一种防冻型的空调装置.pdf

本发明涉及民用与工业项目中的空调装置的技术领域，特别是涉及一种防冻型的空调装置，包括预冷或预热单元；空气热湿处理单元，能对空气进行降温、除湿处理或加热、加湿处理；冷或热源单元包括压缩机、膨胀阀以及制冷剂循环管路，制冷剂循环管路包括第一主管路、第二主管路、第三主管路和第四主管路，第一主管路通过膨胀阀的输出端与空气热湿处理单元第一连接端连接，第二主管路通过空气热湿处理单元第一输出端与压缩机输入端连接，第三主管路通过压缩机输出端与空气热湿处理单元第二连接端连接，第四主管路通过空气热湿处理单元第二输出端与压缩机输入端连接。

权利要求书
1.  一种防冻型的空调装置，其特征在于：包括预冷或预热单元、冷或热源单元、空气热湿处理单元及以制冷剂为载体的冷或热媒管路；
预冷或预热单元，能直接对空气降温、除湿处理或加热处理，所述预冷或预热单元包括循环管路、泵、第一制冷或制热装置以及第一换冷或换热装置，所述第一制冷或制热装置与第一换冷或换热装置通过循环管路连通，在循环管路上设有泵，第一换冷或换热装置与外界冷或热源连接；预冷或预热单元中的介质为乙二醇；
冷或热源单元，用于为处理空气热湿负荷提供冷量或热量；冷或热源单元包括压缩机、膨胀阀以及制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路包括第一主管路、第二主管路，第三主管路和第四主管路，第一主管路与空气热湿处理单元第一连接端连接，第二主管路通过空气热湿处理单元第一输出端与压缩机输入端连接，第三主管路通过压缩机输出端与空气热湿处理单元第二连接端连接，第四主管路通过空气热湿处理单元第二输出端与压缩机输入端连接；
空气热湿处理单元，对空气进行降温、除湿处理或加热、加湿处理。

2.  根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于：所述空气热湿处理单元是基于溶液式空气处理技术的冷却除湿、加热加湿模块和再生模块。

3.  根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于：所述空气热湿处理单元包括第二换冷或换热装置、溶液调湿单元、溶液调湿单元以及循环管路，所述溶液调湿单元溶液调湿单元包括换热芯体，换热芯体与第二换冷或换热装置流出的盐溶液连接，溶液再生单元包括再生单元换热芯体和补水阀，补水阀向再生单元补水以控制溶液的浓度；第二换冷或换热装置位于空气热湿处理单元的第一连接端上，第二制冷或制热装置与溶液调湿单元中流出的盐溶液连接。

4.  根据权利要求2或3所述的空调装置，其特征在于：所述空气热湿处理单元还包括第三换冷或换热装置，第三换冷或热装置位于空气热湿处理单元的第二连接端上，第三换冷或换热装置为板式换热器。

5.  根据权利要求4述的空调装置，其特征在于：所述空气热湿处理单元由 冷却除湿或加热盘管、除湿或加湿模块和再生模块组成。

6.  根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于：所述换热芯体和再生单元换热芯体之间设有溶液质交换循环管路和热回收板式换热器。

7.  根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于：所述第一制冷或制热装置为冷却或加热盘管；第一换冷或换热装置为板式换热器。

8.  根据权利要求3述的空调装置，其特征在于：所述第二换冷或换热装置为板式换热器。

9.  根据权利要求1述的空调装置，其特征在于：所述外接热源包括温度在30℃-70℃之间的市政热水或工厂余热。

10.  根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于：所述的空气热湿处理单元还包括基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿、表面换热加热、蒸汽加湿或电加湿等空气温度、湿度处理的模块与模块组合。

