空调系统及空调系统的控制方法与流程

文档序号:16586303发布日期:2019-01-14 18:27阅读:134来源:国知局
空调系统及空调系统的控制方法与流程

本发明属于空调技术领域,具体涉及一种空调系统及空调系统的控制方法。



背景技术:

固体除湿空调系统利用温度和湿度独立处理的原理,采用除湿剂吸附空气中的水蒸气(潜热负荷),通过传统压缩式制冷系统来处理显热负荷。此类空调循环由于无需实现冷凝除湿过程,因而蒸发温度较高,循环cop得以提高。但除湿材料在固体除湿过程中释放出的吸附热,会提高除湿剂与被处理空气间的平衡吸附温度,这不仅会降低除湿剂的吸湿性能,同时会提高除湿剂的再生温度。因此需要有稳定的冷源带走吸附热,以及稳定的热源实现除湿剂的再生。

为了在家用空调领域应用上述技术,大金工业株式会社在cn1864033a、cn100557371c、cn102414532b和cn101171459a等专利文献中公开了一种翅片表面带除湿涂层的除湿换热器和制作方法,以及采用翅片涂层式固体吸附除湿换热器组成的空调系统。基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调循环,通过除湿蒸发器带走固体吸附除湿过程中释放的吸附热并处理空气显热负荷,通过除湿冷凝器的热量实现除湿剂的再生并加热空气。然而此类循环仍存在一定的局限:因除湿涂层较薄,为了保证连续的冷量输出和除湿效果,翅片涂层式固体吸附除湿换热器需在蒸发和冷凝过程之间频繁切换(实验数据表明3分钟左右需切换一次),导致其难以推广应用。

针对基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调需在蒸发器和冷凝器之间频繁切换的问题,上海交通大学在专利文献cn107314483a和cn107726480a中提供了一种两级双除湿蒸发器双除湿冷凝器的除湿热泵系统,通过待处理空气依次流经高温除湿蒸发器和低温除湿蒸发器来延长循环切换时间,但该系统需要两个除湿蒸发器、两个除湿冷凝器、两个压缩机,两个三通阀等,系统复杂,成本高昂,循环切换时间难以大幅度延长,系统需频繁切换的问题仍然存在。



技术实现要素:

因此,本发明要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、切换频率低的空调系统及空调系统的控制方法。

本发明提供了一种空调系统,包括依次设置在同一回路上的压缩机、第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器、节流元件以及第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器;热湿交换结构,所述热湿交换结构上设置有新风通道和回风通道,其中,所述新风通道的入口端用于与室外新风入口连接,所述新风通道的出口端通过风阀切换与所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器或第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器的进风口连接;所述回风通道的入口端用于与室内回风口连接,所述回风通道的出口端通过风阀切换与所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器或第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器的进风口连接。

进一步地,所述新风通道的出风口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器或第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器的进风口连接。

进一步地,所述回风通道的出口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器或第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器的进风口连接。

进一步地,所述热湿交换结构为全热交换芯体。

进一步地,所述空调系统还包括四通阀,所述四通阀包括第一阀口c、第二阀口d、第三阀口e以及第四阀口s,其中,所述第一阀口c与所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器连通,所述第二阀口d与所述压缩机的第一端口连通,所述第三阀口e与所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器连通,所述第四阀口s与所述压缩机的第二端口连通。

进一步地,所述空调系统还包括室内出风口,通过风阀切换使所述室内出风口与所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器或所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器的出风口连通。

进一步地,所述空调系统还包括室外排风出口,所述室外排风出口通过风阀切换使所述室外排风出口与所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器或所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器的出风口连通。

进一步地,所述空调系统包括第一运行模式,当所述空调系统处于第一运行模式时,所述空调系统运行在制冷季节且所述四通阀处于制冷模式,其中,

所述第一阀口c与所述第二阀口d连通,且所述第三阀口e与所述第四阀口s连通;所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器为冷凝器,所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器为蒸发器;室外新风先后流经所述室外新风入口、所述热湿交换结构、所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室内出风口,通过所述室内出风口为室内送入低温低湿新风;室内回风先后流经所述室内回风口、所述热湿交换结构、所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室外排风出口后,排出室外。

