空调系统技术方案

本发明专利技术披露一种高可靠性的空调系统，它能用普通所用的压缩机工作并在干燥剂辅助空调过程中具有较高能量利用率，同时购置费用和运行费用也便宜。该空调系统把干燥剂辅助空调器与多个蒸汽压缩制冷循环单元组合而成，各单元有压缩机、蒸发器及冷凝器。循环单元中的蒸发器和冷凝器在处理空气管路与再生空气管路之间的次序按后入先出方式布置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术概括地涉及空气调节系统，详细地涉及包括干燥剂再生和处理空气冷却用的蒸汽压缩热泵或蒸汽压缩制冷机的干燥剂辅助空调系统。干燥剂辅助空调装置是众所周知的，例如在美国专利NO.2,700,537中就有说明。该系统的干燥辅助空调装置需要使干燥剂(吸湿剂)再生的100～150℃湿度范围的热源，而热源主要采用电热器和沸腾器。近年来，在60～80℃更低温度下能够再生的干燥剂已经开发出来，从而能使用在较低温度下工作的热源。图6是这种改进的干燥剂辅助装置的一个典型实例的示意图，而图7是表示该装置工作过程的空气湿度图。在图6中，参考数字101指调节空间；102送风机；103指干燥剂盘，其中的干燥剂交替地与处理空气和再生空气相通；104指显热换热器；105指加湿器；106指加湿器的供水管；107-113指处理空气的空气管路；140指再生空气用的送风机；220是冷凝器，也是制冷剂与再生空气之间的热交换器(加热装置)；121指显热换热器；124-130指再生空气的空气管路；201-204指冷却制冷剂的管路。240指起制冷剂与处理空气之间换热器作用的蒸发器(冷却装置)。在图6中，圆圈中的字母k-v代表与图9所示各位置相应的受处理的空气介质的热力状态，SA表示供给的空气，RA表示返回空气，OA表示外界空气，EX表示排出空气。该装置的运行说明于下。在图6中，来自要调节的房间101的环境空气(处理空气)经管路107被吸入送风机102进行增压，并经管路108送到干燥剂盘103。在干燥剂盘103中，由于从环境空气除去水分到干燥剂盘103中的吸湿剂中，环境空气的湿度比降低了。在吸收过程中，吸收热释放到处理空气中而提高了它的温度。温度较高湿度较低的处理空气穿过管路109送到显热换热器104，通过与外界空气(再生空气)的热交换被冷却。被冷却的空气然后送到蒸发器240经制冷处理作进一步冷却，再经管路110送到加湿器105用喷水或蒸发增湿作用在等焓过程中被冷却，并经管路113返回到调节室101。在这一过程中吸水后的干燥剂需要再生。本例中是按下列方法完成的。外界空气(再生空气)OA经管路124吸入送风机140进行增压，并送到显热换热器104去冷却处理空气，并在此过程中提高它自身的温度。热空气OA流入下一个显热换热器121而其温度由于与经过交流换热之后的高温交流换热空气进行热交换而升高。从换热器121出来的交流换热空气经管路126流入冷凝器220，由制冷机的凝结热加热到60-80℃，而其相对湿度下降。该低湿度的再生空气通过干燥剂盘103从干燥剂盘中除去水分。来自干燥剂103的废气穿过管路128流入显热换热器121去预热未经交流换热的再生空气，再流过管路130向外排放。参照图7所示空气湿度图对上述过程作说明，要进行空调的房间101中的环境空气(处理空气状态K)经管路107吸入送风机102进行增压，再流过管路108到达干燥剂盘103，由于其水分被干燥剂盘中的吸湿剂所吸收其比湿度下降，同时由于吸收热其温度上升(状态L)。湿度较低温度较高的空气流经管路109到达显热换热器104，与再生空气进行热交换而被冷却(状态M)。冷却过的空气流经管路110到达蒸发器240，通过制冷处理进一步被冷却(状态N)并送到加湿器105，结果由喷水或蒸发增湿作用等焓地降低其温度(状态P)，最后经管路111回流到调节室101。用这种方法使房间内的回流空气(状态K)与供给的空气(状态P)之间产生的焓差用于调节室101的冷却。干燥剂按以下方法再生，外界空气(OA状态Q)经管路124吸入送风机140进行增压，送到显热换热器104，对处理空气进行冷却并升高自身温度(状态K)，再流入管路125和下一显热换热器121，与高温废气热交换，结果其自身温度上升(状态S)。再生空气从显热换热器121经管路126流入冷凝器220，并被制冷机的凝结热加热到60～80℃，结果其相对湿度降低(状态T)。