用銅管連通一臺(tái)換熱器做預(yù)冷器，其換熱量與 原蒸發(fā)器的換熱量相同，均為10Kw，尺寸為400mmX400mmX150mm (長X高X厚)，室 外新風(fēng)先通過預(yù)冷器預(yù)冷，然后吹向除濕轉(zhuǎn)輪的除濕區(qū)，之后被風(fēng)機(jī)吹入室內(nèi)。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為 300m3/h，壓頭為200Pa。具體的運(yùn)行方式描述如下
在圖2和圖3中，夏季運(yùn)行工況下，分為溫度控制循環(huán)部分和濕度控制循環(huán)部分。溫度 控制循環(huán)部分運(yùn)行情況為熱泵機(jī)制冷劑通過壓縮機(jī)(1),成為高溫高壓氣體，經(jīng)過四通換 向閥(2)，流向I號(hào)換熱器(8)(作為風(fēng)冷凝器)，經(jīng)由4號(hào)電磁閥(19)流向冷凝器(3)進(jìn)一步降溫，通過節(jié)流閥(4)到達(dá)蒸發(fā)器(5)，與輻射盤管(7)中的水換熱后流向II號(hào)換 熱器(11)進(jìn)一步升溫，經(jīng)2號(hào)電磁閥(17)及四通換向闊(2)后流回壓縮機(jī)(1)進(jìn)入下 一次循環(huán)。輻射盤管(7)中的水通過循環(huán)水泵(6)提供循環(huán)動(dòng)力，承擔(dān)室內(nèi)(13)顯熱負(fù) 荷；除濕部分運(yùn)行情況為除濕轉(zhuǎn)輪(10)通過轉(zhuǎn)輪電機(jī)(14)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸(15)按一定 速率轉(zhuǎn)動(dòng)，使除濕劑不停的除濕和再生。室外空氣由再生側(cè)風(fēng)機(jī)(9)提供動(dòng)力，吹向I號(hào) 換熱器(8)，加熱后再通過除濕轉(zhuǎn)輪(10)的再生區(qū)，使除濕劑獲得再生能力，最后空氣被 排放到室外(24)。同時(shí)室外(24)新風(fēng)由新風(fēng)機(jī)(12)提供動(dòng)力，經(jīng)II號(hào)換熱器(11)進(jìn) 行預(yù)冷，再吹向除濕轉(zhuǎn)輪(10)的除濕區(qū)，最后進(jìn)入室內(nèi)(13)，達(dá)到除濕目的。
在夏季工況下，溫度控制循環(huán)中，2號(hào)電磁閥(17)和4號(hào)電磁閥(19)為開啟狀態(tài)， 與之對(duì)應(yīng)的l號(hào)電磁閥(16)和3號(hào)電磁閥(18)為關(guān)閉狀態(tài)；濕度控制循環(huán)中，l號(hào)風(fēng)閥 (20)和3號(hào)風(fēng)閥(22)是開啟狀態(tài)，與之對(duì)應(yīng)的2號(hào)風(fēng)閥(21)和4號(hào)風(fēng)閥(23)是關(guān)閉 狀態(tài)。
在圖2和圖4中，冬季工況及過渡季節(jié)制熱工況下，由于室內(nèi)是升溫過程，不需要除濕， 因此沒有濕度控制循環(huán)部分。具體運(yùn)行情況為制冷劑通過壓縮機(jī)(l)，成為高溫高壓氣體， 經(jīng)四通換向閥(2)更換方向(此時(shí)按圖2中虛線表示的路徑)和l號(hào)電磁閥(16),流往蒸 發(fā)器(5)，與輻射盤管(7)中的水換熱后，流向節(jié)流閥(4)和冷凝器(3)，經(jīng)過3號(hào)電磁 閥(18)及四通換向閥(2)(此時(shí)按圖2中虛線表示的路徑)，最后流回壓縮機(jī)(1)進(jìn)入下 一次循環(huán)。
在冬季及過渡季節(jié)制熱工況下，溫度控制循環(huán)中，l號(hào)電磁閥(16)和3號(hào)電磁閥(18) 是開啟狀態(tài)，與之對(duì)應(yīng)的2號(hào)電磁閥(17)和4號(hào)電磁閥(19)為關(guān)閉狀態(tài)。
在圖2和圖5中，過渡季節(jié)制冷工況下，制冷與除濕再生/通風(fēng)具體運(yùn)行情況為溫度 控制循環(huán)部分與夏季工況溫度控制循環(huán)是一致的。濕度控制循環(huán)部分運(yùn)行情況為除濕轉(zhuǎn)輪 (10)通過轉(zhuǎn)輪電機(jī)(14)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸(15)按一定速率轉(zhuǎn)動(dòng)，使除濕劑不停的除濕和再 生。室外(24)空氣由再生側(cè)風(fēng)機(jī)(9)提供動(dòng)力，吹向I號(hào)換熱器(8)，加熱后再通過除 濕轉(zhuǎn)輪(10)的再生區(qū)，使除濕劑獲得再生能力，最后空氣被排放到室外(24)。而室內(nèi)(13) 空氣由新風(fēng)機(jī)(12)提供動(dòng)力，經(jīng)II號(hào)換熱器(11)，再吹向除濕轉(zhuǎn)輪(10)的除濕區(qū)，最 后進(jìn)入室內(nèi)(13)，達(dá)到除濕目的。