说明书一种防冻型的空调装置
技术领域
本发明涉及民用与工业项目中的空调装置的技术领域，特别是涉及一种防冻型的空调装置。
背景技术
目前应用于空调领域的新风机组，在东北地区运行极易冻裂，冬季一般都停用，采用电辅加热成本过高且有火灾隐患；部分用户为了确保冬季换风，采用了全热交换器(新风换气机)，但也只适用部分换气量小的场所。且低于-15度，换热器介质会结霜失效，还得加电辅预热装置；在实际的运行中到了冬天除了医院的手术室等必须供应新风的场所外是根本不开新风的，就算管内水温再高水再怎么流动、电加热保护特别好那也必冻无疑，现在的新风机组的铜盘管管壁都很薄一胀不是鼓泡就是直接开裂。
如果采用蒸汽预热或者电预热新风，能源消耗大，设备维护量和运行费用增加。
因此，本发明通过设备构架理论的全新研发设计了一种适用于全天候环境的防冻型空调机组。主要目的是解决常规新风空调系统的冬季无法正常使用、高能耗等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种在冬季室外新风直接通过盘管进行预热、并且带有预冷或预热装置、热泵驱动、基于多级溶液除湿或加湿单元和多级溶液再生单元的防冻型的空调装置，该空调装置的应用并不局限于严寒地区。
一种防冻型的空调装置，包括预冷或预热单元、冷或热源单元、空气热湿处理单元及以制冷剂为载体的冷或热媒管路；
预冷或预热单元，能直接对空气降温、除湿处理或加热处理，所述预冷或预热单元包括循环管路、泵、第一制冷或制热装置以及第一换冷或换热装置，所述 第一制冷或制热装置与第一换冷或换热装置通过循环管路连通，在循环管路上设有泵，第一换冷或换热装置与外界冷或热源连接；预冷或预热单元中的介质为乙二醇；
冷或热源单元，用于为处理空气热湿负荷提供冷量或热量；冷或热源单元包括压缩机、膨胀阀以及制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路包括第一主管路、第二主管路，第三主管路和第四主管路，第一主管路与空气热湿处理单元第一连接端连接，第二主管路通过空气热湿处理单元第一输出端与压缩机输入端连接，第三主管路通过压缩机输出端与空气热湿处理单元第二连接端连接，第四主管路通过空气热湿处理单元第二输出端与压缩机输入端连接；
空气热湿处理单元，对空气进行降温、除湿处理或加热、加湿处理。
进一步的，所述空气热湿处理单元是基于溶液式空气处理技术的冷却除湿、加热加湿模块和再生模块。
进一步的，所述空气热湿处理单元包括第二换冷或换热装置、溶液调湿单元、溶液调湿单元以及循环管路，所述溶液调湿单元溶液调湿单元包括换热芯体，换热芯体与第二换冷或换热装置流出的盐溶液连接，溶液再生单元包括再生单元换热芯体和补水阀，补水阀向再生单元补水以控制溶液的浓度；第二换冷或换热装置位于空气热湿处理单元的第一连接端上，第二制冷或制热装置与溶液调湿单元中流出的盐溶液连接。
进一步的，所述空气热湿处理单元还包括第三换冷或换热装置，第三换冷或热装置位于空气热湿处理单元的第二连接端上，第三换冷或换热装置为板式换热器。
进一步的，所述空气热湿处理单元由冷却除湿或加热盘管、除湿或加湿模块和再生模块组成。
进一步的，所述换热芯体和再生单元换热芯体之间设有溶液质交换循环管路和热回收板式换热器。
进一步的，所述第一制冷或制热装置为冷却或加热盘管；第一换冷或换热装置为板式换热器。
进一步的，所述第二换冷或换热装置为板式换热器。
进一步的，所述外接热源包括温度在30℃-70℃之间的市政热水或工厂余热。
进一步的，所述的空气热湿处理单元还包括基于表冷式空气处理技术的冷冻降温除湿、表面换热加热、蒸汽加湿或电加湿等空气温度、湿度处理的模块与模块组合。
与现有的新风机组相比，本发明的防冻型的空调装置具有以下特点和性能优点：
1.本发明构建了一种新的、更实用新风机组。常规新风机组在冬季必须对室外新风进行电预热，并需要靠外界冷源或热源对新风(空气)降温、除湿或加热、加湿。溶液调湿新风机组需要用低温热水与溶液换热，被加热的溶液再对空气加热，但是当热水温度很低的时候，达不到对空气加热的效果，需要在溶液模块后面增加热泵系统或者电再热装置。而本发明装置可以靠外界冷源或热源直接对室外新风预冷或预热，并对空气进行热湿处理。
2.高效节能。与传统的新风机组相比，由于减小了主机配置及输配系统，并自带冷或热源单元，能耗可降低30％以上，由于省却了电预热装置，比常规新风机组可降低20％以上的能耗。
3.显著降低工程造价。省却冷或热源机房到末端空调机组之间的输送管路，可降低土建造价3％左右，降低空调系统造价5％左右。
4.简化空调控制系统/楼宇自控系统。对于空调控制系统而言，只需要对本发明所述“空调装置”、室内末端装置(如风机盘管)进行集中管理与控制，空调控制系统大为简化。常规空调系统必须对冷或热源设备、循环泵、新风机组、空调机组、室内末端装置(如风机盘管)等进行控制，非常复杂。
