一种利用缓冲水箱再热的空调机组

技术领域

本发明暖通空调技术领域，具体涉及一种利用缓冲水箱再热的空调机组。

背景技术

恒温恒湿空调、净化空调、泳池空调、直流式负压病房空调等空调系统，其空气处理过程中均存在空气经制冷除湿后再热的过程，这是由于制冷除湿后空气温度过低，需要经过再热过程，以提高送风温度，才能满足空调系统送风的舒适性需求或工艺性要求。由于存在再热的过程，就无法避免冷热抵消的问题，从而引起空调系统能耗的能加。

早期的工程多用采用电力作为再热热源，如净化空调机组、恒温恒湿空调机组、火车站站房四电用房的机房专用空调等，用电力作为空调系统的再热热源具有调节精度高、可靠性高、控制简单、设备简单的优点，但电力作为高品质能源，直接用于加热空气，其转化效率远地区空气源热泵等其他供热方式，因此，用在空调系统再热中是不合理的。近年来虽有制冷机机组的冷凝热回收热源、四管制风冷热泵的“免费”制热热源均可作为再热热源，可以代替电再热，能有效节省再热增加的能耗，但存在系统复杂、再热热源不稳定、控制精度偏低的缺点；并且，对于室内温湿度控制严区域，使用还是受限。

以冷凝回收热作为空调系统再热热源的方式与用电再热相比，可大量节省空调系统再热的能耗，但无法降低制冷系统的能耗，同时也存在空调供冷管道和空调供热管道共四个管道，同时也存在供冷循环水泵及供热循环水泵，空调系统管线多、设备附件多，接管复杂，控制逻辑繁琐，且占用较多的建筑空间，不便于维护及安装。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种节能且结构简单的利用缓冲水箱再热的空调机组，以解决现有空调机组在制冷工况下存在再热的节能问题及管路系统复杂的问题。

本发明采用的技术方案为：一种利用缓冲水箱再热的空调机组，包括壳体、缓冲水箱、蒸发器，以及沿空气流动方向依次安装在壳体内部的混风室、风机、表冷器、再热器、压缩机和送风室，所述混风室设有与室外连通的新风口；所述送风室设有与室内连通的送风口；所述缓冲水箱设于壳体外部，其内充有水；所述蒸发器安装在缓冲水箱内，且蒸发器浸没于缓冲水箱的水中；所述蒸发器、压缩机和再热器通过管路与膨胀阀连通形成循环回路，构成热泵系统，换热工质在循环回路内流动；所述表冷器的流体通道入口与空调制冷主机的供水管连通，表冷器的流体通道出口通过管道与缓冲水箱的进水口连通，缓冲水箱的出水口与空调制冷主机的回水管连通。

