专利名称：一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种暖通空调设备，特别是关于一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器。
背景技术：
空调系统的负荷包括显热负荷和潜热负荷，空调系统的任务就是通过处理显热负荷和潜热负荷来实现对建筑热湿环境的有效调控。目前，温度与湿度独立控制空调系统可以将显热负荷和潜热负荷分开处理，通过送入干燥的空气来承担建筑潜热负荷、控制湿度， 通过送入只经过降温处理的空气或利用高温冷水经过辐射供冷末端装置来承担显热负荷、 控制温度。这种空调调节方式可以实现对温度、湿度的独立控制，在有效实现建筑热湿环境调控的同时还能实现很好的节能效果。在温度与湿度独立控制的空调系统中，承担温度控制任务所需的高温冷水温度或送入的空气温度一般在18 20°C左右，这时所需压缩制冷方式的冷源蒸发温度就可以远高于常规冷凝除湿方式对应的蒸发温度，制冷系统能效可以获得很大提高。而利用冷凝除湿方式获得干燥的空气来承担湿度控制任务时，所需要的冷源蒸发温度较低，一般在5°C以下。对于家庭或小型独立办公室等场所来说，空调潜热负荷一般仅占总负荷的20%左右，承担湿度控制任务所需的冷量大大低于承担温度控制任务所需的冷量。专利技术1公开了一种空调用双温冷水机组专利(ZL20041000^92. 1)，该机组采用了两级节流、中间不完全冷却的双级压缩制冷循环，制取高温冷水和低温冷水，从而实现了不同蒸发温度运行的制冷循环。但是，该专利公开的系统设备较为复杂，机组容量较大，适合应用在制冷量需求较大的场所，不适合应用在小型独立办公室或家庭等制冷量需求较小的场合。专利技术2(专利号为ZL200510063463.;3)和专利技术3(专利号为ZL200510(^8464. 4)都是利用喷射器引射蒸发器产生的制冷剂蒸气来构建的单级喷射/压缩制冷系统，在这些系统中喷射器代替膨胀阀等装置来回收膨胀功，尽管喷射器具有结构简单、成本低、无运动部件及适应两相流等特点，可以应用到蒸气压缩制冷循环中来利用制冷剂降压过程的膨胀功，有效提高制冷系统性能系数。但专利技术2和专利技术3都是单级蒸发器装置，均不能实现双蒸发温度运行的制冷循环。已有技术4(专利号 ZL200510026386. 4)公开了一种利用压缩/喷射混合循环的双温冷藏车制冷机组，其利用两级喷射器和一级压缩机构建双蒸发温度的制冷循环，同时满足冷藏室和驾驶室空调需求。这种机组的冷藏室蒸发器(低温)侧冷量远大于驾驶室侧空调蒸发器(高温)侧冷量， 而温度与湿度独立控制空调系统所需的低温侧冷量则远低于高温侧冷量，因而这种具有双蒸发温度的制冷机组无法直接用于温度与湿度独立控制空调系统。中国文献1《一种新型蒸气压缩/喷射混合制冷循环的探讨》(范晓伟，阴建民，刘海峰，陈钟颀.西安交通大学学报，30 :5 11，1996)对一种利用喷射器实现双蒸发温度运行的制冷循环(如图4所示)进行了分析。该制冷循环适用于双温冰箱制冷循环，冷凝器出口的部分液态制冷剂仍通过节流装置进入低温蒸发器蒸发，而这一节流过程的膨胀
3功却没有得到有效利用。中国文献2《四种双温蒸气压缩制冷循环的制冷性能比较》(刘敬辉，陈江平，陈芝久.应用科学学报，24(5) :538 M2，2006)中对几种利用喷射器构建的双温制冷循环(如图5、图6所示)进行了分析。中国文献2公开的制冷循环的两级蒸发温度差异较大(30°C左右)，适用于具有冷藏和冷冻功能的双温冰箱循环过程中由冷凝器流出的液态制冷剂部分或全部进入喷射器引射高温蒸发器侧蒸发的制冷剂，由于喷射器引射的能力有限，使得高温蒸发器侧制冷能力相应的受到限制。对于利用冷凝除湿方式的温度与湿度独立控制空调系统，两级蒸发温度需求的差异不太大(一般在15°C以内)，且需求的高温蒸发器侧冷量要远大于低温蒸发器侧冷量，该文献中提到的这些双温压缩/喷射制冷循环均无法直接用于温度、湿度独立控制的空调系统。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种利用喷射器构建的应用在家庭或小型独立办公室等场合的温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器，其特征在于，它包括一压缩机、一冷凝器、一喷射器、一高温蒸发器、一低温蒸发器、一节流装置和一气液分离器；所述压缩机的出口连接所述冷凝器的进口 ；所述喷射器的第一进口连接所述冷凝器的出口，第二进口连接所述低温蒸发器的出口 ；所述喷射器的出口分为两路，一路通过所述节流装置连接所述低温蒸发器的进口，另一路连接所述高温蒸发器的进口，所述高温蒸发器的出口经过所述气液分离器连接所述压缩机的进本实用新型还包括一辐射供冷末端和一循环水泵，所述辐射供冷末端的出口与所述循环水泵的进口连接；所述辐射供冷末端的进口连接所述高温蒸发器的高温冷水出口， 所述循环水泵的出口连接所述高温蒸发器的高温冷水进口。本实用新型采用喷射器来有效利用制冷剂降压过程的膨胀功，与现有采用膨胀阀等节流元件的制冷循环相比可以提高制冷循环的效率；制冷系统在双蒸发温度运行，可以利用单个制冷循环同时满足制取干燥空气和制取高温冷水(或冷风)的要求；本实用新型中设置的两级蒸发装置对应的制冷量比例，能够适应家庭或小型独立办公室等建筑的热湿负荷比例特点，实现这些场所的温度、湿度独立控制。本实用新型系统设备简单、运行方便，适合应用在小型独立办公室或家庭等制冷量需求较小的场合。
