蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空調(diào)設(shè)備及其工作方法，特別是一種冷暖空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)式冷凝器在制冷時(shí)，由于能利用水的潛熱，換熱效率高，使其在單冷空調(diào)中得到大量運(yùn)用。但是在冷暖空調(diào)的制熱模式下，由于蒸發(fā)式冷凝器用作蒸發(fā)器，需要從循環(huán)水中吸熱，水的潛熱利用率低，使得蒸發(fā)式冷凝器在制熱時(shí)換熱效率低，尤其是在環(huán)境溫度低于5°C時(shí)，蒸發(fā)式冷凝器需要通過加熱管來使水不結(jié)冰并提供能量，使得運(yùn)行費(fèi)用較高。當(dāng)環(huán)境溫度低于_5°C時(shí)，該空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)無法進(jìn)行制熱，運(yùn)行范圍窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)及其工作方法，要解決的技術(shù)問題是提高蒸發(fā)式冷凝器的制熱效率，拓寬蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行范圍。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)，由壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)式冷卻器、節(jié)流裝置和換熱器連接構(gòu)成冷暖空調(diào)系統(tǒng)，四通閥連接壓縮機(jī)的出口與進(jìn)口、蒸發(fā)式冷卻器和換熱器，構(gòu)成可切換制冷與制熱的空調(diào)系統(tǒng)，所述蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有風(fēng)冷換熱器和三通切換閥，蒸發(fā)式冷卻器的出口接風(fēng)冷換熱器的入口和三通切換閥的B通道，三通切換閥的A通道連接節(jié)流裝置，C通道連接風(fēng)冷換熱器的出口，切換三通切換閥的BA與CA通道，進(jìn)行制冷工作模式與制熱工作模式切換。
[0005]本發(fā)明的三通切換閥采用一個(gè)三通閥門，或兩個(gè)二通閥門組合。
[0006]本發(fā)明的蒸發(fā)式冷卻器帶有循環(huán)水泵。
[0007]本發(fā)明的蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)制風(fēng)流過蒸發(fā)式冷凝器和風(fēng)冷換熱器。
[0008]本發(fā)明的制冷工作模式:蒸發(fā)式冷卻器入口經(jīng)四通閥連接壓縮機(jī)出口，蒸發(fā)式冷卻器出口連接三通切換閥的B通道，三通切換閥的A通道連接節(jié)流裝置，節(jié)流裝置經(jīng)換熱器和四通閥連接壓縮機(jī)進(jìn)口，三通切換閥的BA通道連通。
[0009]本發(fā)明的制熱工作模式:蒸發(fā)式冷卻器入口經(jīng)四通閥連接壓縮機(jī)入口，蒸發(fā)式冷卻器出口經(jīng)風(fēng)冷換熱器連接三通切換閥的C通道，三通切換閥的A通道連接節(jié)流裝置，節(jié)流裝置經(jīng)換熱器和四通閥接壓縮機(jī)出口，三通閥切換CA通道連通；所述制熱工作模式為第一種制熱工作模式和第二種制熱工作模式；所述第一種制熱工作模式，開啟循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)；所述第二種制熱工作模式，關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)。
[0010]本發(fā)明的蒸發(fā)式冷卻器設(shè)置在冷卻塔內(nèi)，冷卻塔的前后兩側(cè)設(shè)置兩臺(tái)風(fēng)冷換熱器，冷卻塔頂部設(shè)置有兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，使得軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)制氣流通過風(fēng)冷換熱器和蒸發(fā)式冷卻器；所述冷卻塔的左右兩側(cè)面下方開有能夠切換打開、關(guān)閉狀態(tài)的通風(fēng)窗。
[0011]本發(fā)明的制冷工作模式，三通切換閥BA通道連通，通風(fēng)窗打開；第一種制熱工作模式，三通切換閥CA通道連通，通風(fēng)窗打開或關(guān)閉至65°?90° ;第二種制熱工作模式，三通切換閥CA通道連通，通風(fēng)窗關(guān)閉。
[0012]本發(fā)明的蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)的工作方法，在制冷工作模式，按以下狀況設(shè)置:
[0013](I)當(dāng)20°C彡環(huán)境溫度<48°C，進(jìn)入制冷工作模式，三通切換閥的BA通道連通，開啟循環(huán)水泵，關(guān)閉軸流風(fēng)機(jī)；
[0014](2)當(dāng)12°C彡環(huán)境溫度< 20°C，進(jìn)入第一種自然冷卻形式，三通切換閥CA通道連通，關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)；
[0015](3)當(dāng)5°C彡環(huán)境溫度< 12°C，進(jìn)入第二種自然冷卻形式，三通切換閥CA通道連通，循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)均被關(guān)閉；
[0016]在制熱工作模式，按以下狀況設(shè)置:
[0017](I)當(dāng)20°C彡環(huán)境溫度彡30°C，進(jìn)入第二種自然冷卻形式，三通切換閥CA通道連通，循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)均被關(guān)閉；
[0018](2)當(dāng)12°C彡環(huán)境溫度< 20°C，進(jìn)入第一種自然冷卻形式，三通切換閥CA通道連通，關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)；
[0019](3)當(dāng)5°C彡環(huán)境溫度< 12°C，進(jìn)入第一種制熱工作模式，三通切換閥CA通道連通，開啟循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)；
[0020](4)當(dāng)環(huán)境溫度< 5°C，進(jìn)入第二種制熱工作模式，三通切換閥CA通道連通，關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)；
[0021]所述第一種自然冷卻形式為關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)，第二種自然冷卻形式為環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)均被關(guān)閉。
[0022]本發(fā)明的第二種自然冷卻形式用于在空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組在設(shè)定的負(fù)荷閾值以下運(yùn)行，負(fù)荷閾值為負(fù)荷的10?40%。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在含有可切換的蒸發(fā)式冷卻器和風(fēng)冷熱交換器的空調(diào)系統(tǒng)，利用四通閥和三通切換閥的組合換向，空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境時(shí)切換為風(fēng)冷制熱，通過四通閥換向除霜，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在夏季進(jìn)行水冷制冷，冬季切換為風(fēng)冷制熱，由于可以切換為風(fēng)冷換熱器，可以提高蒸發(fā)冷凝器空調(diào)系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的制熱性能，拓寬蒸發(fā)冷凝器在低溫環(huán)境下的運(yùn)行范圍，從_5°C拓寬至-15°C。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)制冷模式工作圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)制熱模式工作圖(一)。
[0026]圖3是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)制熱模式工作圖(二)。
[0027]圖4是實(shí)施例1的冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是實(shí)施例1的制熱模式氣流方向圖。
[0029]圖6是實(shí)施例2的制冷模式空調(diào)系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]蒸發(fā)式冷凝器的工作原理是:冷凝器管內(nèi)熱冷媒(高溫高壓制冷劑蒸汽)與其管外的噴淋水和空氣進(jìn)行熱交換。噴淋水由于與管內(nèi)熱冷媒進(jìn)行了換熱，部分被汽化變?yōu)闅鈶B(tài)，水的汽化潛熱被空氣帶走大量的熱量后冷凝為水，水被流過的空氣冷卻，溫度降低后，進(jìn)入水箱，再經(jīng)循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)進(jìn)行換熱。蒸發(fā)到空氣中的水分由水位調(diào)節(jié)器控制自動(dòng)補(bǔ)充。本發(fā)明利用這一工作原理，在室外較高溫度環(huán)境下制冷，在室外低溫環(huán)境下制熱。
