一种辐射空调用新风控温除湿系统及控温除湿方法
【专利摘要】本发明公开了一种辐射空调用新风控温除湿系统及控温除湿方法,包括风道系统、辐射水循环系统和制冷系统。风道系统包括独立的新回风处理风道、排风热回收风道；预冷预热器和控温换热器均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，与辐射水进/出水管路相连组成辐射水循环系统；采用一级蒸发器直接蒸发，两级冷凝器同级并联实现双段冷凝的制冷压缩系统。本发明与辐射空调结合可实现温、湿度独立控制，在具备常规除湿系统的热湿处理功能之外，还具备对排风进行热回收的功能。本发明将压缩制冷家用空调与除湿系统结合起来，实现夏季制冷、冬季制热、过渡季节除湿；大大降低了运行能耗，解决了辐射空调不能除湿，易结露的弊端。
【专利说明】一种辐射空调用新风控温除湿系统及控温除湿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种户式辐射空调用多功能新风控温除湿系统及该新风控温除湿系 统全年控温除湿方法。
【背景技术】
[0002] 辐射空调系统起源于欧洲，是近年来在我国发展较迅速的新型空调系统。辐射供 冷和供暖技术具有节能、转移峰值耗电、提高电网效率、室内环境舒适及节省建筑空间等优 点。但是辐射空调系统本身不具备除湿能力，当辐射表面温度低于空气露点温度时，会产生 结露现象，影响室内卫生条件和使用，尤其是在我国长江流域地区，这一现象更加严重。为 解决辐射空调系统的这一弊端，辐射空调与新风除湿结合的温湿度独立控制系统成为人们 的研究课题。
[0003] 常见的新风除湿方式主要有溶液除湿、转轮除湿以及冷却除湿几种。溶液除湿的 除湿能力大，除湿效果好，能改善室内空气品质、节约能源，但其设备比较复杂，体积庞大， 占地面积较大，且需要加热再生的热源，在吸湿设备内部，溶液会腐蚀金属，当溶液流速不 合适时还会产生飞沫，和除湿空气一起排至系统外，影响室内人体健康；转轮除湿没有溶液 除湿的飞沫损失，可以连续获得低温、低露点的干燥空气，湿空气处理量大，但是转轮除湿 装置的能耗高，系统结构复杂，再生热量大，初投资高；冷却除湿可以精确有效的控制室内 湿度，虽然需要再热，能耗较高，但是可以结合热泵技术实现夏季制冷、过渡季节除湿、冬季 取暖，相比较溶液除湿和转轮除湿，具有节省占地面积、使用方便等优点，无论在节能性还 是在经济性上都具有较大的优势，对长江流域的户式住宅建筑有很强的适用性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种辐射空调用新风控温除湿系统，采用冷却除湿方式对新 风进行除湿，对降温除湿后的新风利用冷凝热加热，经过新风出口处设置的控温换热器，达 到控温除湿的目的。本发明有效克服了现有技术存在的设备复杂，能耗高，体积庞大及溶液 易腐蚀金属，产生飞沫影响身体健康的弊端，解决了辐射空调不能除湿、易结露的问题。由 于本发明对制冷剂热泵循环采用了排风热回收方法，不仅节约能源，而且实现了对室内空 调区域空气湿度的独立控制，保证了室内空气品质及卫生通风的换气需求，满足系统冬夏 季及过度季节的全年控温除湿的运行工况。
[0005] 为达到上述发明目的，本发明技术方案如下： 一种福射空调用新风控温除湿系统，包括风道系统、福射水循环系统和制冷系统。
[0006] A)所述风道系统包括独立的新回风处理风道、排风热回收风道、送风机、排风机； 预冷预热器、蒸发器、2#冷凝器、控温换热器，送风机按新风流方向依次串联布置于四周 封闭的新回风处理通道内；排风热回收风道内沿排风方向依次设置排风机、回风分流段、1# 冷凝器，回风分流段引出连接新风段入口端的回风支段，回风分流段上设置有回风风量调 节阀。
