一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统的制作方法

本发明涉及空调，具体为一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统。

背景技术：

1、在恒温恒湿空调系统中除湿措施主要有两种方法，一种是采用低温冷冻水或直膨式制冷技术的降温冷却除湿措施，另一种是采用除湿转轮的吸附除湿措施。参见附图1，除湿转轮与温度调节措施相结合构成完整的恒温恒湿空调系统，较为先进节能的空气处理方案以双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统为代表。工作原理是将空气的湿度调节措施与温度调节措施分开为两个相对独立的空气处理过程。

2、空气湿度调节措施采用中央机房集中制备的高温冷冻水冷源作为预冷除湿措施，同时采用每台空调末端机组独立配置的直膨冷源作为再冷除湿措施，对该空调末端机组的除湿风量进行冷却除湿处理，以满足该空调末端机组的除湿功能需要。其除湿风量的确定是由该空调末端机组承担的除湿负荷除以上述双冷源组合除湿措施所能实现的除湿湿差得到的，组合除湿措施所能实现的除湿湿差越大，则所需除湿风量越小；反之，则所需除湿风量越大。

3、空气温度处理过程采用中央机房制备的高温冷冻水冷源或热水热源，对该空调末端机组的全部风量或除湿风量之外的部分风量进行降温或升温处理，以满足室内的温度调节功能需要。此时，作为一种节能技术，为除湿措施配置的直膨冷源产生的冷凝废热可以进行回收作为温度调节的热源使用。

4、由于冷却除湿过程会伴随降温过程，如果在实现除湿功能的同时伴随发生的降温过程产生过度降温反而需要在除湿处理之后对空气再进行升温处理称为除湿再热过程，属于高能耗过程，应当尽量予以避免。双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统由于只对空调末端机组的除湿风量进行冷却除湿，在实现除湿功能的同时，其伴随发生的降温程度较小，发生上述除湿再热过程的几率会相应减小。

5、相对照的，参见附图2，另一种恒温恒湿空气处理方案是采用除湿转轮替代上述双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统中的直膨冷源除湿措施，构成冷冻水预冷除湿+除湿转轮二级除湿的组合除湿措施，成为转轮除湿温湿分控恒温恒湿空调系统。该方案是可以突破冷却除湿时换热器表面温度低于水蒸气冰点会导致换热器表面结冰的限制，实现更低的湿度要求。但是，该方案的存在的技术问题是普通的除湿转轮再生需要蒸汽或电加热等高温热源加热再生空气到120-130℃，处理过程运行能耗较高。

6、即，现有的双冷源温湿分控恒温恒湿空调系统因为冷却除湿时换热器表面温度低于水蒸气冰点会导致换热器表面结冰的限制，存在通常无法稳定实现露点温度低于10℃或者含湿量小于7.0g/kg干空气的除湿功能要求的技术问题；同时，受到除湿能力的限制，除湿风量无法进一步减小，以避免因冷却除湿过程导致过度降温而发生高能耗除湿再热过程的努力也受到了限制。现有的转轮除湿温湿分控恒温恒湿空调系统因为需要昂贵的蒸汽或电加热进行转轮再生，运行能耗更高。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中所提出的问题，本技术提供一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种内置高温热泵装置的恒温恒湿空调系统，包括：

4、机房及至少一个空调末端机组；

5、所述机房通过管网系统连接所述至少一个空调末端机组、并且向所述至少一个空调末端机组提供冷冻水；

6、所述空调末端机组包括高温热泵装置、低温再生除湿转轮、预冷换热器及降温换热器；

7、所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器沿气流方向依次位于所述低温再生除湿转轮的处理进风侧、所述降温换热器位于所述低温再生除湿转轮的处理出风侧，新风和/或一次回风组成的除湿空气依次经过所述预冷换热器、所述高温热泵装置的蒸发器处理后再进入所述低温再生除湿转轮的处理进风侧，从所述低温再生除湿转轮的处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内；

8、所述高温热泵装置的冷凝器位于所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，从所述需要的空间外得到的再生空气经过所述高温热泵装置的冷凝器加热后进入所述低温再生除湿转轮的再生进风侧，对转轮再生侧进行脱附，从所述低温再生除湿转轮的再生出风侧出来的风被再生排风装置送出到所述需要的空间外；

