一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統及方法，包括制冷機、冷凍水循環(huán)管路、第一換熱器、第二換熱器、新風通道、回風通道、混風通道及送風通道等；所述制冷機冷凍水輸出端分別連接所述第一換熱器及所述第二換熱器后，再分別連接所述制冷機的輸入端；所述新風通道設于所述第一換熱器進氣端，所述第一換熱器出氣端與所述回風通道輸出端連接所述混風通道輸入端，所述混風通道輸出端連接所述第二換熱器進氣端，所述第二換熱器出氣端連接所述送風通道輸入端。采用本系統的方法后，一方面既能實現夏季的溫濕度獨立控制，另一方面在冬季時又能利用新風實現免費制冷，和利用高溫的回風對新風加熱加濕，且制冷無需在制冷機和冷卻塔之間切換。
【專利說明】一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣溫濕度調節(jié)的【技術領域】，尤其涉及一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統和方法。
【背景技術】
[0002]某些工藝空調，如煙草、紡織等工業(yè)空調常年需要保證車間一定的溫濕度，包括冬季，由于車間內有大量產熱，也需要制冷，同時車間由于工業(yè)要求，需要較大的新風量補充。在夏季，由于需要同時保證車間內的溫濕度，不進行溫濕度獨立控制的空調系統，往往出現再熱的情況，出現冷熱抵消，浪費大量能源，在冬季，一方面新風需要進行加熱加濕，已保證車間濕度要求，同時又要對車間進行降溫，同樣浪費大量能源。
[0003]對于夏季再熱問題，有的工藝空調，采用溫濕度獨立控制，即對新風進行處理控制濕度，對新風和回風的混風處理控制溫度，這樣解決了夏季再熱問題，但還是未解決冬季制冷降溫和新風加熱加濕的問題。
[0004]對于冬季免費制冷的情況，有的工藝空調也采用過利用冷卻塔代替制冷機制取冷水，然后將冷水送入空調末端制冷實現免費制冷，該方法的主要缺點是，在室外氣候變化較大，如一天內氣候變化較大的情況下，需要再冷卻塔制取冷水和制冷機制取冷水兩種系統間切換，另外，當冷卻塔制冷能力不夠的情況下，制冷機不能有效補充，這樣就只能放棄冷卻塔制冷，所以冷卻塔制冷時間短，當然采用冷卻塔的方案還是沒有解決新風加熱加濕的問題。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人經過大量的實踐和長期的探索，研究和設計了一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統和方法，本案由此產生。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統和方法，以實現夏季時溫濕度的獨立控制，同時實現冬季時免費制冷及免費對新風加熱加濕。
[0007]本發(fā)明解決其技術問題的所采用的技術方案是:
[0008]一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統，包括制冷機、冷凍水循環(huán)管路、第一換熱器、第二換熱器、噴淋裝置、第一閥門、第二閥門、第三閥門、新風通道、回風通道、混風通道及送風通道；
[0009]所述制冷機的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路分別連接所述第一換熱器及所述第二換熱器的冷凍水輸入端，所述第一換熱器及所述第二換熱器的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路分別連接所述制冷機的冷凍水輸入端，所述噴淋裝置設于所述第一換熱器的外部，以噴淋所述第一換熱器的表面；
[0010]所述第一閥門設于所述第一換熱器冷凍水輸入端和第二換熱器冷凍水輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于第一換熱器冷凍水輸入端一側的冷凍水循環(huán)管路上；所述第二換熱器冷凍水輸出端與所述第一閥門輸出端之間還設有冷凍水循環(huán)管路支路，所述第二閥門設于所述冷凍水循環(huán)管路支路上；所述第三閥門設于所述第二閥門輸入端與所述制冷機的輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于所述第二換熱器冷凍水輸出端一側的冷凍水循環(huán)管路上；
[0011]所述新風通道設于所述第一換熱器進氣端，所述第一換熱器出氣端與所述回風通道輸出端連接所述混風通道輸入端，所述混風通道輸出端連接所述第二換熱器進氣端，所述第二換熱器出氣端連接所述送風通道輸入端。
[0012]作為實施例的優(yōu)選方式，所述噴淋裝置包括集水盤、循環(huán)管、循環(huán)水泵及噴頭，所述集水盤設于所述第一換熱器的下方，所述集水盤通過循環(huán)管連接所述循環(huán)水泵輸入端，所述循環(huán)水泵輸出端通過所述循環(huán)管連接所述噴頭，所述噴頭設于所述第一換熱器的上方。