进一步地,所述空调系统还包括第二运行模式,当所述空调系统处于第二运行模式时,所述空调系统运行在制冷季节且所述四通阀处于制热模式,其中,所述第二阀口d与所述第三阀口e连通,且所述第四阀口s与所述第一阀口c连通;所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器为蒸发器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器为冷凝器;室外新风先后流经所述室外新风入口、所述热湿交换结构、所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室内出风口,通过所述室内出风口为室内送入低温低湿新风;室内回风先后流经所述室内回风口、所述热湿交换结构、所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室外排风出口后,排出室外。

进一步地,所述空调系统还包括第三运行模式,当所述空调系统处于第三运行模式时,所述空调系统运行在制热季节且所述四通阀处于制热模式,其中,所述第二阀口d与所述第三阀口e连通,且所述第四阀口s与所述第一阀口c连通;第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器为蒸发器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器为冷凝器;室外新风先后流经所述室外新风入口、所述热湿交换结构、所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室内出风口,通过所述室内出风口为室内送入高温中湿新风;室内回风先后流经所述室内回风口、所述热湿交换结构、所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室外排风出口后,排出室外。

进一步地,所述空调系统还包括第四运行模式,当所述空调系统处于第四运行模式时,所述空调系统运行在制热季节且所述四通阀处于制冷模式,其中,所述第一阀口c与所述第二阀口d连通,且所述第三阀口e与所述第四阀口s连通;所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器为冷凝器,所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器为蒸发器;室外新风先后流经所述室外新风入口、所述热湿交换结构、所述第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室内出风口,通过所述室内出风口为室内送入高温中湿新风;室内回风先后流经所述室内回风口、所述热湿交换结构、所述第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器、所述室外排风出口后,排出室外。

进一步地,所述室内出风口或所述室外新风入口处设置有第一风机。

进一步地,所述室内回风口或所述室外排风出口处设置有第二风机。

进一步地,所述节流元件为电子膨胀阀或毛细管。

进一步地,所述热湿交换结构内部的新风通道和回风通道均为多排,多排所述新风通道和多排所述回风通道沿所述热湿交换结构的高度方向交替布置,所述新风通道与所述回风通道流向相互垂直。

根据本发明的另一方面,提供了一种空调系统的控制方法,所述空调系统的控制方法采用上述的空调系统实现,所述空调系统的控制方法包括:在制冷季节且四通阀处于制冷模式,使所述空调系统执行第一运行模式;在制冷季节且四通阀处于制热模式,使所述空调系统执行第二运行模式;在制热季节且四通阀处于制热模式,使所述空调系统执行第三运行模式;在制热季节且四通阀处于制冷模式,使所述空调系统执行第四运行模式。

本发明提供的空调系统中设置有热湿交换结构,空调系统工作时,新风和回风进行热湿交换,降低流经除湿蒸发器的气流含湿量,延长除湿蒸发器涂层式固体吸附除湿材料达到吸湿饱和的时间,解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调系统需在蒸发器和冷凝器频繁切换的问题。

附图说明

图1示意性示出了本发明的空调系统处于第一运行模式时的运行情况图;

图2示意性示出了本发明的空调系统处于第二运行模式时的运行情况图;

图3示意性示出了本发明的空调系统处于第三运行模式时的运行情况图;

图4示意性示出了本发明的空调系统处于第四运行模式时的运行情况图。

附图标记表示为:

1、压缩机;2、四通阀;3、第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器;4、节流元件;5、第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器;6、热湿交换结构;7、室外新风入口;8、室内回风口;9、室内出风口;10、室外排风出口。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示,根据本发明的实施例,提供了一种空调系统,本实施例中的空调系统包括依次设置在同一回路上的压缩机1、第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3、节流元件4以及第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5;除此之外,本实施例中的空调系统还包括热湿交换结构6,该热湿交换结构6上设置有新风通道(图中未示出)和回风通道(图中未示出),其中,新风通道的入口端用于与室外新风入口7连接,新风通道的出口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5或第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3的进风口连接;回风通道的入口端用于与室内回风口8连接,回风通道的出口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3或第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5的进风口连接。

