一种直膨热回收节能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于空调技术领域，特别涉及一种直膨热回收节能装置。
【背景技术】
[0002]台湾地区是海岛型气候的地方，一年四季中，大部份日子为湿度较大的天气，各种产业为了达到产品质量的提升或开发高科技的技术的目的，已认识到控温控湿的重要性。伴随着时代的进步，各种产业为了达到产品质量的提升或开发高科技的技术的目的，其工作环境均要求恒温恒湿的状态，又如设置在数据中心的诸多电子设备都有电路板及电子组件，如果数据中心的周围环境过于干燥，电路板及电子组件之间容易产生静电从而造成损坏，或者周围环境过于潮湿，电路板及电子组件长期处于该环境下容易发生锈蚀问题，因此诸如数据中心或其他工作环境均须要设置高效率的恒温恒湿空调设备。
[0003]一般恒温恒湿空调设备处理空气的方式是:将室内空气通过冷却除湿盘管，使空气同时作冷却除湿两种处理，直到达到低于室内空气温湿度要求的露点温度后，再送风至室内，使室内空气温湿度同时降低。但在运转过程中，室内空气温度比湿度容易先达到设定点。为了维持温度恒定，而冷却除湿盘管可继续除湿，因此在空气通过冷却除湿盘管后，设置加热器加热空气，使室内空气温度维持恒定，直到室内空气湿度达到设定点后，才控制降低冷却除湿盘管的能量。利用电热作为再热装置，其造价虽低，然而运转电费却很浪费。所以传统直膨恒温恒湿系统的压缩机只有冷却与除湿功能，再热与加湿功能都须采用电热加热器与电热加湿器，增加了能源消耗和浪费，这一问题亟待解决。
[0004]再者，传统的热交换器热量散热(或吸热)均以控制该热交换器的冷媒或空气(或水)的流量，来达到所需的热传导或温、湿度条件，例如，控制热交换器一次侧流体(冷媒)的流量与温差，以达到所需的热交换量(高温或低温)，或者是控制热交换器二次侧流体(水或空气)的流量与温差，以达到所需的热交换量(高温或低温)。但因压缩机冷媒吐出高压侧属高压气体，一是流量较不易控制，二是控制冷媒流量、压力变化时，会间接影响到压缩机的运转。
[0005]目前常用的热交换器散热(或吸热)均以控制该热交换器的一次侧流体(卤水、冰水或热水等二次冷媒)的流量温差，来达到所需的热传导或温、湿度条件。因冷媒的系统不易控制，故有二次冷媒的系统，例如，冷冻的卤水系统、空调的冰水系统或热水系统，以二次冷媒作为冷却、除湿、加热的用途，但系统会更复杂而庞大。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种直膨热回收节能装置，主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器所连结构成完整冷冻循环，仅需启动压缩机，通过热回收，即可同时具有冷却、除湿、再热与加湿功能，该装置结构简单，节能环保。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0008]本实用新型提供一种直膨热回收节能装置，主要由压缩机COM、冷凝器CON、膨胀阀EXP及蒸发器EVP所连结构成完整冷冻循环，冷凝器CON由第I冷凝器CONl及第2冷凝器C0N2串联构成，控制第2冷凝器C0N2所需的散热量为比例式控制第I冷凝器CONl的散热量，以达到精确地控制第2冷凝器C0N2所需的散热量，第2冷凝器C0N2做为热回收的加热器，且不会影响压缩机COM的正常运转。
[0009]优选地，蒸发器EVP由第I蒸发器EVPl及第2蒸发器EVP2串联构成，第2蒸发器EVP2所需的吸热量为比例式控制第I蒸发器EVPl的吸热量，以精确控制第2蒸发器EVP2所需的吸热量，第2蒸发器EVP2用做冷却及除湿，当其容量低于热回收的加热器时，即有高温的加热效果，且不会影响压缩机COM的正常运转。
[0010]优选地，直膨热回收节能装置还包括串联的第3冷凝器C0N3及第4冷凝器C0N4，该串联的第3冷凝器C0N3与第4冷凝器C0N4再与串联的第I冷凝器CONl与第2冷凝器C0N2两个串联回路再并联，并设有电磁阀S以控制启动热回收加热或热回收加湿功。
[0011 ] 优选地，第4冷凝器C0N4为加湿器HR。
[0012]优选地，加湿器HR包括有外部水源控制装置HRA来控制加湿水位，高温冷媒管路HRB连结热回收的高温冷媒，加热加湿水，产生湿气，压缩空气管路HRC连结空压机，利用压缩空气产生气泡，以增加空气与水的接触面积，增加加湿量。
[0013]优选地，直膨热回收节能装置还包括有第2压缩机COM2，第2压缩机COM2与压缩机COM并联，再连结回原冷冻循环回路。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0015]本实用新型特别适于应用在要求温度、湿度控制的场所，在加温或加湿的过程中不会影响压缩机的正常运转，且仅需启动压缩机，通过热回收，即可同时具有冷却、除湿、再热与加湿功能，结构简单，节能环保。
【附图说明】
[0016]图1传统基本的冷冻循环压焓图
[0017]图2本实用新型冷冻循环压焓图
[0018]图3本实用新型实施例1装置示意图
[0019]图4本实用新型实施例2装置示意图
[0020]图5本实用新型实施例3装置示意图
[0021]图6本实用新型加湿器示意图