按上述方案，所述壳体内还设有加湿器，加湿器安装在再热器和压缩机之间。

按上述方案，所述加湿器的蒸汽入口通过蒸汽管道与蒸汽锅炉连通。

按上述方案，所述壳体内还设有过滤装置，过滤装置安装在混风室与风机之间。

按上述方案，所述过滤装置包括沿空气流动方向依次布置的初效过滤器和中效过滤器。

按上述方案，所述缓冲水箱布置于表冷器处的壳体外侧；缓冲水箱与壳体连接。

按上述方案，所述缓冲水箱为闭式缓冲水箱，其上部设有进水口和自动排气阀，下部设有出水口。

按上述方案，所述混风室还设有回风口，回风口与室内排风系统连通。

按上述方案，所述压缩机为变频压缩机。

按上述方案，所述风机为无蜗壳风机。

本发明的有益效果为：本发明设计缓冲水箱，并在空调机组内置了热泵系统，利用热泵系统回收空调制冷时回水管水的热量，并用于再次空气再热，仅利用一种冷源即可达到再热空调系统优化及节能的目的，与现有技术相比，省去了电再热的配电布置、热回收再热的热水管线及热水循环系统、利用蒸汽再热的蒸汽管道等，从而大大简化了系统，节省了造价。本发明中蒸发器侧浸入缓冲水箱内，再热过程中蒸发器从缓冲水箱内吸热用于低温干燥空气再热，同时将冷量释放在缓冲水箱内，被空调制冷主机的回水管带走，具备冷回收的功能；蒸发器浸入后缓冲水箱水容量大，且利用空调回水，蒸发器工作时不会有冻结的风险。本发明使用范围广，可用于净化空调、恒温恒湿空调、泳池空调、直流式负压病房空调等空气制冷除湿后需要再热的空调系统，根据使用需求增加空气过滤段、加湿段、防腐等各种辅助功能或调整各功能段的组合顺序，以适配不同的使用环境。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例中热泵系统与表冷器的配置示意图。

图3为本实施例的空气处理过程图。

图中：1-回风口，2-新风口，3-初效过滤器，4-中效过滤器，5-风机，6-表冷器，7-缓冲水箱，8-蒸发器，9-自动排气阀，10-再热器，11-冷媒管，12-加湿器，13-压缩机，14-送风口，15-送风室,16-空调制冷主机的供水管，17-空调制冷主机的回水管。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1和图2所示的一种利用缓冲水箱再热的空调机组，包括壳体、缓冲水箱7、蒸发器8，以及沿空气流动方向依次安装在壳体内部的混风室、风机5、表冷器6、再热器10、压缩机13和送风室15，所述混风室设有与室外连通的新风口2；所述送风室15设有与室内65连通的送风口14；所述缓冲水箱7设于壳体外部，其内充有水；所述蒸发器8安装在缓冲水

箱7内，且蒸发器8浸没于缓冲水箱7的水中；所述蒸发器8、压缩机13和再热器10通过管路与膨胀阀连通形成循环回路，构成热泵系统，换热工质在循环回路内流动。

优选地，所述表冷器6的流体通道入口与空调制冷主机的供水管16连通，表冷器6的流体通道出口通过管道与缓冲水箱7的进水口连通，缓冲水箱7的出水口与空调制冷主机的70回水管17连通。本发明中，所述空调制冷主机为行业内成熟设备，这里不再赘述。

优选地，所述壳体内还设有加湿器12，加湿器12安装在再热器10和压缩机13之间。

优选地，所述加湿器12的蒸汽入口通过蒸汽管道与蒸汽锅炉连通。

优选地，所述壳体内还设有过滤装置，过滤装置安装在混风室与风机5之间。

优选地，所述过滤装置包括沿空气流动方向依次布置的初效过滤器3和中效过滤器4。75优选地，所述缓冲水箱7布置于表冷器6处的壳体外侧；缓冲水箱7与壳体连接。

优选地，所述混风室还设有回风口2，回风口2与室内排风系统连通。

优选地，所述压缩机13为变频压缩机，采用变频控制，可根据不同工况变频运行，以保证控制的精度。冬季供热工况下缓冲水箱7一般不使用，在极端天气下可用于辅助供热。

优选地，所述风机5为无蜗壳风机。

80本发明中，所述缓冲水箱7为闭式缓冲水箱，其上部设有进水口和自动排气阀9，下部

设有出水口。本发明中，缓冲水箱7有三个作用：1)、增加系统水容量，防止蒸发器工作时有冻结的风险；2)、无调节阀，可减小空调系统的水阻力；3)、蒸发器8浸入缓冲水箱7内，接触面充足，可提升内置热泵系统的制热效率。

本实施例的具体配置为：所述空调机组包括缓冲水箱7、蒸发器8和壳体，以及沿空气85流动方向依次布置在壳体内部的混风室、初效过滤器3、中效过滤器4、风机5、表冷器6、再热器10、加湿器12、压缩机13和送风室15，混风室的入口侧设有与室外连通的新风口1、与室内排风系统连通的回风口2；送风室15的出口侧设有与室内连通的送风口14，室外新风经新风口1进入混风室，在混风室内与经回风口2进入的室内回风混合，并依次流经壳体