[0007] B)所述辐射水循环系统包括预冷预热器、控温换热器、辐射水进/出水管路；预冷 预热器和控温换热器均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，与辐射水进/出水管路相连组成辐 射水循环系统； C) 所述制冷系统包括蒸发器、压缩机、1#冷凝器、毛细管节流装置、2#冷凝器、四通换 向阀、单向阀VI、单向阀V2、单向阀V3、电磁阀EV1、电磁阀EV2 ;压缩机与四通换向阀的A、 B端连接，四通换向阀的C端并联连接两路制冷剂管，一根制冷剂管经电动阀EV2与2#冷凝 器入口段连接；另一根制冷剂管依次连接电动阀EV1、单向阀Vl与1#冷凝器入口段连接； 单向阀V2 -端并联在电动阀EVl和四通换向阀C端之间，另一端并联在1#冷凝器与单向 阀Vl之间；四通换向阀D端经制冷剂管与蒸发器出口段连接，2#冷凝器经单向阀V3与1# 冷凝器并联后经制冷剂管连接毛细管节流装置。
[0008] 辐射空调用新风控温除湿系统的控温除湿方法，包括夏季制冷、过渡季节除湿、冬 季供暖三种模式，通过电磁阀的开合，使用不同的冷凝器，通过控制四通换向阀的切换来实 现夏季制冷、冬季制热以及过渡季节室内热湿要求；其特征在于： D) 夏季制冷模式：打开四通换向阀的A、C、D端，打开电磁阀EVl ;从压缩机排出的高 温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端流入电磁阀EVl，经过单向阀VI，进入所述1#冷凝 器，与室内排风进行热交换，排风吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制 冷剂气体冷却冷凝成液体，被所述毛细管节流后成为气液两相流体进入蒸发器，与经过预 冷预热器预冷后的室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，降低温度和含湿量，经过控 温换热器，被送风机送入室内，制冷剂吸热蒸发成低温低压气体，经过四通换向阀D端和A 端，进入压缩机，完成一个制冷循环； E) 冬季制热模式：打开四通换向阀的A、C、D端，从压缩机中排出的高温高压制冷剂 气体通过四通换向阀D端进入蒸发器，与室外引入经过预冷预热器预热后的新风进行热交 换，新风吸收热量，温度升高，再经过控温换热器加热后被送风机送入室内，制冷剂气体冷 却冷凝成液体被毛细管节流，成为气液两相流体，进入1#冷凝器，与室内排风进行热交换， 排风放出热量，温度降低，被所述排风机排至室外，制冷剂吸热被蒸发成气体，经过单向阀 V2,通过四通换向阀C端和A端，进入压缩机，完成一个制热循环； F) 过渡季节除湿模式：包括湿度较大温度不高和温度较高湿度不大两种情况； ?湿度较大温度不高时：打开四通换向阀A端、C端和D端，打开电磁阀EVl、EV2 ;从 压缩机中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端分两路，一路流入电磁阀EV2,进 入2#冷凝器，与室外经过预冷预热器预冷及蒸发器除湿以后的新风进行热交换，新风吸热 温度升高后，再经过控温换热器再冷后被送风机送入室内，高温高压制冷剂气体冷却冷凝 成液体；另一路制冷剂流入电磁阀EVl，经单向阀Vl，进入1#冷凝器，与室内排风进行热交 换，排风吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液 体，与前一路制冷液体汇合，经毛细管节流装置后成为气液两相流体，进入蒸发器，与室外 引入的新风进行热交换，新风放出热量和析湿，温度和含湿量降低，制冷剂吸热蒸发成低温 低压气体，经过四通换向阀D端和A端，进入压缩机，完成一个除湿循环； ?温度较高湿度不大时：打开四通换向阀A端、C端和D端，打开电磁阀EV2 ;从压缩机 排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端流入电磁阀EV2,进入2#冷凝器，与室外经 过蒸发器冷却除湿以后的新风进行热交换，新风吸热温度升高后，被送风机送入室内，高温 高压制冷剂气体冷却冷凝成液体，经过单向阀V3、毛细管节流装置后成为气液两相流体进 入所述蒸发器，与室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，温度和含湿量降低，制冷剂 吸热蒸发成低温低压气体，经过四通换向阀D端和A端，进入压缩机，完成一个除湿循环。
