一种夏季室内辐射式供冷系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种供冷系统，具体涉及一种夏季室内辐射式供冷系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着我国经济技术发展，能源的需求与消耗逐渐增加，研究发现建筑领域是能源消耗的重要主体之一，在建筑能耗中，供冷供热系统与生活热水系统所占比例接近60％，随着人们生活水平的提高，建筑供冷供热系统的能耗将呈持续上升趋势，实现其高效节能显得尤为重要。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种夏季室内辐射式供冷系统及其控制方法，余冷回收冷量利用率高，辐射制冷与新风除湿联合运行有效防止辐射制冷的结露问题。
4.为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种夏季室内辐射式供冷系统，包括换热装置和辐射制冷装置，所述换热装置包括第一压缩机、气液分离器、四通阀、翅片式换热器、第一膨胀阀、过滤器、储液器、套管式换热器和壳管式换热器，所述第一压缩机的高温制冷剂出口通过四通阀与壳管式换热器的管程进口相连，所述壳管式换热器的管程出口与储液器的进口相连，所述储液器的出口通过第一膨胀阀和过滤器连接翅片式换热器，所述翅片式换热器的低温制冷剂出口依次通过四通阀和气液分离器与第一压缩机的回流口相连；所述套管式换热器并联于壳管式换热器和储液器之间的管路上；
5.所述辐射制冷装置包括吊顶辐射板和墙体辐射板，所述吊顶辐射板和墙体辐射板并联于壳管式换热器的壳程进、出水口之间。
6.其中，所述的夏季室内辐射式供冷系统还包括新风装置，所述新风装置包括新风预冷装置、新风除湿装置、新风再热装置、湿膜加湿装置和送风装置，所述新风预冷装置的出风口依次连接有新风除湿装置、新风再热装置、湿膜加湿装置和送风装置。
7.其中，所述吊顶辐射板和墙体辐射板分别通过各自的分集水器与壳管式换热器的壳程进、出水口相连。
8.其中，所述套管式换热器的进、出水口分别通过供水管和回水管与供水装置相连。
9.进一步，所述新风装置还包括第二压缩机和第二膨胀阀，所述第二压缩机、新风再热装置、第二膨胀阀和新风除湿装置循环连接。
10.优选的，所述新风再热装置选用翅片再热器，所述新风除湿装置选用翅片蒸发器，所述新风预冷装置选用翅片预冷器，所述湿膜加湿装置选用湿膜加湿器。
11.本发明还提供一种夏季室内辐射式供冷系统的控制方法，室外环境温度t0》30℃时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式，包括如下步骤：
12.(1)第一压缩机排出的高温制冷剂经过四通阀进入翅片式换热器换热后经第一膨胀阀节流减压，然后经由过滤器和储液器后流入套管式换热器进行初级换热，再然后进入
壳管式换热器的管程内，与壳管式换热器壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；
13.(2)壳管式换热器管程内的制冷剂流经四通阀和气液分离器后返回第一压缩机；
14.(3)基于步骤(1)和(2)循环制冷。
15.其中，步骤(1)包括如下具体步骤：
16.(1-1)室外环境温度t0》30℃、相对湿度》60％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风处理模式，包括如下步骤：
17.(1-1-1)余冷回收过程：第一压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀与翅片式换热器换热后经第一膨胀阀节流降压后依次流经过滤器和储液器，然后先与套管式换热器初级换热产生冷水为新风预冷装置内的新风预冷；
18.(1-1-2)套管式换热器流出的制冷剂进入壳管式换热器的管程内，与壳管式换热器壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；
19.(1-1-3)新风预冷装置内预冷后的新风依次经由新风除湿装置除湿、新风再热装置再加热、湿膜加湿装置加湿后，由送风装置向室内吹送新风；
20.(1-2)室外环境温度t0》30℃、相对湿度《40％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风空调制冷模式，包括如下步骤：
21.(1-2-1)第一压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀与翅片式换热器换热后经第一膨胀阀节流降压后依次流经过滤器和储液器，然后与壳管式换热器壳程内待降温的水换热产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；
22.(1-2-2)新风空调制冷：新风预冷装置内预冷后的新风依次经由新风除湿装置除湿、新风再热装置再加热、湿膜加湿装置加湿后，由送风装置向室内吹送新风；