相对湿度较低的再生空气流经干燥剂盘103，除去干燥剂中吸附的水分(状态U)。从干燥剂盘103排出的废气经管路129流到显热换热器121，预热未经交流换热过程的再生空气并降低了自身温度(状态V)，而后流入管路130作为废气排出。重复地进行上述干燥剂再生过程和环境空气的去湿与冷却，以便形成干燥剂辅助空调过程。图7表示的传统干燥剂辅助空调系统有一个运行上的问题，即在冷凝处理和蒸发处理成对的循环中，冷凝温度必须高于状态T下的再生空气温度，而蒸发温度必须低于状态N下的处理空气温度，因此，压缩机的压缩比必须足够大，以产生状态T与状态N之间足够大的温度差ΔT。对于干燥剂辅助空调系统而言，再生空气和处理空气的温差比家庭空调系统所需温差大，而普通所用压缩机又不能满足这种需要，必须使用专门设计的压缩机，因此制造成本提高，且在大压缩比下运转的功率也大，这些问题造成空调系统的运转费用高，本专利技术的目的是提供一种能用普通压缩机工作的高度可靠的空调系统，在其干燥剂辅助空调过程中有较高的能量利用率且购置费用和运转费用都低。实现上述目的的干燥剂辅助空调系统包括处理空气流经的处理空气管路；再生空气流经的再生空气管路；可选择与处理空气管路或与再生空气管路连通的干燥剂装置；以及多个蒸汽压缩制冷循环单元，每个单元中有压缩机、蒸发器和冷凝器；冷凝器安装在再生空气管路上的干燥剂装置上游，与再生空气进行热交换，而蒸发器安装在处理空气管路上的干燥剂装置下游，与处理空气进行热交换，因此，制冷循环单元内的凝结热可用作使干燥剂装置中的干燥剂再生的热源，而制冷循环单元内的蒸发热可用作冷却处理空气的冷却源，其中，循环单元中的蒸发器和冷凝器在各自空气管道中的次序以后入先出方式安装。“后入先出方式”是指如果有二个制冷循环单元且第一冷凝器安装在再生空气管路中第二冷凝器的下游，则第一蒸发器安装在处理空气管路中第二蒸发器的上游。按照这种结构布置，使第一循环单元和第二循环单元都工作所需的蒸发温度与冷凝温度之间的温差可降低两个循环单元压缩机的压缩比，这表明可使用家用普通压缩机，并能降低压缩机的驱动功率，从而能得到可靠性高的干燥剂辅助空调系统，其制造成本低、能量效率高。附图说明图1是本专利技术干燥剂辅助空调装置第一实施例的示意图。图2是表示该第一实施例的干燥剂空调循环的空气温度图。图3是本专利技术干燥剂辅助空调装置第二实施例的示意图。图4是第二实施例的干燥剂空调循环正常运行时的空气温度图。图5是第二实施例的干燥剂空调循环在优选的再生运行式时的空气温度图。图6是一传统的干燥剂辅助空调装置的示意图。图7是图6所示普通干燥剂辅助空调装置的空气温度图。先按图1～2说明第一实施例。图1是第一实施例干燥剂辅助空调系统的示意图。该系统的蒸汽压缩热泵部分即制冷部分包括两个循环单元第一循环单元主要有蒸发器(起冷却器作用)340、冷凝器(起加热器作用)320、压缩机360和膨胀阀350，由致冷剂在管路301、302、303、304中环流完成制冷循环；第二循环单元主要有蒸发器(起冷却器作用)240、冷凝器(起加热器作用)220、压缩机260及膨胀阀250，由制冷剂在管路201、202、203、204中环流完成制冷循环。如图1所示，第一和第二循环单元中的热源按照交流换热空气的流动方向布置，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干燥剂辅助空调系统，包括：处理空气管路，供处理空气在其中流动；再生空气管路，供再生空气在其中流动；干燥剂装置，它有选择性地与所述处理空气管路或所述再生空气管路相通；以及多个蒸汽压缩制冷循环单元，每一单元有压缩机、蒸发器及 冷凝器；所述冷凝器安装在所述再生空气管路中所述干燥剂装置的上游，以便与所述交流换热空气进行热交换，而所述蒸发器安装在所述处理空气管路中所述干燥剂装置下游以便与所述处理空气进行热交换，因此所述制冷循环单元中凝结热可用作所述干燥剂装置中干燥剂再生的加热源而所述制冷循环单元中蒸发热可用作冷却处理空气的冷却源，其中所说的循环单元中所述蒸发器和所述冷凝器在各自空气管路中的次序以后入先出方式布置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田健作，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]