一种水冷型恒温恒湿空调机的制作方法

本专利涉及空调冷凝器领域，具体涉及一种能够增强冷凝器工作效率的水冷型恒温恒湿空调机。

背景技术：

目前现有的水冷型恒温恒湿空调机先利用蒸发器降温除湿，再通过电加热器调热和加湿器调湿，向对温湿度有特殊要求的空调房间提供恒温恒湿空气。

在部分负荷工况下，压缩机冷量偏大，使得蒸发器降温后的出风温度大幅度低于设定温湿度值的要求，需要电加热器实现热补偿，保证恒温恒湿的目的，而电加热器的工作能耗极大，以一台输出功率为28kW的空调机为例，除电加热器外，整机额定功率（即输入功率）仅9kW，但需要配套功率为18kW的电加热器，电加热器的功率接近空调机额定功率的两倍，而且大功率的电加热运行，容易出现过热、过流、烧毁，甚至起火等问题，运行不可靠。

在公开号为CN201621818U的专利申请公开文本中提供了一种水冷式恒温恒湿机，包括室内机和室外机，所述的室内机内依次设有风机、电极加湿器和蒸发器，风机上连接有电机，所述的室外机内依次设有压缩机、水冷冷凝器、轴流风扇和气液分离器，所述的蒸发器两端分别与水冷冷凝器和气液分离器连通，所述的蒸发器和水冷冷凝器之间依次连接有干燥过滤器和三通阀，所述的干燥过滤器和三通阀之间连接有热回收器。

上述方案在用于对空气降温时，所述热回收器不发生作用；当对空气升温时，启动热回收器，可通过控制三通阀对水冷冷凝器热交换后的热量进行回收，减少甚至取代电加热管的运作，节约能源。该方案忽略了水冷冷凝器和热回收器的制冷剂积存问题，由于水冷冷凝器和热回收器的作用均是吸收制冷剂热量使之冷凝，在这个过程中变成液态的制冷剂容易附着在水冷冷凝器和热回收器中，使换热面积变小，影响换热效率。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本专利提供一种水冷型恒温恒湿空调机，能够减少积存在水冷冷凝器和再热冷凝器中的冷凝液，增加换热面积，提高换热效率。

针对本专利来说，上述技术问题是这样解决的：一种水冷型恒温恒湿空调机，包括压缩机、水冷冷凝器、再热冷凝器、三通阀、膨胀阀、电加热器、加湿器、送风机和蒸发器，所述压缩机、蒸发器和膨胀阀按顺序依次通过管路连通；所述空调机还包括储液器，所述膨胀阀的入口通过管路连通储液器的一端，储液器的另一端通过管路连通三通阀的接口，三通阀的另外两个接口分别通过管路连通水冷冷凝器和再热冷凝器的出口；所述水冷冷凝器和再热冷凝器的入口分别通过管路连通压缩机的出口；空气按顺序依次经过蒸发器、再热冷凝器、电加热器、加湿器和送风机后进入室内。

本专利中水冷冷凝器和再热冷凝器的出口经三通阀与储液器连通，由于蒸发器的设置高度与水冷冷凝器和再热冷凝器的高度持平或更高，冷凝后的液态制冷剂在重力势能的影响下很难通过管道流到蒸发器中，这种情况下很容易造成制冷剂积存在水冷冷凝器和再热冷凝器中，而通过储液器的设置，使得制冷剂可以先流到储液器内，避免凝液在水冷冷凝器和再热冷凝器中积存过多，扩大水冷冷凝器和再热冷凝器的换热面积，提高换热效率；在蒸发器负荷增大时，所需要的制冷剂也多，此时可通过储液器补给制冷剂，相反，负荷减小时，多余的制冷剂可以储存在储液器中，灵活制冷，适应性好；储液器能够防止过多的制冷剂从冷凝器中流出，避免对压缩机产生液击。

进一步地，所述再热冷凝器的出口通过电磁阀与储液箱连通。

当空气经过蒸发器后，所需的加热量不大或者不需要加热时，三通阀关闭其与再热冷凝器连通的接口，但同时为避免再热冷凝器中的制冷剂积存过多，压力过大，此时可通过控制电磁阀的开闭，将制冷剂导入储液器中，缓解再热冷凝器中的压力，增强可靠性。