23.进入新风除湿装置内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，流经套管式换热器换热，经由第二膨胀阀节流降压后在新风除湿装置内换热给新风后再流回第二压缩机，如此冷媒循环制冷。
24.本发明的上述技术方案的有益效果如下：
25.1、本发明可以针对使用场所的不同湿度差异，通过改变不同控制逻辑方式实现机组多功能供冷以及房间湿度要求。
26.2、传统的供冷系统采用水温为7℃冷水，本发明提供的夏季室内辐射式供冷系统中供冷冷水为18℃高温冷水，大大降低能源消耗与浪费，同时辐射制冷无吹风感，满足人们生活舒适性要求。
27.3、本发明创新提出空气源热泵余冷回收用于处理新风湿度并配备整套新风处理模式，用于解决易结露问题。
附图说明
28.图1为本发明的系统原理图；
29.图2为图1中换热装置处的放大图；
30.图3为图1中辐射制冷装置处的放大图；
31.图4为图1中新风装置处的放大图；
32.图5为本发明中双冷模式与新风处理模式相结合的控制流程图；
33.图6为本发明中双冷模式与新风空调模式相结合的控制流程图。
34.附图标记说明：
35.1-1、第一压缩机；1-2、气液分离器；1-3、四通阀；1-4、翅片式换热器；1-5、第一膨胀阀；1-6、过滤器；1-7、储液器；1-8、套管式换热器；1-9、壳管式换热器；1-10、墙体辐射板；1-11、吊顶辐射板；
36.2-1、第二压缩机；2-2、第二膨胀阀；2-3、新风再热装置；2-4、新风除湿装置；2-5、新风预冷装置；2-6、湿膜加湿装置；2-7、送风装置；
37.1、1号电磁阀；2、2号电磁阀；3、3号电磁阀；4、4号电磁阀；5、5号电磁阀；6、6号电磁阀；7、7号电磁阀；8、8号电磁阀；9、9号电磁阀；10、10号电磁阀；11、11号电磁阀；12、12号电磁阀；13、13号电磁阀；14、14号电磁阀；15、15号电磁阀；18、18号电磁阀；19、19号电磁阀；20、20号电磁阀。
具体实施方式
38.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
39.如图1-图4所示，本发明提供一种夏季室内辐射式供冷系统，包括换热装置和辐射制冷装置，所述换热装置包括第一压缩机1-1、气液分离器1-2、四通阀1-3、翅片式换热器1-4、第一膨胀阀1-5、过滤器1-6、储液器1-7、套管式换热器1-8和壳管式换热器1-9，所述第一压缩机1-1的高温制冷剂出口通过四通阀1-3与壳管式换热器1-9的管程进口相连，所述壳管式换热器1-9的管程出口与储液器1-7的进口相连，所述储液器1-7的出口通过第一膨胀阀1-5和过滤器1-6连接翅片式换热器1-4，所述翅片式换热器1-4的低温制冷剂出口依次通过四通阀1-3和气液分离器1-2与第一压缩机1-1的回流口相连；所述套管式换热器1-8并联于壳管式换热器1-9和储液器1-7之间的管路上。其中，所述套管式换热器1-8的进、出水口分别通过供水管和回水管与供水装置相连。
40.所述辐射制冷装置包括吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10，所述吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10并联于壳管式换热器1-9的壳程进、出水口之间。优选的，所述吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10分别通过各自的分集水器与壳管式换热器1-9的壳程进、出水口相连。
41.所述的夏季室内辐射式供冷系统还包括新风装置，所述新风装置包括新风预冷装置2-5、新风除湿装置2-4、新风再热装置2-3、湿膜加湿装置2-6和送风装置2-7，所述新风预冷装置2-5的出风口依次连接有新风除湿装置2-4、新风再热装置2-3、湿膜加湿装置2-6和送风装置2-7。
42.所述新风装置还包括第二压缩机2-1和第二膨胀阀2-2，所述第二压缩机2-1、新风再热装置2-3、第二膨胀阀2-2和新风除湿装置2-4循环连接。
43.优选的，所述新风再热装置2-3选用翅片再热器，所述新风除湿装置2-4选用翅片蒸发器，所述新风预冷装置2-5选用翅片预冷器，所述湿膜加湿装置2-6选用湿膜加湿器。
44.本发明中，壳管式换热器1-9和储液器1-7之间的管路上设有20号电磁阀20，20号电磁阀20前侧与套管式换热器1-8之间的管路上设有2号电磁阀2，20号电磁阀20后侧与套
管式换热器1-8之间的管路上设有1号电磁阀1。
45.套管式换热器1-8的出口与新风预冷装置2-5的进口之间的管路上设有3号电磁阀3，新风预冷装置2-5的出口与套管式换热器1-8的进口之间的管路上设有4号电磁阀4。套管式换热器1-8的回水管上设有18号电磁阀18，供水管上设有19号电磁阀19。