5.降低运行管理技术难度，节约管理成本，并可节约管理人员。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围：
实施例1
如图1所示，本发明的一种防冻型空调装置，包括预冷或预热单元、为处理空气热湿单元提供冷量或热量的冷或热源单元及能对空气进行降温、除湿处理或加热、加湿处理的空气热湿处理单元。
所述预冷或预热单元包括第一制冷或制热装置3、第一换冷或换热装置4、乙二醇溶液泵5、乙二醇循环管路10，预冷或预热单元中的介质为乙二醇。
所述冷或热源单元包括压缩机6、膨胀阀7、以及制冷剂循环管路，制冷剂循环管路包括第一主管路101、第二主管路102、第三主管路103、第四主管路104，所述第一主管路与空气热湿处理单元第一连接端连接，第二主管路通过空气热湿处理单元第一输出端与压缩机输入端连接，第三主管路通过压缩机输出端与空气热湿处理单元第二连接端连接，第四主管路通过空气热湿处理单元第二输出端与压缩机输入端连接。
空气热湿处理单元包括第二换冷或换热装置8、第三换冷或换热装置9、溶液调湿单元、溶液调湿单元以及循环管路，溶液调湿单元溶液调湿单元包括换热芯体，换热芯体与第二换冷或换热装置流出的盐溶液连接，溶液再生单元包括再生单元换热芯体和补水阀，补水阀向再生单元补水以控制溶液的浓度；第二换冷或换热装置位于空气热湿处理单元的第一连接端上，第二制冷或制热装置与溶液调湿单元中流出的盐溶液连接。
第二制冷或制热装置8与空气热湿处理单元中的调湿单元换热芯体1中流出的盐溶液连接，用于冷却或加热盐溶液以增强其除湿或加湿能力。
第三制冷或制热装置9与空气热湿处理单元中的再生单元换热芯体2中流出的盐溶液连接，用于加热或冷却盐溶液以增强其再生能力。
冷或热源单元可以根据需要设置多组，第二制冷或制热装置8、以制冷剂为载体的冷或热媒输出系统、第三制冷或制热装置9,需要根据调湿单元、以制冷剂为载体的冷或热媒输出系统和再生单元、冷却或换热系统的数量与之逐一匹配， 而压缩机6和膨胀阀7则可以根据需要设置1个或多个。
空气热湿处理单元由溶液调湿单元和溶液再生单元组成。
溶液调湿单元由换热芯体1、溶液循环泵11组成，溶液再生单元由换热芯体2、溶液循环泵13、补水阀14组成，补水阀14的作用是向再生单元补水以控制溶液的浓度，此外，调湿芯体1和再生芯体2之间还有一套溶液质交换循环管路和热回收板式换热器12，热回收板式换热器12用于减少调湿芯体1与再生芯体2之间因溶液温度不同而造成的不可逆损失；溶液调湿单元、再生单元及其溶液质交换循环管路可以根据除或加湿量的需要设置一组或多组。
本实施方式的机组在运行时空气和溶液的流程如下：
乙二醇溶液通过第一换冷或换热装置与外接冷或热源能量交换，并且被乙二醇溶液循环泵输送到第一制冷或制热装置中，吸收新风的冷量或热量，对空气进行预冷、预除湿或预热；盐溶液首先被溶液循环泵输送到上热湿交换芯体2中，与进入换热芯体的新风进行热质交换，吸收新风的冷量或热量之后再通过溶液管道流入下热湿交换芯体1中，与进入该换热芯体的空气进行热质交换，对空气进行降温、除湿或加热、加湿；吸收空气中水分或释放水分后的盐溶液浓度降低或升高，通过溶液质交换循环管路进入再生单元换热芯体2中，而从再生单元换热芯体2中流出的浓度较低或较高的盐溶液经过第三制冷或制热装置9加热或冷却后，在再生单元换热芯体2中与新风进行热质交换，盐溶液中的水分和热量进入新风中或溶液吸收新风中的水分和热量，溶液的浓度升高或降低，然后再通过溶液质交换管路流入调湿单元的换热芯体1，并与从换热芯体1流入再生单元换热芯体2中的稀或浓溶液通过板式换热器12进行热量回收。
实施例2
如图2所示，本实施方式的防冻型的空调装置，与实施例一不同之处在于：
防冻型空调装置包括：乙二醇防冻装置，空气深度热湿处理单元。
乙二醇防冻装置包括：预冷或预热装置1、乙二醇循环泵2、第一换冷或换热装置3、以乙二醇溶液为载体的输配系统4；
预冷或预热装置1作为预冷却或预加热盘管，用于对空气进行冷却、除湿或 加热；
空气深度热湿处理单元由加湿模块5和再热模块6组成，这种空气热湿处理单元可以根据降温、除湿或加热、加湿量的需要设置一组或多组。
本实施方式的机组在运行时空气的流程如下：室外空气首先进入预冷却除湿或预加热盘管中，再进一步除湿降温或加热后送入室内。
本发明的主要特点：冬季不需对室外新风进行电预热，并把制冷或制热装置集成到空调机组中，对新风(空气)进行温度和湿度的处理。相比与传统的中央空调系统可以减小冷或热源设备、冷或热源机房、冷或热源到空调机组之间的输配系统，同时显著降低空调系统的输配能耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。