进一步地，所述三通阀为三通调节阀。

所述三通调节阀可以调节再热冷凝器出口和水冷冷凝器出口的制冷剂流量比例，调节空气的加热量，提高控制精度。

进一步地，还包括空气过滤器；空气按顺序依次经过空气过滤器、蒸发器、再热冷凝器、电加热器、加湿器和送风机后进入室内。

通过设置空气过滤器过滤空气中的微小颗粒物、花粉、细菌、工业废气和灰尘等杂质，以防止这些杂质对空调机造成损害，还能够保护人体健康。

进一步地，所述加湿器为电极加湿器、电热加湿器、干蒸汽加湿器、湿膜加湿器或高压微雾加湿器。

所述加湿器可根据对空气特殊要求选择，灵活性高。

进一步地，所述压缩机的进口管路上设置有第一压力开关。

如果进口管路压力过低，说明空调机发生了故障，会造成压缩机压缩比增大，负荷增大，进而导致压缩机损坏。所述第一压力开关可用于检测管道内压力是否过低，进而开闭进口管路对空调机进行保护。

进一步地，所述压缩机的出口管路上设置有第二压力开关。

如果出口管路压力过高，说明空调机发生了故障，同样也会使压缩机负荷增大，进而可能损坏压缩机。所述第二压力开关可用于检测管道内压力是否过高，进而开闭出口管路对空调机进行保护。

进一步地，所述蒸发器与压缩机之间的连通管路上设置有第一逆止阀。

进一步地，所述压缩机的出口管路上设置有第二逆止阀。

进一步地，所述水冷冷凝器上设置有流量调节水阀。

所述流量调节水阀可以调节用于吸收水冷冷凝器的冷却水的流量，从而调节水冷冷凝器中制冷剂冷凝后的温度，提高空调机的可控性，灵活性好。

区别于现有技术，本专利的有益效果为：

（1）设置储液箱收集水冷冷凝器和再热冷凝器中积存的冷凝液，扩大水冷冷凝器和再热冷凝器中的换热面积，换热效率高。

（2）再热冷凝器出口通过电磁阀与储液器连通，可疏导再热冷凝器停止工作时其中积存的制冷剂，降低冷凝压力，可靠性高。

（3）增加空气过滤器，过滤空气中的杂质，保护空调机安全运行以及人体健康。

附图说明

图1是本专利的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种水冷型恒温恒湿空调机，包括压缩机11、水冷冷凝器16、再热冷凝器18、三通阀15、膨胀阀111、电加热器21、加湿器22、送风机23和蒸发器112，所述压缩机11、蒸发器112和膨胀阀111按顺序依次通过管路连通；所述空调机还包括储液器110，所述膨胀阀111的入口通过管路连通储液器110的一端，储液器110的另一端通过管路连通三通阀15的接口3，三通阀15的另外两个接口1和2分别通过管路连通水冷冷凝器16和再热冷凝器18的出口；所述水冷冷凝器16和再热冷凝器18的入口分别通过管路连通压缩机11的出口；空气按顺序依次经过蒸发器112、再热冷凝器18、电加热器21、加湿器22和送风机23后进入室内。

具体实施过程中，蒸发器112的设置高度与水冷冷凝器16和再热冷凝器18的高度持平或更高，冷凝后的液态制冷剂在重力势能的影响下很难通过管道流到蒸发器112中，这种情况下很容易使制冷剂在水冷冷凝器16和再热冷凝器18中积存，而通过储液器110的设置，使得制冷剂可以先流到储液器110内，避免冷凝液在水冷冷凝器16和再热冷凝器18中积存过多，扩大水冷冷凝器16和再热冷凝器18的换热面积，提高换热效率；在蒸发器112负荷增大时，所需要的制冷剂也多，此时可通过储液器110补给制冷剂，相反，负荷减小时，多余的制冷剂可以储存在储液器110中，灵活制冷，适应性好；储液器110能够防止过多的制冷剂从水冷冷凝器16和再热冷凝器18中流出，避免对压缩机11产生液击。