在過渡季節(jié)制冷工況下，溫度控制循環(huán)中，2號(hào)電磁閥(17)和4號(hào)電磁閥(19)為開 啟狀態(tài)，與之對(duì)應(yīng)的l號(hào)電磁閥(16)和3號(hào)電磁閥(18)是關(guān)閉狀態(tài)。濕度控制循環(huán)中， 2號(hào)風(fēng)閥(21)與3號(hào)風(fēng)閥(22)是開啟狀態(tài)，1號(hào)風(fēng)閥(20)與4號(hào)風(fēng)閥(23)是關(guān)閉狀態(tài)，即利用室內(nèi)空氣循環(huán)。不論夏季除濕或過渡季節(jié)除濕，濕度控制循環(huán)部分都有一個(gè)特點(diǎn)當(dāng)室內(nèi)空氣濕度達(dá)到 要求時(shí)，濕度控制循環(huán)中的4號(hào)風(fēng)閥(23)會(huì)開啟，同時(shí)與之對(duì)應(yīng)的3號(hào)風(fēng)閥(22)關(guān)閉， 即空氣從除濕轉(zhuǎn)輪(10)旁通，不再除濕。4號(hào)風(fēng)閥(23)開啟時(shí)，聯(lián)動(dòng)3號(hào)風(fēng)閥(22)關(guān) 閉、再生側(cè)風(fēng)機(jī)(9)關(guān)閉、4號(hào)電磁閥(19)關(guān)閉、2號(hào)電磁閥(17)關(guān)閉以及l(fā)號(hào)電磁閥 (16)開啟，亦即直接引入空氣而不除濕。
權(quán)利要求1. 一種多功能空調(diào)裝置，由銅管連通壓縮機(jī)、四通換向閥、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，形成制冷劑循環(huán)；塑料管連通水泵、蒸發(fā)器水側(cè)與地盤管，形成水循環(huán)，其特征在于制冷劑循環(huán)的冷凝器前由銅管連通一臺(tái)換熱器，由風(fēng)管連通此換熱器出風(fēng)側(cè)與風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口以及除濕轉(zhuǎn)輪再生區(qū)，形成除濕劑再生循環(huán)；蒸發(fā)器后由銅管也連通一臺(tái)換熱器，由風(fēng)管連通此換熱器出風(fēng)側(cè)與除濕轉(zhuǎn)輪除濕區(qū)以及風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口，形成除濕風(fēng)道；除濕轉(zhuǎn)輪中心軸位置固定一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸勻速旋轉(zhuǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多功能空調(diào)裝置，其特征是將LiCl與CaCl2兩種除濕劑混合 后附著于轉(zhuǎn)輪多孔材料的微孔中制成直徑X厚為250mmX200mm的含混合除濕劑除濕轉(zhuǎn)輪。
專利摘要一種多功能空調(diào)裝置，集熱泵空調(diào)冷凝熱回收技術(shù)和含混合除濕劑多孔吸濕轉(zhuǎn)輪于一體。由熱泵空調(diào)制冷劑循環(huán)和地板輻射水循環(huán)形成室內(nèi)空氣的溫度控制部分。通過在熱泵制冷劑循環(huán)冷凝器前增設(shè)一臺(tái)換熱器作為風(fēng)冷凝器，對(duì)室外空氣加熱用于除濕劑再生，在蒸發(fā)器后增設(shè)一臺(tái)換熱器作為預(yù)冷器，用于室外空氣預(yù)冷后除濕。增設(shè)一臺(tái)含混合除濕劑的除濕轉(zhuǎn)輪，通過風(fēng)管連通。除濕和再生循環(huán)構(gòu)成濕度控制部分。溫度控制部分和濕度控制部分相互配合，也可獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)熱泵空調(diào)的一機(jī)兩用。
文檔編號(hào)F24F3/14GK201096388SQ20072012442
公開日2008年8月6日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者軍 盧, 隆亞東 申請人:重慶大學(xué)