第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3和第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5的翅片表面均布有固体吸附除湿材料涂层,当固体吸附除湿材料涂层内水蒸气分压力小于流经气体的水蒸气分压力时,固体吸附除湿材料涂层吸附气流中的水分,达到干燥气流的作用;当固体吸附除湿材料涂层内水蒸气分压力大于流经气体的水蒸气分压力时,固体吸附除湿材料涂层往气流中的释放水分,对气流起加湿作用,固体吸附除湿材料涂层本身实现再生。

由于本实施例中的空调系统中设置有热湿交换结构6,该热湿交换结构6的新风通道的入口端用于与室外新风入口7连接,新风通道的出口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5或第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3的进风口连接;热湿交换结构6的回风通道的入口端用于与室内回风口8连接,回风通道的出口端根据制冷或制热季节,通过风阀切换与第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3或第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5的进风口连接,空调系统工作时,新风和回风进行热湿交换,降低流经除湿蒸发器的气流含湿量,延长除湿蒸发器涂层式固体吸附除湿材料达到吸湿饱和的时间,解决基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调系统需在蒸发器和冷凝器频繁切换的问题。

需要说明的是,本实施例中的制热季节尤其指寒冷或者温度低的季节,例如冬季,本实施例中的制冷季节尤其指炎热或者温度高的季节,例如夏季。

在本发明的一种优选的实施例中,将热湿交换结构6设置为全热交换芯体,结构简单,热湿交换效果高。热湿交换结构6的层与层之间的膜主要由专用纤维利用特殊工艺制成的纸张构成,这种纸张具有透湿率高、气密性好、抗撕裂、耐老化、防霉变的特点,由于纤维之间的间隙较小,只有粒径小的水蒸气分子才能通过,而气体不能通过,从而实现热交换芯体的全热交换。回风与新风在膜的两侧进行接触,热量从温度高一侧传向温度低一侧,含湿量从水蒸气分压力高一侧透过膜传向低一侧。夏季,室外新风的温度和水蒸气分压力高于回风,因此热量和含湿量从新风向回风传递;冬季,室内回风温度和水蒸气分压力(室内人员活动产生散湿量也会增加室内回风的含湿量)高于室外新风,热量和含湿量从室内回风向室外新风传递。

实际工作时,室内排风和新风分别呈正交叉方式流经全热交换芯体时,由于气流分隔板两侧气流存在着温差和蒸汽分压差,两股气流通过分隔板时呈现传热传质现象,引起全热交换过程。夏季运行时,新风从空调排风获得冷量,使温度降低,同时被室内排风干燥,使新风含湿量降低;冬季运行时,新风从空调室排风获得热量,温度升高,同时从室内排风中吸取含湿量,新风相对湿度增大。这样,通过换热芯体的全热换热过程,让新风从空调排风中回收能量。

本实施例中的热湿交换结构6内部的新风通道和回风通道均为多排,多排所述新风通道和多排所述回风通道沿所述热湿交换结构的高度方向交替布置,新风通道与回风通道流向相互垂直,新风与回风分别在新风通道和回风通道内流动,在流动的过程中进行热湿交换。通过交替布置的新风通道和回风通道的设置方式,便于进行热湿交换,降低流经除湿蒸发器的气流含湿量,延长除湿蒸发器涂层式固体吸附除湿材料达到吸湿饱和的时间。

本实施例中的空调系统还包括四通阀2,四通阀2包括第一阀口c、第二阀口d、第三阀口e以及第四阀口s,其中,第一阀口c与第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3连通,第二阀口d与压缩机1的第一端口连通,第三阀口e与第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5连通,第四阀口与压缩机1的第二端口连通。

如图1至图4所示,与常规热泵循环相同,当四通阀2的第二阀口d与第一阀口c连通且第四阀口s与第三阀口e连通时,制冷剂系统处于制冷模式,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为冷凝器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作蒸发器;当四通阀2的第二阀口d与第三阀口e连通且第四阀口s与第一阀口c连通时,制冷剂系统处于制热模式,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为蒸发器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作冷凝器。

本实施例中的空调系统还包括室内出风口9,室内出风口9根据制冷或制热需求,通过风阀切换与第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3或第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5的出风口连通。对应地,空调系统还包括室外排风出口10,室外排风出口10根据制冷或制热需求,通过风阀切换与第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5或第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3的出风口连通。

