本發(fā)明屬于空氣調節(jié)技術領域,涉及一種節(jié)能型調溫調濕空氣處理裝置,特別是一種帶有預冷水和再冷水系統(tǒng)的內外復合式高精度空氣處理裝置。
背景技術:
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當前,制藥、電子、紡織等諸多行業(yè)的生產制造都對溫濕度控制有嚴格要求,一年四季都要求具備低濕度的工藝性空調環(huán)境。傳統(tǒng)的水系統(tǒng)恒溫恒濕空氣處理機組一般為一次回風全空氣系統(tǒng),系統(tǒng)采用7℃/12℃冷凍水對新風與回風的混合風進行降溫除濕,經蒸汽加熱器或電加熱器再熱后送入室內。但這種系統(tǒng)降溫受冷凍水溫度限制,機器露點僅能達到14℃左右,遠不能達到許多生產工藝要求的機器露點5℃。另外,由于冷卻除濕后空氣溫度較低,需進行再次加熱才能滿足送風溫度要求,存在先冷卻再加熱的能源利用矛盾,空調系統(tǒng)能耗較高。
對于有低濕度工況要求的車間,目前大部分場合使用轉輪除濕系統(tǒng)。轉輪除濕空調系統(tǒng)中,被處理空氣經前表冷器預冷后經過轉輪除濕至干燥狀態(tài),之后再經過后表冷器冷卻達到送風狀態(tài)點,送入室內。轉輪除濕機組即便在過渡季節(jié),其表冷器也需要冷水消耗,使得冷水機組必須開啟;另外再生側需要用蒸汽加熱或電加熱等方法將空氣加熱到120℃以上得到再生,這些都造成巨大的能源消耗和浪費。
專利技術“一種節(jié)能式調溫調濕空氣處理方法”(專利申請?zhí)枺篊N201210290885.4)公開了相關的技術方案,解決了上述部分問題,但仍存在系統(tǒng)復雜的不足;部分場合下要求降低現(xiàn)場施工難度、保證廠房內外美觀,甚至由于距離室外過遠而無法設計安裝室外機組。綜上所述的水系統(tǒng)恒溫恒濕空調、轉輪除濕空調和新型直膨式低溫低濕空調存在能耗大、效率低、占地面積大和系統(tǒng)復雜等問題。因此,尋求設計一種節(jié)能型調溫調濕空氣處理裝置,機組僅與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,省去多臺獨立蒸汽壓縮制冷機組,利用熱管冷量回收技術以及熱泵節(jié)能技術,解決現(xiàn)有調溫調濕空氣處理裝置能耗大、效率低、占地面積大和系統(tǒng)復雜等的問題。
技術實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點,提出設計一種提供一種新型的、節(jié)能的、精確控制生產環(huán)境溫濕度的空氣處理裝置。本發(fā)明機組僅與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,省去多臺獨立蒸汽壓縮制冷機組,無其他制冷系統(tǒng)外部連管,簡化系統(tǒng)結構,節(jié)省設備生產成本;利用熱管冷量回收技術以及熱泵節(jié)能技術,將空氣溫濕度精確控制在目標參數(shù),且能夠大幅提高空氣處理效率,節(jié)約除濕運行成本。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明涉及的節(jié)能型調溫調濕空氣處理裝置,將風道、外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管、擋水板、內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管、外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管、內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器、外熱管系統(tǒng)的等長度均液管、外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器、內熱泵系統(tǒng)的冷凝器、外熱管系統(tǒng)的冷凝器、內熱管系統(tǒng)的冷凝器、內熱泵系統(tǒng)均液管、內熱管系統(tǒng)的等長度均液管、供風機、露點溫度傳感器、露點溫度信號傳輸線、外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管、內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管、內熱泵系統(tǒng)氣液分離器、內熱泵系統(tǒng)膨脹閥、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器、內熱管系統(tǒng)的分液器、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器、外熱管系統(tǒng)的分液器、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥、待處理空氣進口、外部冷源(7℃/12℃冷凍水)、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管、低溫低濕空氣出口、內熱泵系統(tǒng)冷凝器凝結液輸送管、內熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管、內熱泵系統(tǒng)壓縮機、內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器、供風溫度傳感器、供風溫度信號傳輸線、內熱泵系統(tǒng)儲液罐、外熱管系統(tǒng)的儲液罐、內熱管系統(tǒng)的儲液罐、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵、中央控制器、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線、內熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線、供風機控制線、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器進水管、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器進水管、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥、外熱泵系統(tǒng)的冷凝器、外熱泵系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管、外熱泵系統(tǒng)的儲液罐、外熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器、外熱泵系統(tǒng)的膨脹閥、外熱泵系統(tǒng)均液管、外熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器、外熱泵系統(tǒng)氣液分離器、外熱泵系統(tǒng)壓縮機、外熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管和外熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線組合連接為一體,構成實現(xiàn)熱管節(jié)能型水系統(tǒng)調溫調濕空氣處理裝置,裝置按功能分為內外復合式兩相流熱管冷量回收系統(tǒng)、內外復合式熱泵系統(tǒng)、預冷水系統(tǒng)、再冷水系統(tǒng)和中央控制五個子系統(tǒng)。