的各设备后进入送风室15，最后经送风口15排出。所述蒸发器8内置于缓冲水箱7，蒸发90器8、压缩机13和再热器10通过管道和膨胀阀连接形成循环回路(蒸发器8余压缩机13通过冷媒管11相连)，换热工质在循环回路内流通；所述缓冲水箱7的进水口通过管道与表冷器6的流体通道出口连通，缓冲水箱7的出水口与空调制冷主机的回水管17连通；所述表冷器6的流体通道入口与空调制冷主机的供水管16连通。本发明中，初效过滤器3、中效过滤器4、风机5、表冷器6、再热器10、加湿器12、压缩机13、送风室15、缓冲水箱795和蒸发器8等均为行业内成熟设备，结构和功能均为现有，这里不再赘述。

本发明适用于空调机组制冷后需要再热的工况，如图2所示，其工作原理为：空调机组制冷时，制冷主机通过供水管16提供冷冻水(本实施例中该冷却水温度为7℃)，冷冻水在表冷器6内与过滤后的空气换热后温度升高(本实施例中，表冷器6出水温度为13℃)，并流入缓冲水箱7(本实施例中，缓冲水箱7的出水温度，也即空调制冷主机的回水温度为12℃)，100与热泵系统蒸发器8中的换热工质换热，换热后的冷水经回水管17流入制冷主机；换热工质吸收缓冲水箱7内水的热量，经压缩机13压缩后进入再热器10冷凝放热，加热流经再热器10的空气。高温高湿的室外新风和室内回风在混风室混合，经初效过滤器3和中效过滤器4过滤后，由风机5送入后续的表冷器6；混风与表冷器6内的冷冻水换热，降温除湿后变成低温干燥的空气，低温干燥空气再经过再热器10吸收换热工质冷凝放出的热量，被加105热升温，达到送风温度后送至室内。相应地，图3示意出了上述空气处理过程，W为室外点，R为混风点，N为室内点，C为制冷除湿后点，D为再热后点，S为送风点；h、d、φ分别表示焓湿图的焓值、含湿量和相对湿度，三者均为热力学常用参数。

本发明中，如图2所示，空调冷冻水为常规空调冷水，水温为7～12℃，低温干燥的空气在经过再热器10被加热升温，达到送风温度后送至空调房间；再热器10为机组内置的冷110凝器，蒸发器8内置在缓冲水箱7内，利用空调回水的水温(高温水)进行制热循环，实现了再热的功能。此处缓冲水箱7主要有四个作用：1、可以加大局部水容量，有效避免因蒸发器8工作时水温过低会引起冻结的风险；2、局部加大水容量，使蒸发器8工作时水温相对稳定，可减少因水温下降过快引起的制热效率下降；3、蒸发器8沉浸在缓冲水箱中，与循环水充分接触，可提高蒸发器8的换热效率；4、设缓冲水箱7可有效降低空调水系统的115阻力。

本发明中，空调机组设计中可根据计算的冷回收总量，来降低制冷主机的配机容量，从而达到节能及降低初投资的目的。本发明可以广泛应用于空调机组制冷后需要再热的工况，

如泳池空调、净化空调、恒温恒湿空调等，仅利用一种冷源就可以实现制冷及再热的功能，

系统简单，控制精确；同时可以实现冷回收，减少制冷主机配机容量，比使用冷凝再热更加120节能，在工程应用中具有广阔的使用前景。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图示的形式仅反应利用缓冲水箱及内置水冷热泵来优化空调水系统管线，并利用再热进行冷量回收的常用的基本实现形式，可根据不同使用需求调整空调机组内部组合形式及空调水系统的组合形式，以满足不同使用功能的不同使用要求。尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。