[0013]作為實施例的優(yōu)選方式，本系統還包括調節(jié)泵，所述調節(jié)泵設于所述制冷機的冷凍水輸出端。
[0014]一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的方法，在除濕工況時，高溫高濕新風通過所述新風通道在所述第一換熱器中被冷卻除濕，然后與所述回風通道中的回風混合后，再經過所述第二換熱器，所述第二換熱器對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道送風至車間；控制所述第一換熱器的冷凍水流量以調節(jié)送風的濕度，控制所述第二換熱器的冷凍水的流量以調節(jié)送風的溫度；
[0015]在加濕工況時，低溫低濕新風通過所述新風通道在所述第一換熱器中被噴淋升溫加濕，然后與所述回風通道中的回風混合后，再經過所述第二換熱器，所述第二換熱器對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道送風至車間。
[0016]作為實施例的優(yōu)選方式，當送風制冷量足以保證時，關閉所述制冷機，當送風制冷量不夠時，開啟所述制冷機對冷凍水降溫，以補足不夠的制冷量，當送風制冷量過大時，控制所述噴淋裝置的噴淋水流量以調節(jié)制冷量。
[0017]作為實施例的優(yōu)選方式，在除濕工況時，打開所述第一閥門及所述第三閥門，關閉所述第二閥門，所述制冷機的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路分別輸送至所述第一換熱器及所述第二換熱器，進行換熱后的冷凍水再回流至所述制冷機中，完成冷凍水的循環(huán)利用。
[0018]作為實施例的優(yōu)選方式，在加濕工況時，打開所述第二閥門，關閉所述第一閥門及所述第三閥門，所述制冷機的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路連接所述第二換熱器，進行換熱升溫后的冷凍水輸送至所述第一換熱器中，在所述第一換熱器中被冷卻后，再回流至所述制冷機中，完成冷凍水的循環(huán)利用。
[0019]采用上述的結構和方法后，一方面既能實現夏季的溫濕度獨立控制，另一方面在冬季時又能利用室外空氣(新風)實現免費制冷，和利用高溫的回風對新風加熱加濕，且制冷無需在制冷機和冷卻塔之間切換，進而免費制冷和制冷機制冷無縫對接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明系統原理圖；
[0021]圖2為本發(fā)明除濕工況溫濕度獨立控制原理圖；
[0022]圖3為本發(fā)明加濕工況免費冷熱濕原理圖；
[0023]圖4為本發(fā)明除濕工況；[0024]圖5為本發(fā)明免費制冷加濕工況。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明揭示了一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統，包括制冷機1、冷凍水循環(huán)管路2、第一換熱器3、第二換熱器4、噴淋裝置5、第一閥門6、第二閥門7、第三閥門8、新風通道91、回風通道92、混風通道93及送風通道94 ；
[0026]所述制冷機I的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路2分別連接所述第一換熱器3及所述第二換熱器4的冷凍水輸入端，所述第一換熱器3及所述第二換熱器4的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路2分別連接所述制冷機I的冷凍水輸入端，所述噴淋裝置5設于所述第一換熱器3的外部，以噴淋所述第一換熱器3的表面；
[0027]所述第一閥門6設于所述第一換熱器3冷凍水輸入端和第二換熱器4冷凍水輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于第一換熱器3冷凍水輸入端一側的冷凍水循環(huán)管路上；所述第二換熱器4冷凍水輸出端與所述第一閥門6端之間還設有冷凍水循環(huán)管路支路21，所述第二閥門7設于所述冷凍水循環(huán)管路支路21上；所述第三閥門8設于所述第二閥門7輸入端與所述制冷機I的輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于所述第二換熱器4冷凍水輸出端一側的冷凍水循環(huán)管路上；
[0028]所述新風通道91設于所述第一換熱器3進氣端，所述第一換熱器3出氣端與所述回風通道92輸出端連接所述混風通道93輸入端，所述混風通道93輸出端連接所述第二換熱器4進氣端，所述第二換熱器4出氣端連接所述送風通道94輸入端。