本实施例中的节流元件4为电子膨胀阀,当然,在本发明的其他实施例中,还可以将节流元件设置为毛细管等结构,只要是在本发明的构思下的其他变形方式,均在本发明的保护范围之内。

根据上述的结构可以知道,本发明的空调系统的新风(送风)和回风(排风)两个空气流路,包括一个室外新风入口7、一个室内回风口8、一个全热交换芯体、一个室内出风口9、一个室外排风出口10。此外,每个空气流路均需配置一台风机,以驱动空气在流路内流动,因风机配置在流路的不同位置均可实现相同功能,因此图1至图4没有将风机标识出来。

具体而言,室内出风口9和/或室外新风入口7处设置有第一风机。室内回风口8和/或室外排风出口10处设置有第二风机,用于驱动空气在流路内流动。

本发明的空调系统因固体吸附除湿材料涂层在制冷和制热季节均需切换四通阀2以实现第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3和第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5的吸湿与解吸,因此一共有四种运行模式。在制冷季节,本发明所涉及的空调系统在第一运行模式和第二运行模式间切换,为室内持续引入稳定的低温低湿的新风,实现制冷除湿功能。在制热季节,本发明的空调系统在第三运行模式和第四运行模式间切换,为室内持续引入稳定的高温中湿的新风,实现制热和无水加湿功能。下面将对这四种运行模式做详细说明。

(1)第一运行模式

空调系统包括第一运行模式,当空调系统处于第一运行模式时,空调系统运行在制冷季节且四通阀2处于制冷模式,其运行情况如图1所示,此时室内出风口9要求送出低温低湿的新风。

制冷剂循环流路上,四通阀2的第一阀口c与第二阀口d连通,且第三阀口e与第四阀口s连通,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为冷凝器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作蒸发器。压缩机1第一端口的高压高温气体经四通阀2的d第二阀口d至第一阀口c后进入第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器),制冷剂在第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)内释放热量,帮助第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)翅片表面的固体吸附除湿材料涂层释放水分实现再生以及加热流经翅片表面的气流,制冷剂则被冷凝成高压过冷液体,再进入节流元件4进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器),第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5翅片表面的固体吸附除湿材料涂层因吸附水分而产生吸附热,气液两相制冷剂在第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)内吸收这部分吸附热以及气流中的显热,维持固体吸附除湿材料涂层吸附水分能力以及降低流经翅片表面的气流温度,而低压两相制冷剂则变成低压饱和气态制冷剂,然后经四通阀第三阀口e至第四阀口s后进入压缩机1的第二端口,再经压缩机1压缩后变成高温高压气体从第一端口排出,完成制冷剂流路循环。

空气流路上,室外新风经室外新风入口7进入新风(送风)流路,高温高湿的室外新风在全热交换芯体与低温低湿的室内回风进行热湿交换,从全热交换芯体出来的新风的温度和含湿量均降低了,流经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)后,其温度和湿度进一步降低。因新风在流经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)前,其部分含湿量已交换给室内回风,则新风被第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5翅片表面的固体吸附除湿材料涂层吸附的含湿量会明显减少,固体吸附除湿材料涂层达到饱和需要的时间更长。固体吸附除湿材料涂层达到饱和后,为了实现固体吸附除湿材料涂层再生以及送风温度和湿度的持续,四通阀2需切换模式。本发明能够使得翅片上的固体吸附除湿材料涂层需要更长时间才达到饱和,降低了制冷剂四通阀2的切换的频率,提高了送风稳定性和舒适性,以及整个新风空调系统运行的可靠性。经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)进一步降低温度和湿度的新风,已达到送风条件并被送到室内出风口9,为室内引入低温低湿的新风,系统实现了制冷除湿功能。

室内回风经室内回风口8进入回风(排风)流路,该流路内的室内回风经全热交换芯体后,温度和含湿量均增大,气流经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)并带走其翅片表面的固体吸附除湿材料涂层再生时释放的水分和制冷剂冷凝时释放的热量,气流自身温度和湿度进一步增大,从第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)出来的气流经室外排风出口10后被排放到室外。