本發(fā)明涉及的內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng),由m個(2≤m≤10)熱管循環(huán)按照內外復合的結構形式布置;最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器布置在其它各層內熱管系統(tǒng)的冷凝器之前,其熱管工作溫度最低,最內層的內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器布置在其它各層內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器之后;擋水板設置在最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器之前,內熱管系統(tǒng)的冷凝器通過內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管與內熱管系統(tǒng)的儲液罐相連,內熱管系統(tǒng)的儲液罐與內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵相連,內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵通過內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管與內熱管系統(tǒng)的分液器相連,內熱管系統(tǒng)的分液器通過內熱管系統(tǒng)的等長度均液管與內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器相連,內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器通過內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管與內熱管系統(tǒng)的冷凝器相連;最外層的熱管循環(huán)結構的連接順序為:外熱管系統(tǒng)的冷凝器-外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管-外熱管系統(tǒng)的儲液罐-外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵-外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管-外熱管系統(tǒng)的分液器-外熱管系統(tǒng)的等長度均液管-外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器-外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管-外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管-外熱管系統(tǒng)的冷凝器。這種內外復合的布置形式,能夠高效地實現(xiàn)冷量回收,m越大,冷量回收效果越好;最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器回收達到機器露點溫度的從擋水板流出空氣的冷量,使從內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管進入內熱管系統(tǒng)的冷凝器的氣液兩相流工質全部冷凝為液體,這些液體在重力作用下,經內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管進入內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵,提高壓力后由內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管送到內熱管系統(tǒng)的分液器,均勻分液后由內熱管系統(tǒng)的等長度均液管送入內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器,在此吸收從前一級熱管蒸發(fā)器出來的空氣中的熱量,轉化為氣液兩相流工質后,由內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管送入內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管,再次將兩相流工質送入冷凝器,如此形成循環(huán),連續(xù)不斷地實現(xiàn)冷量的回收;最外層的外熱管系統(tǒng)的冷凝器回收從前m-1級內循環(huán)熱管冷凝器流出空氣的冷量,使從外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管進入冷凝器的氣液兩相流工質全部冷凝為液體,這些液體在重力作用下,經外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管進入外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵,提高壓力后由外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管送到外熱管系統(tǒng)的分液器,均勻分液后由外熱管系統(tǒng)的等長度均液管送入外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器,在此吸收從前處理段出來的空氣中的熱量,轉化為氣液兩相流工質,由外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管送入外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管,再次將兩相流工質送入冷凝器,如此形成循環(huán),連續(xù)不斷地實現(xiàn)冷量的回收。