图1是本实用新型结构示意图图2是采用本实用新型制取冷水和制取冷风的原理示意图图3是本实用新型中高、低温蒸发器均采用风冷的工作原理图图4是中国文献1压缩/喷射双蒸发温度制冷循环的原理示意图图5是中国文献2中第一种双温制冷循环的原理示意图图6是中国文献2中第二种双温制冷循环的原理示意图
具体实施方式
[0016]
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，本实用新型包括一压缩机1、一冷凝器2、一喷射器3、一高温蒸发器 4、一低温蒸发器5、一节流装置6和一气液分离器7。其中，压缩机1的出口连接冷凝器2 的进口。喷射器3的第一进口与冷凝器2的出口连接，第二进口与低温蒸发器5的出口连接。喷射器3的出口分为两路，一路通过节流装置6与低温蒸发器5的进口连接，另一路与高温蒸发器4的进口连接，高温蒸发器5的出口经过气液分离器7连接压缩机1的进口。如图2所示，上述实施例中，可以在再设置了一辐射供冷末端8和一循环水泵9，辐射供冷末端8的出口连接循环水泵9的进口，辐射供冷末端8的进口连接高温蒸发器4的高温冷水出口，循环水泵9的出口连接高温蒸发器4的高温冷水进口。如图1所示，本实用新型利用高温蒸发器4处理显热负荷、承担温度控制任务，同时利用低温蒸发器5处理潜热负荷、承担湿度控制任务，从而满足不同的温度、湿度控制需求，具体操作过程为当潜热负荷比例增大时，通过节流装置6的调节增大进入低温蒸发器 5的制冷剂流量，满足潜热负荷处理需求；反之则减少进入低温蒸发器5的制冷剂流量。当总负荷即所需总制冷量增大时，通过提高压缩机1的转速来满足制冷量需求；反之则降低压缩机1的转速。下面从制冷剂、空气和水三个方面，对本实用新型实现独立控制温度和湿度的工作过程进行详细阐述。对于制冷剂，气态制冷剂经冷凝器2冷凝后变成液态流入喷射器3，液态制冷剂从喷射器3的喷嘴喷出，与此同时，喷射器3引射从低温蒸发器5蒸发的制冷剂蒸气，冷凝器2 流出的液态制冷剂与经低温蒸发器5蒸发的制冷剂蒸气在喷射器3中混合扩压，一部分混合扩压后的制冷剂经过节流装置6进入低温蒸发器5，蒸发后的制冷剂蒸气再进入喷射器3 并被从喷射器3喷嘴流入的制冷剂引射；另一部分混合扩压后的制冷剂进入高温蒸发器4， 经过蒸发的制冷剂进入气液分离器7进行气液分离。经过气液分离器7后，气态制冷剂进入压缩机1，经压缩后的制冷剂再进入冷凝器2。 对于空气，如图3所示，在上述过程中，空气在冷凝器2与制冷剂换热，得到高温空气10 ；—部分高温空气在低温蒸发器5中经过与制冷剂换热后被降温除湿，得到低温干燥空气11 ；另一部分高温空气在高温蒸发器4中经过与制冷剂换热后，得到低温空气12。对于水，如图2所示，水经高温蒸发器4的高温冷水进口 13进入高温蒸发器4，与高温蒸发器4中的制冷剂换热后温度降低，得到的高温冷水(比如18°C，但不限于此)；高温冷水经由高温蒸发器4的高温冷水出口 14送入辐射供冷末端8，在辐射供冷末端8进行换热后，冷水温度升高，再由循环水泵9送回高温蒸发器4。上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器，其特征在于，它包括一压缩机、一冷凝器、一喷射器、一高温蒸发器、一低温蒸发器、一节流装置和一气液分离器；所述压缩机的出口连接所述冷凝器的进口 ；所述喷射器的第一进口连接所述冷凝器的出口，第二进口连接所述低温蒸发器的出口 ；所述喷射器的出口分为两路，一路通过所述节流装置连接所述低温蒸发器的进口，另一路连接所述高温蒸发器的进口，所述高温蒸发器的出口经过所述气液分离器连接所述压缩机的进口。
2.如权利要求1所述的一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器，其特征在于 它还包括一辐射供冷末端和一循环水泵，所述辐射供冷末端的出口与所述循环水泵的进口连接；所述辐射供冷末端的进口连接所述高温蒸发器的高温冷水出口，所述循环水泵的出口连接所述高温蒸发器的高温冷水进口。
专利摘要本实用新型涉及一种温度与湿度独立控制的双蒸发温度空调器，其特征在于，它包括一压缩机、一冷凝器、一喷射器、一高温蒸发器、一低温蒸发器、一节流装置和一气液分离器；所述压缩机的出口连接所述冷凝器的进口；所述喷射器的第一进口连接所述冷凝器的出口，第二进口连接所述低温蒸发器的出口；所述喷射器的出口分为两路，一路通过所述节流装置连接所述低温蒸发器的进口，另一路连接所述高温蒸发器的进口，所述高温蒸发器的出口经过所述气液分离器连接所述压缩机的进口。本实用新型设备简单、运行方便，适合应用在小型独立办公室或家庭等制冷量需求较小的场合。
文档编号F25B5/00GK202141238SQ201120053840
公开日2012年2月8日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者刘晓华, 夏建军, 张涛, 江亿, 赵康 申请人:清华大学