[0022]图7本实用新型实施例4装置示意图
[0023]图8本实用新型实施例5装置示意图
[0024]图9本实用新型实施例5运用于产业空间示意图
[0025]其中的附图标记为:
[0026]I机体2机柜外恒温恒湿空间10设备空间
[0027]11机柜内恒温恒湿空间COM压缩机COM2第2压缩机
[0028]CON冷凝器CONl第I冷凝器C0N2第2冷凝器
[0029]C0N3第3冷凝器C0N4第4冷凝器EXP膨胀阀
[0030]EVP蒸发器Evp1第！蒸发器EVP2第2蒸发器
[0031]HC再热盘管CC冷却盘管S电磁阀
[0032]HR加湿器HRA外部水源控制装置HRB高温冷媒管路
[0033]HRC压缩空气管路 HRD空压机SF送风风机
[0034]SA送风口RA回风口
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。
[0036]本实用新型提供一种直膨热回收节能装置，仅需启动压缩机，通过热回收，即可同时具有冷却、除湿、再热与加湿功能。
[0037]如图1所示传统基本的冷冻循环压焓图，由图可知其包括有:
[0038]1.压缩过程a_b (压缩机)
[0039]Wc= GX (hb-ha)
[0040]2.冷凝过程b-c (冷凝器)
[0041]Qc= GX (hb-hc)
[0042]3.节流过程c-d (膨胀阀)
[0043]hd= h c
[0044]4.蒸发过程d-a (蒸发器)
[0045]Qe= GX (h a-hd)
[0046]压缩机的运转平衡
[0047]Qc= Qe+ffc
[0048]Qc与Qe若不平衡时，压缩机会因高、低压异常而跳机。
[0049]公式符号说明:
[0050]W。=压缩机的功率KJ/S(KW)
[0051]G=冷媒质量流率KG/S
[0052]h =冷媒焓值 KJ/KG
[0053]Qc =冷凝器单位时间的散热量KJ/S(KW)
[0054]Qe =蒸发器单位时间的吸热量KJ/S(KW)
[0055]如图2所示本实用新型冷冻循环压焓图，由图可知其包括有:
[0056]I.压缩过程a-b (压缩机)
[0057]Wc= GX (h b-ha)
[0058]2.冷凝过程b-c (冷凝器)
[0059]Qc= Qc1+Qc2
[0060]Qcl = G (h b-hx) = Gfl XCflX Δ T1[0061 ]Qc2 = Q c-Qcl = Q C-Gfl XCflX AT1
[0062]注:在固定条件下Qc =常数，所以精确控制Qcl的值即可精确控制Qc2的值。
[0063]3.节流过程c-d (膨胀阀)
[0064]hd= h c
[0065]4.蒸发过程d-a (蒸发器)
[0066]Qe= Qel+Qe2
[0067]Qel= G(hY_hd) = Gf2XCf2X Δ T2
[0068]Qe2 = Q e-Qel = Q e_Gf2 XCf2X Λ T2
[0069]在固定条件下Qe =常数，所以精确控制Qel的值即可精确控制Qe2的值。
[0070]压缩机的运转平衡
[0071]Qc= Qe+ffc
[0072](Qc1+Qc2) = (Qel+Qe2)+ffc
[0073]Qcl与Qc2，Qel与Qe2自己形成互补的关系，所以合成总量Qc、Qe与Wc平衡容易，不易造成压缩机高、低压异常而跳机。
[0074]公式符号说明:
[0075]W。=压缩机的功率KJ/S(KW)
[0076]G=冷媒质量流率KG/S
[0077]h=冷媒焓值 KJ/KG
[0078]Qc =冷凝器单位时间的总散热量KJ/S(KW)
[0079]Qcl =冷凝器I单位时间的散热量KJ/S(KW)
[0080]Qe2 =冷凝器2单位时间的散热量KJ/S(KW)
[0081]Gfl =冷凝器I 二次侧流体(水或空气)质量流率KG/S
[0082]Cfl =冷凝器I 二次侧流体(水或空气)比热KJ/KG°C
[0083]Λ T1 =冷凝器I 二次侧流体(水或空气)的温度差V
[0084]Q6 =蒸发器单位时间的总吸热量KJ/S(KW)
[0085]Qel =蒸发器I单位时间的总吸热量KJ/S(KW)
[0086]Qe2 =蒸发器2单位时间的总吸热量KJ/S (Kff)
[0087]Gf2 =蒸发器I 二次侧流体(水或空气)质量流率KG/S
[0088]Cf2 =蒸发器I 二次侧流体(水或空气)比热KJ/KG°C
[0089]Δ T2 =蒸发器I 二次侧流体(水或空气)温度差V
[0090]本实用新型散热过程以至少2个冷凝器CONl?2串联，控制第2冷凝器CON2所需的散热量Qc2，不是控制第2冷凝器CON2的一次侧流体(冷媒)的流量温差，而是比例式控制第I冷凝器CONl的散热量Qcl，也就是在图2上的散热过程在线形成X点，让X点可以左右移动，进而达到精确地控制第2冷凝器CON2所需的散热量Qc2，也就是说冷冻循环冷凝过程的散热总量是有限的(在固定条件下)，散热总量-散热量=所需的散热量即Qc^Qca
=Qc2O
[0091]本实用新型吸热过程以至少2个蒸发器EVPl?2串联，第2蒸发器EVP2所需的吸热量Q&不是控制第2蒸发器EVP2的一次侧流体(冷媒)的流量温差，而是比例式控制第I蒸发器EVPl的吸热量Qe