本發(fā)明涉及的內外復合式熱泵子系統(tǒng),由i個(2≤i≤10)熱泵循環(huán)按照內外復合的結構形式布置,在整個內外復合式熱泵子系統(tǒng)中,最內層循環(huán)的蒸發(fā)器布置在其它熱泵循環(huán)蒸發(fā)器之后,最內層循環(huán)的冷凝器布置在其它帶排熱熱泵循環(huán)冷凝器之前,最外層循環(huán)的蒸發(fā)器布置在其它熱泵循環(huán)蒸發(fā)器之前,最外層循環(huán)的冷凝器布置在其它熱泵循環(huán)冷凝器之后,形成內外復合的布置形式;最內層熱泵循環(huán)的內熱泵系統(tǒng)的冷凝器通過內熱泵系統(tǒng)冷凝器凝結液輸送管與內熱泵系統(tǒng)儲液罐相連,內熱泵系統(tǒng)儲液罐與內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器相連,內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器與內熱泵系統(tǒng)膨脹閥相連,內熱泵系統(tǒng)膨脹閥通過內熱泵系統(tǒng)均液管與內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器相連,內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器與內熱泵系統(tǒng)氣液分離器相連,內熱泵系統(tǒng)氣液分離器與內熱泵系統(tǒng)壓縮機相連,內熱泵系統(tǒng)壓縮機通過內熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管與內熱泵系統(tǒng)的冷凝器相連;最外層的熱泵循環(huán)結構的連接順序為:外熱泵系統(tǒng)的冷凝器-外熱泵系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管-外熱泵系統(tǒng)的儲液罐-外熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器-外熱泵系統(tǒng)的膨脹閥-外熱泵系統(tǒng)均液管-外熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器-外熱泵系統(tǒng)氣液分離器-外熱泵系統(tǒng)壓縮機-外熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管-外熱泵系統(tǒng)的冷凝器。最內層熱泵循環(huán)蒸發(fā)器與冷凝器之間的工作溫差較小,有利于提高內循環(huán)熱泵效率,同時,最外層熱泵循環(huán)蒸發(fā)器與冷凝器之間的工作溫差也較小,也有利于提高外循環(huán)熱泵效率,故整個熱泵循環(huán)子系統(tǒng)的效率都較高;內層熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度總是比外層熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度低,使每個熱泵循環(huán)的工作溫差都較小,且i越大,工作溫差減小得越多,熱泵效率提高的也越多,但i越大,初投資越大,系統(tǒng)越復雜,實際應用時,應根據(jù)經濟技術分析優(yōu)化確定i的大?。粌韧鈴秃鲜綗岜醚h(huán)子系統(tǒng)的功效是:其蒸發(fā)器的冷量用于冷卻被處理的空氣,實現(xiàn)降溫除濕,其冷凝器的排熱,全部用于加熱達到露點溫度后的低溫、低濕空氣,提高調溫調濕段供風溫度;另外,通過內外復合式熱泵循環(huán)子系統(tǒng)中最內層1個或幾個熱泵循環(huán)蒸發(fā)器換熱面積的有效擴大及其蒸發(fā)溫度的嚴格控制,能夠使機器露點溫度長期穩(wěn)定地控制在5℃的要求,實現(xiàn)深度除濕。
本發(fā)明涉及的中央控制子系統(tǒng),其中央控制器通過與供風溫度信號傳輸線、露點溫度信號傳輸線、供風機控制線、內熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線、外熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線,分別與供風溫度傳感器、露點溫度傳感器、供風機、內熱泵系統(tǒng)壓縮機、外熱泵系統(tǒng)壓縮機、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥相連;中央控制器獲得供風溫度、獲得露點溫度、控制供風量;通過對水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥的開度控制來改變對外排熱量,實現(xiàn)供風溫度的調節(jié);中央控制器通過對內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng)的工作臺數(shù)、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥的開度及內外復合式熱泵系統(tǒng)變頻壓縮機的工作臺數(shù)和工作頻率控制,完成露點溫度的調節(jié);中央控制子系統(tǒng)的功效是:實現(xiàn)供風溫度及露點溫度的自動調節(jié)與控制。
本發(fā)明涉及的預冷水子系統(tǒng),其水系統(tǒng)的預冷空調表冷器的進水口通過水系統(tǒng)的預冷空調表冷器進水管與水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥相連,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥與外部冷源(7℃/12℃冷凍水)相連,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器的出水口通過水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管與外部冷源相連;外部冷源與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥與中央控制器相連。外部冷源供應的冷水經預冷空調表冷器流量調節(jié)閥調節(jié)流量后,進入水系統(tǒng)的預冷空調表冷器內吸熱使風道中的空氣降溫,冷水適度升溫再經水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管返回外部冷源,放熱降溫后再進入預冷水子系統(tǒng)的制冷循環(huán)中;水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥通過調節(jié)流量來保證足夠的制冷量和機器露點的穩(wěn)定,同時保證排水溫度穩(wěn)定,使得外部冷源的水冷機組運行穩(wěn)定。