(2)第二运行模式

空调系统还包括第二运行模式,当空调系统处于第二运行模式时,空调系统运行在制冷季节且四通阀2处于制热模式,其运行情况如图2所示,此时室内出风口9要求送出低温低湿的新风。

制冷剂循环流路上,第二阀口d与第三阀口e连通,且第四阀口s与第一阀口c连通,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为蒸发器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作冷凝器。压缩机1第一端口的高压高温气体经四通阀2的第二阀口d至第三阀口e后进入第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器),制冷剂在第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)内释放热量,帮助第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)翅片表面的固体吸附除湿材料涂层释放水分实现再生以及加热流经翅片表面的气流,制冷剂则被冷凝成高压过冷液体,再进入节流元件4进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器),第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3翅片表面的固体吸附除湿材料涂层因吸附水分而产生吸附热,气液两相制冷剂在第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)内吸收这部分吸附热以及气流中的显热,维持固体吸附除湿材料涂层吸附水分能力以及降低流经翅片表面的气流温度,而低压两相制冷剂则变成低压饱和气态制冷剂,然后经四通阀2的第一阀口c至第四阀口s后进入压缩机1的第二端口,再经压缩机1压缩后变成高温高压气体从第一端口排出,完成制冷剂流路循环。

空气流路上,室外新风经室外新风入口7进入新风(送风)流路,高温高湿的室外新风在全热交换芯体与低温低湿的室内回风进行热湿交换,从全热交换芯体出来的新风的温度和含湿量均降低了,流经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)后,其温度和湿度进一步降低。经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)进一步降低温度和湿度的新风,已达到送风条件并被送到室内出风口9,为室内引入低温低湿的新风,系统实现制冷除湿功能。

室内回风经室内回风口8进入回风(排风)流路,该流路内的室内回风经全热交换芯体后,温度和含湿量均增大,气流经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)并带走其翅片表面的固体吸附除湿材料涂层再生时释放的水分和制冷剂冷凝时释放的热量,气流自身温度和湿度进一步增大,从第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)出来的气流经室外排风出口10后被排放到室外。

(3)第三运行模式

空调系统还包括第三运行模式,当空调系统处于第三运行模式时,空调系统运行在制热季节且四通阀2处于制热模式,其运行情况如图3所示,此时室内出风口9要求送出高温中湿的新风。

制冷剂循环流路上,四通阀2的第二阀口d与第三阀口e连通,且第四阀口s与第一阀口c连通,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为蒸发器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作冷凝器。压缩机1第一端口的高压高温气体经四通阀2的第二阀口d与第三阀口e后进入第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器),制冷剂在第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)内释放热量,帮助第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)翅片表面的固体吸附除湿材料涂层释放水分实现再生以及加热流经翅片表面的气流,制冷剂则被冷凝成高压过冷液体,再进入节流元件4进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器),第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3翅片表面的固体吸附除湿材料涂层因吸附水分而产生吸附热,气液两相制冷剂在第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)内吸收这部分吸附热以及气流中的显热,维持固体吸附除湿材料涂层吸附水分能力以及降低流经翅片表面的气流温度,而低压两相制冷剂则变成低压饱和气态制冷剂,然后经四通阀2的第一阀口c至第四阀口s后进入压缩机1的第二端口,再经压缩机1压缩后变成高温高压气体从第一端口排出,完成制冷剂流路循环。

空气流路上,室外新风经室外新风入口7进入新风(送风)流路,低温低湿的室外新风在全热交换芯体与高温中湿的室内回风进行热湿交换,从全热交换芯体出来的新风的温度和含湿量均升高了,流经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)后,其温度和湿度进一步升高。经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(冷凝器)进一步升高温度和湿度的新风,已达到送风条件并被送到室内出风口9,为室内引入高温中湿的新风,系统实现制热和无水加湿功能。

室内回风经室内回风口8进入回风(排风)流路,该流路内的室内回风经全热交换芯体后,温度和含湿量均降低了,气流经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)后,其热量被蒸发器内制冷剂吸收,水分被翅片表面的固体吸附除湿涂层吸附,因此回风温度和湿度进一步降低,从第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(蒸发器)出来的气流经室外排风出口10后被排放到室外。

(4)第四运行模式

空调系统还包括第四运行模式,当空调系统处于第四运行模式时,空调系统运行在制热季节且四通阀2处于制冷模式,其运行情况如图4所示,此时室内出风口9要求送出高温中湿的新风。