[0029]作為實施例的優(yōu)選方式，所述噴淋裝置5包括集水盤51、循環(huán)管52、循環(huán)水泵53及噴頭54，所述集水盤51設于所述第一換熱器3的下方，所述集水盤51通過循環(huán)管52連接所述循環(huán)水泵53輸入端，所述循環(huán)水泵53輸出端通過所述循環(huán)管52連接所述噴頭54，所述噴頭54設于所述第一換熱器3的上方。
[0030]作為實施例的優(yōu)選方式，本系統還包括調節(jié)泵11，所述調節(jié)泵11設于所述制冷機I的冷凍水輸出端，所述調節(jié)泵11通過變頻或調節(jié)阻力進行水量調節(jié)，以適應在夏季工況及冬季工況時冷凍水流量的不同。
[0031]一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的方法，在夏季除濕工況時，打開所述第一閥門6及所述第三閥門8，關閉所述第二閥門7，如圖2所示，所述制冷機I的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路2分別輸送至所述第一換熱器3及所述第二換熱器4，進行換熱后的冷凍水再回流至所述制冷機I中，完成冷凍水的循環(huán)利用；高溫高濕新風通過所述新風通道91在所述第一換熱器3中被冷卻除濕，然后與所述回風通道92中的回風混合后，再經過所述第二換熱器4，所述第二換熱器4對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道94送風至車間；控制所述第一換熱器3的冷凍水流量以調節(jié)送風的濕度，控制所述第二換熱器4的冷凍水的流量以調節(jié)送風的溫度；
[0032]在冬季加濕工況時，打開所述第二閥門7，關閉所述第一閥門6及所述第三閥門8，如圖3所示，所述制冷機I的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路2連接所述第二換熱器4，進行換熱升溫后的冷凍水輸送至所述第一換熱器3中，在所述第一換熱器3中被冷卻后，再回流至所述制冷機I中，完成冷凍水的循環(huán)利用；低溫低濕新風通過所述新風通道91在所述第一換熱器3中被噴淋升溫加濕，然后與所述回風通道92中的回風混合后，再經過所述第二換熱器4，所述第二換熱器4對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道94送風至車間。
[0033]當然，在夏季除濕工況時，也可以根據需要，冷凍水流向也可以采取如圖3所示的串聯結構，只是不采用噴淋裝置；在冬季加濕工況時，也可以根據需要，冷凍水流向可以采取如圖2所示的并聯結構，再加噴淋裝置。但在實際運行時，夏季除濕工況采用如圖2所示的并聯結構，冬季加濕工況采用如圖3所示的串聯結構，溫濕度獨立控制及免費制冷熱濕效果更佳。
[0034]作為實施例的優(yōu)選方式，當送風制冷量足以保證時，關閉所述制冷機1，當送風制冷量不夠時，開啟所述制冷機I對冷凍水降溫，以補足不夠的制冷量，當送風制冷量過大時，控制所述噴淋裝置5的噴淋水流量以調節(jié)制冷量。當然本系統運行，控制上可以考慮優(yōu)先滿足制冷要求，新風加熱加濕不夠，采用其他加熱加濕方法補充，或者考慮優(yōu)先滿足新風加熱加濕要求，制冷不夠，可以考慮制冷機補充。
[0035]如圖4所示，為本發(fā)明的除濕工況，進入新風箱100 (含有第一換熱器)的新風量為72000m3/h,干球溫度為34.1°C，濕球溫度為76°C，濕度為109kj/kg，新風被除濕，除濕后的干球溫度為18°C，濕球溫度為95°C，濕度為49kj/kg，混風總量為360000m3/h，分為3臺空調箱200 (含有第二換熱器)，每臺空調箱的混風量為120000m3/h，溫度為26°C，混風只降溫不除濕，降溫后的溫度為18°C ;所述制冷機I輸出的高溫冷凍水溫度為12°C，從新風箱100及空調箱200出來的溫度變?yōu)?7°C后，回流至所述制冷機I中，進行制冷再循環(huán)。
[0036]如圖5所示，為本發(fā)明的加濕免費制冷工況，進入新風箱100 (含有第一換熱器)的新風量為72000m3/h，干球溫度為10°C，濕球溫度為50°C，濕度為19.6kj/kg，新風被加濕，加濕后的干球溫度為17°C，濕球溫度為85°C，濕度為43.lkj/kg，混風總量為360000m3/h，分為3臺空調箱200 (含有第二換熱器)，每臺空調箱的混風量為120000m3/h，溫度為24°C，混風被降溫，降溫后的溫度為19.3°C，由于免費制冷，關閉所述制冷機I的制冷，所述制冷機I冷凍水的進出溫度均為13.3°C,
[0037]采用上述系統及方法后，一方面既能實現夏季的溫濕度獨立控制，另一方面在冬季時又能利用室外空氣(新風)實現免費制冷，和利用高溫的回風對新風加熱加濕，且制冷無需在制冷機和冷卻塔之間切換，進而免費制冷和制冷機制冷無縫對接。