本發(fā)明涉及的再冷水子系統(tǒng),其水系統(tǒng)的再冷空調表冷器的進水口通過水系統(tǒng)的再冷空調表冷器進水管與水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥相連,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥與外部冷源(7℃/12℃冷凍水)相連,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器的排水口通過水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管與外部冷源相連,外部冷源與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥與中央控制器相連。外部冷源供應的冷水經水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥調節(jié)流量后,進入水系統(tǒng)的再冷空調表冷器內吸熱使風道中的空氣降溫,冷水適度升溫再經水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管返回外部冷源,放熱降溫后再進入再冷水子系統(tǒng)的制冷循環(huán)中;水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥通過調節(jié)流量來保證足夠的制冷量和供風溫度的穩(wěn)定,同時保證排水溫度穩(wěn)定,使得外部冷源的水冷機組運行穩(wěn)定。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,僅與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,省去多臺獨立蒸汽壓縮制冷機組,無其他制冷系統(tǒng)外部連管,簡化系統(tǒng)結構,節(jié)省設備生產成本;利用熱管冷量回收技術以及熱泵節(jié)能技術,將空氣溫濕度精確控制在目標參數(shù),能夠大幅提高空氣處理效率,節(jié)約調溫除濕的運行成本;其結構設計簡單合理,使用方便,應用環(huán)境友好。
附圖說明:
圖1是本發(fā)明的整體結構原理示意圖。
具體實施方式:
下面通過具體實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
實施例:
本實施例涉及的節(jié)能型調溫調濕空氣處理裝置,將風道1、外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管2、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管3、擋水板4、內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器5、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管6、外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管7、內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器8、外熱管系統(tǒng)的等長度均液管9、外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器10、內熱泵系統(tǒng)的冷凝器11、外熱管系統(tǒng)的冷凝器12、內熱管系統(tǒng)的冷凝器13、內熱泵系統(tǒng)均液管14、內熱管系統(tǒng)的等長度均液管15、供風機16、露點溫度傳感器17、露點溫度信號傳輸線18、外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管19、內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管20、內熱泵系統(tǒng)氣液分離器21、內熱泵系統(tǒng)膨脹閥22、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器23、內熱管系統(tǒng)的分液器24、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器25、外熱管系統(tǒng)的分液器26、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27、待處理空氣進口28、外部冷源(7℃/12℃冷凍水)29、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管30、低溫低濕空氣出口31、內熱泵系統(tǒng)冷凝器凝結液輸送管32、內熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管33、內熱泵系統(tǒng)壓縮機34、內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器35、供風溫度傳感器36、供風溫度信號傳輸線37、內熱泵系統(tǒng)儲液罐38、外熱管系統(tǒng)的儲液罐39、內熱管系統(tǒng)的儲液罐40、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵41、中央控制器42、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵43、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管44、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管45、