热管逆流回热空调箱节能装置 【技术领域】
本发明涉及一种热管逆流回热空调箱节能装置。
背景技术
空气的温、湿度是空调过程需要控制的两个重要参数，尤其是在工艺性空调系统中控制尤为严格。在夏季工况中，通常采用表冷器对空气进行除湿处理，由于除湿过程使表冷器机器露点温度低于室内空气参数所对应的露点温度，很容易造成露点送风温度过低的问题，而为了防止室温低于设计参数下限，就需要对表冷器出口空气进行人工再热，从而造成严重的冷热抵消情况。为了解决这个问题，可以考虑将表冷器前的热空气和表冷器后的冷空气进行热交换，即对空气进行回热，减少冷热抵消的发生。为此一般可以考虑以下几个方案，一是用空空换热器回热，但这种方法要求换热器的换热面积大，并且要求空气在机组中实现折返，可实施性较差，并且难以对空气回热温度进行控制；二是在表冷器前后设置换热盘管，采用强制水循环实现热传递，可以灵活调节空气回热温度，但水泵要消耗一部分电能，同时对流换热时传热温差较大，使热回收能力受到一定限制；实用新型专利02240565.8利用热管沸腾换热系数大及单向传热的特点，提出采用整体式热管传递前后换热盘管热量的方案，具有较好的节能价值，但未考虑到以下两方面问题：一是热管换热温度恒定导致传热势差大，在一定程度上损失了回热能力的缺陷；二是整体式热管可控性差，难以对回热空气温度进行有效控制。这些问题使得该方法的实用性大为降低。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种回热能力强、可控性好的热管逆流回热空调箱节能装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种热管逆流回热空调箱节能装置，包括空调箱体，在空调箱体的入口处分别设置回风入口和新风入口，在空调箱体的出口处设置出风口；在空调箱体内按照风的流向依次设置前置过滤器、前置预冷/热器、绝热喷雾加湿器、前置吸热盘管组、后置表冷器、后置放热盘管组、加热器、送风机和后置过滤器；前置吸热盘管组和后置放热盘管组通过热管组相连通；前置预冷/热器的进出水循环管上设置水路电动阀门I，后置表冷器的进出水循环管上设置水路电动阀门II，加热器的进出水循环管上设置水路电动阀门III。
作为本发明的热管逆流回热空调箱节能装置的改进：回风入口内设有回风温度传感器，温度调节器分别与回风温度传感器、水路电动阀门I和水路电动阀门III信号相连。
作为本发明的热管逆流回热空调箱节能装置的进一步改进：回风入口内设有湿度传感器，在后置表冷器的出风侧设置温度传感器；湿度调节器分别与湿度传感器、水路电动阀门I、水路电动阀门II和温度传感器信号相连。
作为本发明的热管逆流回热空调箱节能装置的进一步改进：前置吸热盘管组由至少2个的前置吸热盘管组成，后置放热盘管组由数量等于前置吸热盘管的后置放热盘管组成；每个前置吸热盘管通过一根热管与对应的一个后置放热盘管相连通。
作为本发明的热管逆流回热空调箱节能装置的进一步改进：在前置吸热盘管和后置放热盘管内设置冷媒，该冷媒例如可选用水。
在本发明中，由于前置吸热盘管组由相互独立的若干个前置吸热盘管组成，同样，后置放热盘管组也由相互独立的若干个后置放热盘管组成，并利用多个热管按照由内而外的对应方式将前后两个独立换热盘管两两连接(即靠近后置表冷器的前置吸热盘管与靠近后置表冷器的后置放热盘管相连，远离后置表冷器的前置吸热盘管与远离后置表冷器的后置放热盘管相连)，形成独特的逆流换热结构，减少了传热势差，有效提高了回热能力，与采用单一盘管组相比具有明显优势。
本发明将热管单向导热特点用于空调箱被处理空气的回热，通过上述前置吸热盘管组和后置放热盘管组的连接方式，实现逆流换热布置，使要预冷的空气和要再热的空气通过逆流换热提升回热效果，有效避免了冷热抵消情况；同时通过设置前置预冷/热器，还解决了单纯使用热管难以进行回热送风温度控制的问题。
本发明通过设置前置预冷/热器，利用回风温度信号通过温度调节器控制阀门来调节前置预冷/热器或加热器的换热量，使回热送风温度得到有效控制，满足了室内显热负荷的需要。利用回风湿度信号由湿度调节器再设后置表冷器的露点送风温度，并利用后置表冷器的出风侧的温度传感器的反馈信号控制后置表冷器的换热量，使得设定露点得到保证，即满足了消除室内潜热负荷的需要。在冬季工况下，该空调箱仍然可以按照传统的预热、绝热加湿和再热的模式对空气进行热湿处理，但热管换热系统及后置表冷器不工作。本发明回热能力强，可控性好，系统构造新颖，容易实施，有效减少了空气处理中的冷热抵消现象，具有较大的节能价值，特别适用于对空气温、湿度要求严格的场所，如洁净厂房、纺织厂等。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明的热管逆流回热空调箱节能装置的结构示意图；
图2是图1的控制示意图。
【具体实施方式】
图1～图2结合给出了一种热管逆流回热空调箱节能装置，包括空调箱体22，在空调箱体22的入口处分别设置回风入口1和新风入口2，在空调箱体22的出口处设置出风口12；在空调箱体22内按照风地流向依次设置前置过滤器3、前置预冷/热器4、绝热喷雾加湿器5、前置吸热盘管组6、后置表冷器7、后置放热盘管组8、加热器9、送风机10和后置过滤器11。