[0009] 本发明的有益效果如下： 本发明利用辐射水的可控的空气预处理和末级再调温，以及采用一级蒸发器直接蒸 发，两级冷凝器同级并联实现双段冷凝的制冷压缩系统。本发明除了具备常规除湿系统所 具有的热湿处理功能(夏季制冷、冬季供热、过渡季节除湿）之外，还具备对排风进行热回收 的功能。本发明有机的将传统的压缩制冷家用空调系统与除湿系统结合起来，在实现夏季 制冷、冬季制热、过渡季节除湿及降低运行能耗的同时，为人们提供一个舒适、良好空气品 质的室内环境，解决了辐射空调不能除湿，易结露的弊端。新风控温除湿系统结构简单，温 湿度独立控制，控温除湿效率提高，通过对排风的热回收，节约了能耗，与辐射空调结合，可 以集温湿度控制、换气通风及热泵热回收等功能于一体。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明辐射空调用新风控温除湿系统结构示意图。
[0011] 1、预冷预热器，2、蒸发器，3、2#冷凝器，4、控温换热器，5、送风机，6、1#冷凝器，7、 四通换向阀，8、毛细管节流装置，9、压缩机，10、排风机，11、单向阀V3,12、电动阀EV2,13、 电动阀EV1，14、单向阀VI，15、单向阀V2。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0013] 图1中，制冷回路中压缩机9高压端与四通换向阀7的A端相连，低压端与四通换 向阀7的B端相连，四通换向阀7的C端并联连接两路制冷剂管，制冷剂管一经电动阀EV2 12与2#冷凝器3入口段连接，制冷剂管二依次连接电动阀EVl 13、单向阀Vl 14与1#冷 凝器6入口段连接；1#冷凝器6出口段与2#冷凝器3出口段并联后连接毛细管节流装置 8入口段，毛细管节流装置8出口段连接蒸发器2入口段，蒸发器2出口段与四通换向阀7 的D端和A端进入压缩机9,形成制冷循环回路。单向阀V2 15-端并联在电动阀EVl 13 和四通换向阀7的C端之间，另一端并联在1#冷凝器6与单向阀Vl 14之间；四通换向阀 7的D端经制冷剂管与蒸发器2出口段连接，2#冷凝器3经单向阀V3 11与1#冷凝器6并 联后经制冷剂管连接毛细管节流装置8。
[0014] 辐射水循环系统包括辐射水预冷预热器1、辐射水控温换热器4、辐射水进/出水 管路；辐射水预冷预热器1和辐射水控温换热器4均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，与辐射 水进/出水管路相连组成辐射水循环系统。所述风道系统包括独立的新回风处理风道、排 风热回收风道、送风机、排风机。
[0015] 本发明系统原理分为夏季制冷模式原理、冬季制热模式原理、过渡季节除湿A模 式原理、过渡季节除湿B模式原理。介绍如下： A.夏季制冷模式原理为：制冷回路中压缩机9中排出的高温高压制冷剂气体通过四通 换向阀7从C端流入电磁阀EVl 13,经过单向阀Vl 14进入1#冷凝器6,与室内排风进行 热交换，排风吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制冷剂气体冷却冷凝 成液体，被毛细管节流装置8节流后成为气液两相流体进入蒸发器2,与经过预冷预热器1 预冷后的室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，降低温度和含湿量，经过控温换热器 4,温度升高在一定范围内，被送风机5送入室内，制冷剂吸热蒸发成低温低压气体，经过四 通换向阀7的D端和A端，进入压缩机9,完成一个制冷循环。