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線46、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線47、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線48、內熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線49、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線50、供風機控制線51、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器進水管52、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器進水管53、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管54、水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55、外熱泵系統(tǒng)的冷凝器56、外熱泵系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管57、外熱泵系統(tǒng)的儲液罐58、外熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器59、外熱泵系統(tǒng)的膨脹閥60、外熱泵系統(tǒng)均液管61、外熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器62、外熱泵系統(tǒng)氣液分離器63、外熱泵系統(tǒng)壓縮機64、外熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管65和外熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線66組合連接為一體,構成實現(xiàn)熱管節(jié)能型水系統(tǒng)調溫調濕空氣處理裝置,裝置按功能分為內外復合式兩相流熱管冷量回收系統(tǒng)、內外復合式熱泵系統(tǒng)、預冷水系統(tǒng)、再冷水系統(tǒng)和中央控制五個子系統(tǒng)。
本實施例涉及的內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng),由m個(2≤m≤10)熱管循環(huán)按照內外復合的結構形式布置;最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器13布置在其它各層內熱管系統(tǒng)的冷凝器之前,其熱管工作溫度最低,最內層的內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器15布置在其它各層內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器之后,擋水板4設置在最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器13之前,內熱管系統(tǒng)的冷凝器13通過內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管20與內熱管系統(tǒng)的儲液罐40相連,內熱管系統(tǒng)的儲液罐40與內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵41相連,內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵41通過內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管45與內熱管系統(tǒng)的分液器24相連,內熱管系統(tǒng)的分液器24通過內熱管系統(tǒng)的等長度均液管15與內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器8相連,內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器8通過內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管6、內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管3與內熱管系統(tǒng)的冷凝器13相連;最外層的熱管循環(huán)結構的連接順序為:外熱管系統(tǒng)的冷凝器12-外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管19-外熱管系統(tǒng)的儲液罐39-外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵43-外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管44-外熱管系統(tǒng)的分液器26-外熱管系統(tǒng)的等長度均液管9-外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器10-外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管7-外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管2-外熱管系統(tǒng)的冷凝器12。