所述再热冷凝器18的出口通过电磁阀116与储液箱110连通。

当需要处理的空气经过蒸发器112后，所需的加热量不大或者不需要加热时，三通阀15关闭其与再热冷凝器18连通的接口2，但同时为避免再热冷凝器18中的制冷剂积存过多，压力过大，此时可通过控制电磁阀116的开闭，将制冷剂导入储液器110中，缓解再热冷凝器18中的压力，增强可靠性。

所述三通阀15为三通调节阀。

所述三通调节阀可以调节再热冷凝器18出口和水冷冷凝器16出口的制冷剂流量比例，调节空气的加热量，提高控制精度。

本实施例还包括空气过滤器24，空气按顺序依次经过空气过滤器24、蒸发器112、再热冷凝器18、电加热器21、加湿器22和送风机23后进入室内。

通过设置空气过滤24器过滤空气中的微小颗粒物、花粉、细菌、工业废气和灰尘等杂质，以防止这些杂质对空调机造成损害，还能够保护室内人体健康。

所述加湿器22为电极加湿器、电热加湿器、干蒸汽加湿器、湿膜加湿器或高压微雾加湿器。

所述加湿器22可根据对空气特殊要求选择，灵活性高。

所述压缩机11的进口管路上设置有第一压力开关113、第一逆止阀114以及第一压力表115。

如果进口管路压力过低，说明空调机发生了故障，会造成压缩机11压缩比增大，负荷增大，进而导致压缩机11损坏。所述第一压力开关113可用于检测管道内压力是否过低，进而开闭进口管路对空调机进行保护。

所述压缩机11的出口管路上设置有第二压力开关14、第二逆止阀13以及第二压力表12。

如果出口管路压力过高，说明空调机发生了故障，同样也会使压缩机11负荷增大，进而可能损坏压缩机11。所述第二压力开关14可用于检测管道内压力是否过高，进而开闭出口管路对空调机进行保护。

所述水冷冷凝器16上设置有流量调节水阀31。

所述流量调节水阀31可以调节用于吸收水冷冷凝器16热量的冷却水的流量，从而调节水冷冷凝器16中制冷剂冷凝后的温度，提高空调机的可控性，灵活性好。

所述再热冷凝器18与三通阀15的连通管路之间设有通向三通阀15的第一单通阀19。

所述水冷冷凝器16与三通阀15的连通管路之间设有通向三通阀15的第二单通阀17。

本实施例的工作原理，其步骤如下：

制冷过程：

S1：低温低压的液体制冷剂在蒸发器112中吸收空气热量后，汽化成高温低压的蒸汽；

S2：压缩机11吸入高温低压的蒸汽后，将其压缩成高温高压的蒸汽并排出；

S3：高温高压的蒸汽进入水冷冷凝器16和再热冷凝器18中向冷却介质（空气）放热，冷凝为低温高压液体；

S4：通过三通调节阀15调节再热冷凝器18出口和水冷冷凝器16出口的流量比例，低温高压液体流到储液器110中；

S5：低温高压液体从储液器110中流出，经膨胀阀111节流后为低压低温液体，返回步骤S1。

在上述步骤S2中，压缩机11之前还应检查吸入高温低压的蒸汽的压力是否过低，以及排出的高温高压的蒸汽的压力是否过高，根据判断控制压缩机11的出口管路和进口管路的开闭。空气处理过程：

S1：空气通过空气过滤器24过滤，形成洁净的空气；

S2：蒸发器112吸收空气的热量，并使空气中的水蒸汽冷凝，起到降温除湿的效果；

S3：再热冷凝器18将热量释放到空气中，并将水蒸发到空气中，起到升温加湿的效果；

S4：空气经过电加热器21精确升高温度；

S5：空气经过加湿器22精确提高湿度；

S6：空气通过送风机23加压送至室内。

其中电加热器21可以通过多级调节方式控制，也可以通过无级调节方式控制。