[0016] B.冬季制热模式原理为：制冷回路中压缩机9中排出的高温高压制冷剂气体通过 四通换向阀7从D端进入蒸发器2,与室外引入经过预冷预热器1预热后的新风进行热交 换，新风吸收热量，温度升高，再经过控温换热器4再热后被送风机5送入室内，制冷剂气体 冷却冷凝成液体被毛细管节流装置8节流，成为气液两相流体，进入所述1#冷凝器6,与室 内排风进行热交换，排风放出热量，温度降低，被排风机10排至室外，制冷剂吸热被蒸发成 气体，经过单向阀V2 15,通过四通换向阀7的C端和A端，进入压缩机9,完成一个制热循 环。
[0017] C.过渡季节除湿A模式原理为：制冷回路中压缩机9中排出的高温高压制冷剂气 体通过四通换向阀7从C端分两路，一路流入电磁阀EV2 12,进入2#冷凝器3,与室外经过 预冷预热器1预冷及蒸发器2除湿以后的新风进行热交换，新风吸热温度升高后，再经过控 温换热器4再冷后被送风机5送入室内，高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体；另外一路制 冷剂流入电磁阀EVl 13,经过单向阀Vl 14,进入1#冷凝器6,与室内排风进行热交换，排风 吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液体，与前 面一路的制冷液体汇合，被毛细管节流装置8节流后成为气液两相流体，进入蒸发器2,与 室外引入的新风进行热交换，新风放出热量和析湿，温度和含湿量降低，制冷剂吸热蒸发成 低温低压气体，经过四通换向阀7的D端和A端，进入压缩机9,完成一个除湿A循环。
[0018] D.过渡季节除湿B模式原理为：制冷回路中压缩机9中排出的高温高压制冷剂气 体通过四通换向阀7从C端流入电磁阀EV2 12,进入2#冷凝器3,与室外经过蒸发器2冷 却除湿以后的新风进行热交换，新风吸热温度升高后，被新风机5送入室内，高温高压制冷 剂气体冷却冷凝成液体，经过单向阀V3 11，被毛细管节流装置8节流后成为气液两相流体 进入蒸发器2,与室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，温度和含湿量降低，制冷剂吸 热蒸发成低温低压气体，经过四通换向阀7的D端和A端，进入压缩机9,完成一个除湿B循 环。
[0019] 以上对本发明系统及系统原理进行了详细具体的介绍，并且通过具体的实施例进 一步阐述了本发明的原理及实施方式，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法 及其核心思想，而不是对其发明进行限制，任何在本发明的精神和权利要求的保护范围内， 对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种辐射空调用新风控温除湿系统，包括风道系统、辐射水循环系统和制冷系统； 其特征在于： A) 所述风道系统包括独立的新回风处理风道、排风热回收风道、送风机、排风机；预 冷预热器、蒸发器、2#冷凝器、控温换热器、送风机按新风流方向依次串联布置于四周封闭 的新回风处理通道内；排风热回收风道内沿排风方向依次设置排风机、回风分流段、1#冷 凝器，回风分流段引出连接新风段入口端的回风支段，回风分流段上设置有回风风量调节 阀； B) 所述辐射水循环系统包括预冷预热器、控温换热器、辐射水进/出水管路；预冷预热 器和控温换热器均为整体波纹翅片式内螺纹盘管，与辐射水进/出水管路相连组成辐射水 循环系统； C) 所述制冷系统包括蒸发器、压缩机、1#冷凝器、毛细管节流装置、2#冷凝器、四通换 向阀、单向阀VI、单向阀V2、单向阀V3、电磁阀EV1、电磁阀EV2 ;压缩机与四通换向阀的A、 B端连接，四通换向阀的C端并联连接两路制冷剂管，一根制冷剂管经电动阀EV2与2#冷凝 器入口段连接；另一根制冷剂管依次连接电动阀EV1、单向阀Vl与1#冷凝器入口段连接； 单向阀V2 -端并联在电动阀EVl和四通换向阀C端之间，另一端并联在1#冷凝器与单向 阀Vl之间；四通换向阀D端经制冷剂管与蒸发器出口段连接，2#冷凝器经单向阀V3与1# 冷凝器并联后经制冷剂管连接毛细管节流装置。