內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器8能將空氣處理到較低溫度;這種內外復合的布置形式,能夠高效地實現(xiàn)冷量回收,m越大,冷量回收效果越好;最內層的內熱管系統(tǒng)的冷凝器13回收達到機器露點溫度的從擋水板4流出空氣的冷量,使從內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管3進入內熱管系統(tǒng)的冷凝器13的氣液兩相流工質全部冷凝為液體,這些液體在重力作用下,經熱內熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管20進入內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵41,提高壓力后由內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管45送到內熱管系統(tǒng)的分液器24,均勻分液后由內熱管系統(tǒng)的等長度均液管15送入內熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器8,在此吸收從前一級熱管蒸發(fā)器出來的空氣中的熱量,轉化為氣液兩相流工質后,由內熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管6送入內熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管3,再次將兩相流工質送入冷凝器,如此形成循環(huán),連續(xù)不斷地實現(xiàn)冷量的回收;最外層的外熱管系統(tǒng)的冷凝器12回收從前m-1級內循環(huán)熱管冷凝器流出空氣的冷量,使從外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管2進入冷凝器的氣液兩相流工質全部冷凝為液體,這些液體在重力作用下,經外熱管系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管19進入外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵43,提高壓力后由外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液輸送管44送到外熱管系統(tǒng)的分液器26,均勻分液后由外熱管系統(tǒng)的等長度均液管9送入外熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器10,在此吸收從前處理段出來的空氣中的熱量,轉化為氣液兩相流工質,由外熱管系統(tǒng)的兩相流工質輸送管7送入外熱管系統(tǒng)的兩相流工質母管2,再次將兩相流工質送入冷凝器,如此形成循環(huán),連續(xù)不斷地實現(xiàn)冷量的回收。
本實施例涉及的內外復合式熱泵子系統(tǒng),由i個(2≤i≤10)熱泵循環(huán)按照內外復合的結構形式布置,在整個內外復合式熱泵子系統(tǒng)中,最內層循環(huán)的蒸發(fā)器布置在其它熱泵循環(huán)蒸發(fā)器之后,最內層循環(huán)的冷凝器布置在其它帶排熱熱泵循環(huán)冷凝器之前,最外層循環(huán)的蒸發(fā)器布置在其它熱泵循環(huán)蒸發(fā)器之前,最外層循環(huán)的冷凝器布置在其它熱泵循環(huán)冷凝器之后,形成內外復合的布置形式;最內層熱泵循環(huán)的內熱泵系統(tǒng)的冷凝器11通過內熱泵系統(tǒng)冷凝器凝結液輸送管32與內熱泵系統(tǒng)儲液罐38相連,內熱泵系統(tǒng)儲液罐38與內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器35相連,內熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器35與內熱泵系統(tǒng)膨脹閥22相連,內熱泵系統(tǒng)膨脹閥22通過內熱泵系統(tǒng)均液管14與內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器5相連,內熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器5與內熱泵系統(tǒng)氣液分離器21相連,內熱泵系統(tǒng)氣液分離器21與內熱泵系統(tǒng)壓縮機34相連,內熱泵系統(tǒng)壓縮機34通過內熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管33與內熱泵系統(tǒng)的冷凝器11相連;最外層的熱泵循環(huán)結構的連接順序為:外熱泵系統(tǒng)的冷凝器56-外熱泵系統(tǒng)的冷凝器凝結液輸送管57-外熱泵系統(tǒng)的儲液罐58-外熱泵系統(tǒng)的干燥過濾器59-外熱泵系統(tǒng)的膨脹閥60-外熱泵系統(tǒng)均液管61-外熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器62-外熱泵系統(tǒng)氣液分離器63-外熱泵系統(tǒng)壓縮機64-外熱泵系統(tǒng)的壓縮機排氣管65-外熱泵系統(tǒng)的冷凝器56。最內層熱泵循環(huán)蒸發(fā)器與冷凝器之間的工作溫差較小,有利于提高內循環(huán)熱泵效率,同時,最外層熱泵循環(huán)蒸發(fā)器與冷凝器之間的工作溫差也較小,也有利于提高外循環(huán)熱泵效率,故整個熱泵循環(huán)子系統(tǒng)的效率都較高;內層熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度總是比外層熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度低,使每個熱泵循環(huán)的工作溫差都較小,且i越大,工作溫差減小得越多,熱泵效率提高的也越多,但i越大,初投資越大,系統(tǒng)越復雜,實際應用時,應根據(jù)經濟技術分析優(yōu)化確定i的大小;內外復合式熱泵循環(huán)子系統(tǒng)的功效是:其蒸發(fā)器的冷量用于冷卻被處理的空氣,實現(xiàn)降溫除濕,其冷凝器的排熱,全部用于加熱達到露點溫度后的低溫、低濕空氣,提高調溫調濕段供風溫度;另外,通過內外復合式熱泵循環(huán)子系統(tǒng)中最內層1個或幾個熱泵循環(huán)蒸發(fā)器換熱面積的有效擴大及其蒸發(fā)溫度的嚴格控制,能夠使機器露點溫度長期穩(wěn)定地控制在5℃的要求,實現(xiàn)深度除濕。