46.第二压缩机2-1的出口与新风再热装置2-3的进口之间的管路上设有6号电磁阀6，6号电磁阀6的前侧与套管式换热器1-8的进口之间的管路上设有5号电磁阀5。新风再热装置2-3的出口与新风除湿装置2-4的进口之间的管路上设有8号电磁阀8，8号电磁阀8的前侧与套管式换热器1-8的出口之间的管路上设有7号电磁阀7。
47.所述湿膜加湿装置2-6的供水管上设有9号电磁阀9。
48.壳管式换热器1-9的出水管上设有10号电磁阀10，回水管上设有11号电磁阀11。10号电磁阀10的前侧与墙体辐射板1-10的进水之间的管路上设有13号电磁阀13，墙体辐射板1-10的出水与11号电磁阀11的前侧之间的管路上设有12号电磁阀12。10号电磁阀10的前侧与吊顶辐射板1-11的进水之间的管路上设有15号电磁阀15，吊顶辐射板1-11的出水与11号电磁阀11的前侧之间的管路上设有14号电磁阀14。
49.本发明还提供一种夏季室内辐射式供冷系统的控制方法，室外环境温度t0》30℃时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式，包括如下步骤：
50.(1)第一压缩机1-1排出的高温制冷剂经过四通阀1-3进入翅片式换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流减压，然后经由过滤器1-6和储液器1-7后流入套管式换热器1-8进行初级换热，再然后进入壳管式换热器1-9的管程内，与壳管式换热器1-9壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷。包括如下具体步骤：
51.(1-1)室外环境温度t0》30℃、相对湿度》60％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风处理模式，步骤如下：
52.(1-1-1)余冷回收过程：第一压缩机1-1排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀1-3与翅片式换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流降压后依次流经过滤器1-6和储液器1-7，然后先与套管式换热器1-8初级换热产生冷水为新风预冷装置2-5内的新风预冷；
53.(1-1-2)套管式换热器1-8流出的制冷剂进入壳管式换热器1-9的管程内，与壳管式换热器1-9壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷；
54.(1-1-3)新风预冷装置2-5内预冷后的新风依次经由新风除湿装置2-4除湿、新风再热装置2-3再加热、湿膜加湿装置2-6加湿后，由送风装置2-7向室内吹送新风。本步骤中还包括由冷媒循环装置提供的冷媒循环过程，所述冷媒循环装置由新风除湿装置2-4、第二压缩机2-1、新风再热装置2-3和第二膨胀阀2-2循环连接而成。
55.上述控制过程的流程图如图5所示，供冷过程中20号电磁阀20、5号电磁阀5和7号电磁阀7关闭，其余全部打开。
56.(1-2)室外环境温度t0》30℃、相对湿度《40％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风空调制冷模式，步骤如下：
57.(1-2-1)第一压缩机1-1排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀1-3与翅片式换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流降压后依次流经过滤器1-6和储液器1-7，然后与壳管式换
热器1-9壳程内待降温的水换热产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷；
58.(1-2-2)新风空调制冷：新风预冷装置2-5内预冷后的新风依次经由新风除湿装置2-4除湿、新风再热装置2-3再加热、湿膜加湿装置2-6加湿后，由送风装置2-7向室内吹送新风；
59.进入新风除湿装置2-4内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机2-1排出的高温制冷剂蒸汽，流经套管式换热器1-8换热，经由第二膨胀阀2-2节流降压后在新风除湿装置2-4内换热给新风后再流回第二压缩机2-1，如此冷媒循环制冷。
60.(2)壳管式换热器1-9管程内的制冷剂流经四通阀1-3和气液分离器1-2后返回第一压缩机1-1；
61.(3)基于步骤(1)和(2)循环制冷。
62.上述控制过程的流程图如图6所示，供冷过程中1号电磁阀1、2号电磁阀2、3号电磁阀3、4号电磁阀4、6号电磁阀6和8号电磁阀8关闭，其余全部打开。
63.以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。