2. 根据权利要求1所述的辐射空调用新风控温除湿系统的控温除湿方法，包括夏季制 冷、过渡季节除湿、冬季供暖三种模式，通过电磁阀的开合，使用不同的冷凝器，通过控制四 通换向阀的切换来实现夏季制冷、冬季制热以及过渡季节室内热湿要求；其特征在于： D) 夏季制冷模式：打开四通换向阀的A、C、D端，打开电磁阀EVl ;从压缩机排出的高 温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端流入电磁阀EV1，经过单向阀VI，进入所述1#冷凝 器，与室内排风进行热交换，排风吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制 冷剂气体冷却冷凝成液体，被所述毛细管节流后成为气液两相流体进入蒸发器，与经过预 冷预热器预冷后的室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，降低温度和含湿量，经过控 温换热器，被送风机送入室内，制冷剂吸热蒸发成低温低压气体，经过四通换向阀D端和A 端，进入压缩机，完成一个制冷循环； E) 冬季制热模式：打开四通换向阀的A、C、D端，从压缩机中排出的高温高压制冷剂 气体通过四通换向阀D端进入蒸发器，与室外引入经过预冷预热器预热后的新风进行热交 换，新风吸收热量，温度升高，再经过控温换热器加热后被送风机送入室内，制冷剂气体冷 却冷凝成液体被毛细管节流，成为气液两相流体，进入1#冷凝器，与室内排风进行热交换， 排风放出热量，温度降低，被所述排风机排至室外，制冷剂吸热被蒸发成气体，经过单向阀 V2，通过四通换向阀C端和A端，进入压缩机，完成一个制热循环； F) 过渡季节除湿模式：包括湿度较大温度不高和温度较高湿度不大两种情况； CD湿度较大温度不高时：打开四通换向阀A端、C端和D端，打开电磁阀EVl、EV2 ;从 压缩机中排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端分两路，一路流入电磁阀EV2,进 入2#冷凝器，与室外经过预冷预热器预冷及蒸发器除湿以后的新风进行热交换，新风吸热 温度升高后，再经过控温换热器再冷后被送风机送入室内，高温高压制冷剂气体冷却冷凝 成液体；另一路制冷剂流入电磁阀EVl，经单向阀Vl，进入1#冷凝器，与室内排风进行热交 换，排风吸收制冷剂气体的热量温度升高被排至室外，高温高压制冷剂气体冷却冷凝成液 体，与前一路制冷液体汇合，经毛细管节流装置后成为气液两相流体，进入蒸发器，与室外 引入的新风进行热交换，新风放出热量和析湿，温度和含湿量降低，制冷剂吸热蒸发成低温 低压气体，经过四通换向阀D端和A端，进入压缩机，完成一个除湿循环； @温度较高湿度不大时：打开四通换向阀A端、C端和D端，打开电磁阀EV2 ;从压缩机 排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀C端流入电磁阀EV2,进入2#冷凝器，与室外经 过蒸发器冷却除湿以后的新风进行热交换，新风吸热温度升高后，被送风机送入室内，高温 高压制冷剂气体冷却冷凝成液体，经过单向阀V3、毛细管节流装置后成为气液两相流体进 入所述蒸发器，与室外新风进行热交换，新风放出热量并析湿，温度和含湿量降低，制冷剂 吸热蒸发成低温低压气体，经过四通换向阀D端和A端，进入压缩机，完成一个除湿循环。
【文档编号】F24F11/00GK104329759SQ201410626815
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】陈剑波, 李美玲, 白建民, 郭利娜, 孙坤, 汪洪涛, 王飞, 王坛, 杨芸 申请人:上海理工大学, 上海源知环境科技有限公司