制冷剂循环流路上,四通阀2的第一阀口c与第二阀口d连通,且第三阀口e与第四阀口s连通,第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3作为冷凝器,第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5用作蒸发器。压缩机1的第一端口的高压高温气体经四通阀2的第二阀口d至第一阀口c后进入第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器),制冷剂在第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)内释放热量,帮助第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)翅片表面的固体吸附除湿材料涂层释放水分实现再生以及加热流经翅片表面的气流,制冷剂则被冷凝成高压过冷液体,再进入节流元件4进行节流降压降温。降压降温后的制冷剂以低压气液两相状态进入第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器),第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5翅片表面的固体吸附除湿材料涂层因吸附水分而产生吸附热,气液两相制冷剂在第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)内吸收这部分吸附热以及气流中的显热,维持固体吸附除湿材料涂层吸附水分能力以及降低流经翅片表面的气流温度,而低压两相制冷剂则变成低压饱和气态制冷剂,然后经四通阀2的第三阀口e至第四阀口s后进入压缩机1的第二端口,再经压缩机1压缩后变成高温高压气体从第一端口排出,完成制冷剂流路循环。

空气流路上,室外新风经室外新风入口7进入新风(送风)流路,低温低湿的室外新风在全热交换芯体与高温中湿的室内回风进行热湿交换,从全热交换芯体出来的新风的温度和含湿量均升高了,流经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)后,其温度和湿度进一步升高。经第一翅片涂层式固体吸附除湿换热器3(冷凝器)进一步升高温度和湿度的新风,已达到送风条件并被送到室内出风口9,为室内引入高温中湿的新风,系统实现制热和无水加湿功能。

室内回风经室内回风口8进入回风(排风)流路,该流路内的室内回风经全热交换芯体后,温度和含湿量均降低了,气流经第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)后,其热量被蒸发器内制冷剂吸收,水分被翅片表面的固体吸附除湿涂层吸附,因此回风温度和湿度进一步降低,从第二翅片涂层式固体吸附除湿换热器5(蒸发器)出来的气流经室外排风出口10后被排放到室外。

本发明通过增加全热交换芯体,使新风和回风进行热湿交换,夏季制冷工况可以降低新风含湿量和温度。由于新风含湿量降低,除湿蒸发器达到吸湿饱和状态时间延长,解决了基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调系统需在蒸发器和冷凝器频繁切换的问题。

本发明的空调系统在冬季制热工况,新风和回风在全热交换芯体进行热湿交换,回风将含湿量传递给新风;新风再经过翅片涂层式固体吸附除湿冷凝器,吸收冷凝器翅片表面的热量和水分,进一步升温加湿,新风可实现制热和无水加湿功能,解决新风空调系统冬季制热工况送风干燥问题。

空调系统可实现温度和湿度独立控制:除湿蒸发器翅片表面的固体吸附除湿涂层吸附空气中的水蒸气,并利用翅片冷量处理显热负荷,系统无需实现冷凝除湿过程,蒸发温度较高,因而系统能效得以提高。

本发明的除湿冷凝器工作过程为翅片涂层式固体吸附除湿材料再生过程,除湿冷凝器翅片涂层式固体吸附除湿材料中的水分处于蒸发吸热过程,有利于增强换热效果和提高系统能效。

根据本发明的另一方面,还提供了一种空调系统的控制方法,该控制方法采用上述实施例中的方法实现,具体为,在制冷季节且四通阀处于制冷模式,使所述空调系统执行第一运行模式;在制冷季节且四通阀处于制热模式,使所述空调系统执行第二运行模式;在制热季节且四通阀处于制热模式,使所述空调系统执行第三运行模式;在制热季节且四通阀处于制冷模式,使所述空调系统执行第四运行模式。本发明通过在空调系统增加全热交换芯体,使新风和回风进行热湿交换,夏季制冷工况可以降低新风含湿量和温度。由于新风含湿量降低,除湿蒸发器达到吸湿饱和状态时间延长,解决了基于翅片涂层式固体吸附除湿换热器的空调系统需在蒸发器和冷凝器频繁切换的问题。本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上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。

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