本實施例涉及的中央控制子系統(tǒng),其中央控制器42通過與供風溫度信號傳輸線37、露點溫度信號傳輸線18、供風機控制線51、內熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線49、外熱泵系統(tǒng)壓縮機控制線66、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線48、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵控制線47、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥控制線46,分別與供風溫度傳感器36、露點溫度傳感器17、供風機16、內熱泵系統(tǒng)壓縮機34、外熱泵系統(tǒng)壓縮機64、外熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵43、內熱管系統(tǒng)的循環(huán)溶液泵41、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27相連;中央控制器42獲得供風溫度、獲得露點溫度、控制供風量;通過對水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥46的開度控制來改變對外排熱量,實現(xiàn)供風溫度的調節(jié);中央控制器42通過對內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng)的工作臺數(shù)、水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27的開度及內外復合式熱泵系統(tǒng)變頻壓縮機的工作臺數(shù)和工作頻率控制,完成露點溫度的調節(jié);中央控制子系統(tǒng)的功效是:實現(xiàn)供風溫度及露點溫度的自動調節(jié)與控制。
本實施例涉及的預冷水子系統(tǒng),其水系統(tǒng)的預冷空調表冷器23的進水口通過水系統(tǒng)的預冷空調表冷器進水管52與水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27相連,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27與外部冷源(7℃/12℃冷凍水)29相連,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器23的出水口通過水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管30與外部冷源29相連;外部冷源29與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27與中央控制器42相連。外部冷源29供應的冷水經預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27調節(jié)流量后,進入水系統(tǒng)的預冷空調表冷器23內吸熱使風道中的空氣降溫,冷水適度升溫再經水系統(tǒng)的預冷空調表冷器排水管30返回外部冷源29,放熱降溫后再進入預冷水子系統(tǒng)的制冷循環(huán)中;水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27通過調節(jié)流量來保證足夠的制冷量和機器露點的穩(wěn)定,同時保證排水溫度穩(wěn)定,使得外部冷源29的水冷機組運行穩(wěn)定。
本實施例涉及的再冷水子系統(tǒng),其水系統(tǒng)的再冷空調表冷器25的進水口通過水系統(tǒng)的再冷空調表冷器進水管53與水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55相連,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55與外部冷源(7℃/12℃冷凍水)29相連,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器25的排水口通過水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管54與外部冷源29相連,外部冷源29與車間原水系統(tǒng)空調的冷凍水管路對接,水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55與中央控制器42相連。外部冷源29供應的冷水經水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55調節(jié)流量后,進入水系統(tǒng)的再冷空調表冷器25內吸熱使風道中的空氣降溫,冷水適度升溫再經水系統(tǒng)的再冷空調表冷器排水管54返回外部冷源29,放熱降溫后再進入再冷水子系統(tǒng)的制冷循環(huán)中;水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55通過調節(jié)流量來保證足夠的制冷量和供風溫度的穩(wěn)定,同時保證排水溫度穩(wěn)定,使得外部冷源29的水冷機組運行穩(wěn)定。
本實施例實現(xiàn)節(jié)能除濕調溫的空氣調節(jié)過程步驟是:待處理空氣依次經過內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng)的多個蒸發(fā)器10和8、預冷水系統(tǒng)的空調表冷器23冷卻降溫,再被內外復合式熱泵系統(tǒng)的多個蒸發(fā)器62、5深度冷卻至機器露點溫度,然后經擋水板4去除液態(tài)水滴,依次被內外復合式兩相流熱管冷量回收子系統(tǒng)的多個冷凝器13和12、內外復合式熱泵系統(tǒng)的多個冷凝器11、56加熱,最后由水系統(tǒng)的再冷空調表冷器25去除多余熱量,降溫至設定供風溫度,完成節(jié)能除濕調溫的空氣調節(jié)過程;中央控制子系統(tǒng)通過調節(jié)水系統(tǒng)的預冷空調表冷器流量調節(jié)閥27的開度和內外復合式熱泵系統(tǒng)運行機組個數(shù)、工作頻率來控制總制冷量和露點溫度,達到調濕目的,同時通過調節(jié)水系統(tǒng)的再冷空調表冷器流量調節(jié)閥55的開度和內外復合式兩相流熱管系統(tǒng)運行機組個數(shù)來控制總制熱量和供風溫度,達到調溫目的;其實現(xiàn)對空氣除濕調溫處理的啟動與運行過程如下:先將內外復合式兩相流熱管冷量回收系統(tǒng)和內外復合式熱泵系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)抽空、充注適量工質,再將中央控制子系統(tǒng)的露點和供風溫度按工藝要求設定具體參數(shù),啟動供風機16,隨后啟動內外復合式熱泵系統(tǒng)、預冷水系統(tǒng)、再冷水系統(tǒng);約10分鐘后,啟動內外復合式熱管冷量回收子系統(tǒng),再待20-60分鐘后,系統(tǒng)中的供風溫度和露點溫度將達到設定值,處于穩(wěn)定工作階段,如此便可連續(xù)不斷、高效節(jié)能地提供滿足供風溫度和露點溫度要求的低濕度空氣。