[0038]上述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
【權利要求】
1.一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統，其特征在于:包括制冷機、冷凍水循環(huán)管路、第一換熱器、第二換熱器、噴淋裝置、第一閥門、第二閥門、第三閥門、新風通道、回風通道、混風通道及送風通道； 所述制冷機的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路分別連接所述第一換熱器及所述第二換熱器的冷凍水輸入端，所述第一換熱器及所述第二換熱器的冷凍水輸出端通過所述冷凍水循環(huán)管路分別連接所述制冷機的冷凍水輸入端，所述噴淋裝置設于所述第一換熱器的外部，以噴淋所述第一換熱器的表面； 所述第一閥門設于所述第一換熱器冷凍水輸入端和第二換熱器冷凍水輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于第一換熱器冷凍水輸入端一側的冷凍水循環(huán)管路上；所述第二換熱器冷凍水輸出端與所述第一閥門輸出端之間還設有冷凍水循環(huán)管路支路，所述第二閥門設于所述冷凍水循環(huán)管路支路上；所述第三閥門設于所述第二閥門輸入端與所述制冷機的輸入端之間的冷凍水循環(huán)管路上，且設于所述第二換熱器冷凍水輸出端一側的冷凍水循環(huán)管路上； 所述新風通道設于所述第一換熱器進氣端，所述第一換熱器出氣端與所述回風通道輸出端連接所述混風通道輸入端，所述混風通道輸出端連接所述第二換熱器進氣端，所述第二換熱器出氣端連接所述送風通道輸入端。
2.如權利要求1所述的一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統，其特征在于:所述噴淋裝置包括集水盤、循環(huán)管、循環(huán)水泵及噴頭，所述集水盤設于所述第一換熱器的下方，所述集水盤通過循環(huán)管連接所述循環(huán)水泵輸入端，所述循環(huán)水泵輸出端通過所述循環(huán)管連接所述噴頭，所述噴頭設于所述第一換熱器的上方。
3.如權利要求1所述的一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統，其特征在于:本系統還包括調節(jié)泵，所述調節(jié)泵設于所述制冷機的冷凍水輸出端。
4.一種如權利要求1所述的溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的系統的方法，其特征在于: 在除濕工況時，高溫高濕新風通過所述新風通道在所述第一換熱器中被冷卻除濕，然后與所述回風通道中的回風混合后，再經過所述第二換熱器，所述第二換熱器對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道送風至車間；控制所述第一換熱器的冷凍水流量以調節(jié)送風的濕度，控制所述第二換熱器的冷凍水的流量以調節(jié)送風的溫度； 在加濕工況時，低溫低濕新風通過所述新風通道在所述第一換熱器中被噴淋升溫加濕，然后與所述回風通道中的回風混合后，再經過所述第二換熱器，所述第二換熱器對混合風進行表冷降溫后，再由所述送風通道送風至車間。
5.如權利要求4所述的一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的方法，其特征在于:當送風制冷量足以保證時，關閉所述制冷機，當送風制冷量不夠時，開啟所述制冷機對冷凍水降溫，以補足不夠的制冷量，當送風制冷量過大時，控制所述噴淋裝置的噴淋水流量以調節(jié)制冷量。
6.如權利要求4所述的一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的方法，其特征在于:在除濕工況時，打開所述第一閥門及所述第三閥門，關閉所述第二閥門，所述制冷機的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路分別輸送至所述第一換熱器及所述第二換熱器，進行換熱后的冷凍水再回流至所述制冷機中，完成冷凍水的循環(huán)利用。
7.如權利要求4所述的一種溫濕度獨立控制及免費冷熱濕的方法，其特征在于:在加濕工況時，打開 所述第二閥門，關閉所述第一閥門及所述第三閥門，所述制冷機的冷凍水通過所述冷凍水循環(huán)管路連接所述第二換熱器，進行換熱升溫后的冷凍水輸送至所述第一換熱器中，在所述第一換熱器中被冷卻后，再回流至所述制冷機中，完成冷凍水的循環(huán)利用。
【文檔編號】F24F11/00GK103912943SQ201410118040
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權日:2014年3月27日
【發(fā)明者】袁一軍 申請人:成信綠集成股份有限公司