前置吸热盘管组6由3个并列且相互独立的前置吸热盘管61组成，后置放热盘管组8由3个并列且相互独立的后置放热盘管81组成；热管组13由3根热管131组成。靠近后置表冷器7的一个前置吸热盘管61通过一根热管131与靠近后置表冷器7的一个后置放热盘管81相连通；远离后置表冷器7的一个前置吸热盘管61通过另一根热管131与远离后置表冷器7的一个后置放热盘管81相连通；位于中间的那个前置吸热盘管61通过又一根热管131与位于中间的那个后置放热盘管81相连通；从而形成3个独立的热管换热系统。在每个前置吸热盘管61、每个后置放热盘管81和每根热管131内均充设冷媒，该冷媒可选用水。
前置预冷/热器4的进出水循环管上设置水路电动阀门I14，后置表冷器7的进出水循环管上设置水路电动阀门II15，加热器9的进出水循环管上设置水路电动阀门III16。即，水路电动阀门I14用于控制前置预冷/热器4的水循环，水路电动阀门II15用于控制后置表冷器7的水循环，水路电动阀门III16用于控制加热器9的水循环。
在回风入口1内分别设有回风温度传感器17和湿度传感器18，在后置表冷器7的出风侧设置温度传感器19；温度调节器20分别与回风温度传感器17、水路电动阀门I14和水路电动阀门III16信号相连；湿度调节器21分别与湿度传感器18、水路电动阀门I14、水路电动阀门II15和温度传感器19信号相连。
本发明的热管逆流回热空调箱节能装置实际使用时，水路电动阀门I14、水路电动阀门II15和水路电动阀门III16的进出水循环管均与空调循环水系统相连；新风从新风入口2进入空调箱体22内，回风入口1与回风管相连；处理后的空气在送风机10的作用下经出风口12送入空调送风管。具体工作模式分成以下2种：
1、夏季工况：
绝热喷雾加湿器5不工作；由前置吸热盘管组6、后置放热盘管组8和热管组13组成的热管换热系统处于工作状态。
回风温度传感器17将测得的回风温度信号传递给温度调节器20，温度调节器20根据上述回风温度来控制水路电动阀门I14和水路电动阀门III16的开度；从而达到调节室内温度，满足室内显热负荷需求的目的。在调节过程中，当水路电动阀门I14趋于关闭而回风温度低于空调房间设定温度下限时，温度调节器20切换到控制水路电动阀门III16的开度，从而调节加热器9工作。当水路电动阀门III16趋于关闭而回风温度高于空调房间设定温度上限时，温度调节器20切换到控制水路电动阀门I14的开度，从而调节前置预冷/热器4工作。在此夏季工况下，前置预冷/热器4为预冷器。
湿度传感器18将测得的回风湿度信号传递给湿度调节器21，湿度调节器21根据上述回风湿度信号来设定后置表冷器7的露点送风温度。设定规则如下：当回风湿度大于空调房间湿度设定上限时，减小露点送风温度设定值；当回风湿度小于空调房间湿度设定下限时，增大露点送风温度设定值；当回风湿度在空调房间湿度设定区间时，原露点送风温度设定值保持不变。
温度传感器19将测得的露点送风温度信号传递给湿度调节器21，湿度调节器21将测得的露点送风温度与设定的露点送风温度进行比较；当测得的露点送风温度小于设定露点送风温度时，湿度调节器21命令水路电动阀门II15开大；当测得的露点送风温度大于设定露点送风温度时，湿度调节器21命令水路电动阀门II15关小；从而达到调节室内湿度，满足室内潜热负荷需求的目的。
2、冬季工况：
与上述夏季工况不同，在冬季工况时，水路电动阀门II15处于关闭状态，由前置吸热盘管组6、后置放热盘管组8和热管组13组成的热管换热系统以及后置表冷器7在冬季工况下不工作。
本发明的装置冬季工况下可按常规的预热、绝热加湿、再热模式处理空气：新、回风混合后，在送风机10的作用下，首先经前置过滤器3的过滤，然后被前置预冷/热器4预热，接着通过绝热喷雾加湿器5加湿到饱和，再通过加热器9将空气加热到合适的送风温度，最后经后置过滤器11的再次过滤后从出风口12排出。在此冬季工况下，前置预冷/热器4为预热器。
回风温度传感器17将测得的回风温度信号传递给温度调节器20，温度调节器20根据上述回风温度来控制水路电动阀门III16。当回风温度高于空调房间温度设定上限时，温度调节器20控制水路电动阀门III16关小，当回风温度低于空调房间温度设定下限时，温度调节器20控制水路电动阀门III16开大，从而达到调节室内温度，满足室内显热负荷需求的目的。
湿度传感器18将测得的湿度信号传递给湿度调节器21，湿度调节器21根据回风湿度信号来设定绝热喷雾加湿器5后的露点送风温度。设定规则如下：当回风湿度大于空调房间湿度设定上限时，减小露点送风温度设定值；当回风湿度小于空调房间湿度设定下限时，增大露点送风温度设定值；当回风湿度在空调房间湿度设定区间时，原露点送风温度设定值保持不变。
温度传感器19将测得的露点送风温度信号传递给湿度调节器21，湿度调节器21将测得的露点送风温度与设定的露点送风温度进行比较；当测得的露点送风温度小于设定露点送风温度时，湿度调节器21命令水路电动阀门I14开大；当测得的露点送风温度大于设定露点送风温度时，湿度调节器21命令水路电动阀门I14关小；从而达到调节室内湿度，满足室内潜热负荷需求的目的。
在冬季工况下，绝热喷雾加湿器5不进行调节，一直按设计工况运行，以保证始终将预热空气处理到饱和状态。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。