9、所述预冷换热器作为第一级除湿措施、所述高温热泵装置的蒸发器作为第二级除湿措施、所述低温再生除湿转轮作为第三级除湿措施，同时采用所述高温热泵装置产生的冷凝热作为低温再生除湿转轮的再生热源降低功耗，实现节能的效果。

10、进一步的，所述高温热泵装置包括高温压缩机、所述蒸发器、所述冷凝器、第二节流阀以及气液分离器；高温压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口连接第二节流阀的入口，第二节流阀的出口连接蒸发器的入口，蒸发器的出口连接气液分离器的入口，气液分离器的出口连接高温压缩机的入口。

11、进一步的，所述高温压缩机将高温气态冷媒传输至所述冷凝器，所述冷凝器将热量传递至所述再生空气，所述高温气态冷媒被冷凝成液态冷媒，所述液态冷媒经所述第二节流阀节流成气液两相体后进入所述蒸发器进行蒸发、并从所述处理空气中吸取热量、然后换热后成过热气态冷媒，所述过热气态冷媒最后依次回到所述气液分离器和高温压缩机。

12、进一步的，所述空调末端机组还包括预冷二通调节阀、降温二通调节阀、送风装置、再生排风装置；所述机房包括冷热水机组和水泵；所述水泵的出口连接所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的一端，所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端连接预冷换热器的入口，预冷换热器的出口连接水泵的入口，预冷二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与预冷换热器的入口之间、也可以设置在预冷换热器的出口与水泵的入口之间；所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端同时连接降温换热器的入口，降温换热器的出口同时连接水泵的入口，降温二通调节阀可以设置所述冷热水机组的冷媒空调用水换热器的换热端的另一端与降温换热器的入口之间、也可以设置在降温换热器的出口与水泵的入口之间。

13、进一步的，所述处理进风侧的新风+一次回风组成的处理空气为除湿空气，所述除湿空气经过所述预冷换热器和所述高温热泵装置的蒸发器冷却除湿后，再经过所述低温再生除湿转轮的层状吸湿层进行转轮吸附除湿，所述冷却除湿及转轮吸附除湿对除湿负荷处理的分配比例根据预设的温度进行调节，从所述低温再生除湿转轮处理出风侧出来的风和二次回风混合后再进入所述降温换热器，从所述降温换热器出来的风被送风装置送出到需要的空间内。

14、进一步的，在冬季工况时，关闭所述高温热泵装置，所述机房提供热水，所述预冷换热器和降温换热器均切换为加热换热器。低温再生除湿转轮的脱附与吸附工作区逆转，可通过再生通道从相对低温的室内排风或室外新风中吸附水蒸气并在主通道向相对高温的处理空气脱附水蒸气，实现对处理空气加湿的目的。进一步的，所述空调末端机组还包括加湿装置，所述加湿装置设置在所述降温换热器和实施所述送风装置之间；冬季工况下对处理空气进行二次加湿。。

15、进一步的，机房提供的冷冻水为高温冷冻水，相对于常规空调冷冻水而言是高温冷冻水。

16、进一步的，所述冷媒包括r134a或r515b等中高温冷媒。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过低温再生转轮除湿技术、高温热泵技术、冷冻水高效制备技术、温湿分控技术等节能技术有机组合使用，可综合实现冷源制备高效节能、除湿过程高效节能、调温处理过程高效节能，构建出一种超低能耗的恒温恒湿空调系统；高温热泵与除湿转轮相结合，既可以对处理空气在转轮前预冷降温除湿，提高转轮吸附效果，降低冷热水机组的能耗，又可以将热泵装置的冷凝热作为免费的再生热源，实现节能，降低能耗。转轮低能耗而带来的节能，降低冷却除湿所需要的功耗；在空调系统除湿负荷较大但显热负荷不大的过渡季节时，转轮除湿技术与温湿分控技术相结合能够极大程度上解决过度冷却及再热问题，避免或消除冷热耦合所造成的能源浪费，实现更好的节能效果。