[0032]本發(fā)明的蒸發(fā)式冷凝器空調(diào)系統(tǒng)，為包含有蒸發(fā)式冷卻器，水冷與風(fēng)冷可切換的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。由壓縮機(jī)、四通閥、冷凝與制熱裝置、節(jié)流裝置和換熱器構(gòu)成冷暖(制冷與制熱)空調(diào)系統(tǒng)，包括:壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)式冷卻器、循環(huán)水泵、風(fēng)冷換熱器、三通切換閥(三通閥)、節(jié)流裝置和換熱器，由管道連接構(gòu)成。其中，四通閥連接壓縮機(jī)的出口與進(jìn)口、蒸發(fā)式冷卻器和換熱器，構(gòu)成可切換制冷與制熱的空調(diào)系統(tǒng)；蒸發(fā)式冷卻器與循環(huán)水泵、風(fēng)冷換熱器和三通閥構(gòu)成水冷與風(fēng)冷可以切換的冷凝與制熱裝置。三通切換閥是能夠切換連通A、B和C三個(gè)通道中BA、CA通道的部件，可以采用一個(gè)三通閥門，或兩個(gè)二通閥門組合構(gòu)成。換熱器是管翅式或板式熱泵換熱器。本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)還設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)，用于在風(fēng)冷時(shí)強(qiáng)制換熱。
[0033]如圖1所示，在制冷工作模式，冷凝裝置由蒸發(fā)式冷卻器與循環(huán)水泵構(gòu)成。蒸發(fā)式冷卻器入口經(jīng)四通閥連接壓縮機(jī)出口，蒸發(fā)式冷卻器出口連接三通閥的B通道，三通閥的A通道連接節(jié)流裝置，節(jié)流裝置經(jīng)換熱器和四通閥連接壓縮機(jī)進(jìn)口，三通閥切換至BA通道，使得三通閥的BA通道連通。形成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)。
[0034]空調(diào)系統(tǒng)制冷工作時(shí)，開啟循環(huán)水泵，壓縮機(jī)排出的冷媒經(jīng)四通閥在蒸發(fā)式冷卻器進(jìn)行冷凝后，通過三通閥BA通道至節(jié)流裝置，之后在換熱器蒸發(fā)，最后被壓縮機(jī)吸入。
[0035]在制冷工作模式，也可以采用蒸發(fā)式冷卻器與風(fēng)冷換熱器串聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)，這時(shí)，蒸發(fā)式冷卻器出口連接風(fēng)冷換熱器入口，風(fēng)冷換熱器出口連接三通閥的C通道，三通閥的CA通道連通?？梢圆捎脙煞N自熱冷卻形式，第一種自然冷卻形式為:關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)，第二種自然冷卻形式為循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)均被關(guān)閉。
[0036]如圖2所示，在第一種制熱工作模式，冷凝裝置由換熱器構(gòu)成。當(dāng)環(huán)境溫度(室外)高于設(shè)定的閾值時(shí)進(jìn)入第一種制熱工作模式，四通閥換向后，蒸發(fā)式冷卻器入口經(jīng)四通閥連接壓縮機(jī)入口，蒸發(fā)式冷卻器出口經(jīng)風(fēng)冷換熱器連接三通閥的C通道，三通閥的A通道連接節(jié)流裝置，節(jié)流裝置經(jīng)換熱器和四通閥接壓縮機(jī)出口，三通閥切換至CA通道，使得三通閥的CA通道連通。形成制熱空調(diào)系統(tǒng)。閾值設(shè)置為0°C?10°C，本實(shí)施例閾值設(shè)置為5°C。風(fēng)冷換熱器一端為入口，另一端為出口，在結(jié)構(gòu)上入口和出口可以互換。
[0037]空調(diào)系統(tǒng)第一種制熱工作時(shí)，開啟循環(huán)水泵和軸流風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)排出的冷媒在換熱器內(nèi)冷凝，之后在節(jié)流裝置節(jié)流，在風(fēng)冷換熱器和蒸發(fā)式冷卻器中蒸發(fā)，此時(shí)冷媒管與循環(huán)水和風(fēng)換熱，最后被壓縮機(jī)吸入。
[0038]如圖3所示，在第二種制熱工作模式，冷凝裝置由換熱器構(gòu)成。當(dāng)環(huán)境溫度(室外)低于設(shè)定的閾值時(shí)進(jìn)入第二種制熱工作模式，蒸發(fā)式冷卻器入口經(jīng)四通閥連接壓縮機(jī)入口，蒸發(fā)式冷卻器出口經(jīng)風(fēng)冷換熱器連接三通閥的C通道，三通閥的A通道連接節(jié)流裝置，節(jié)流裝置經(jīng)換熱器和四通閥接壓縮機(jī)出口，三通閥的CA通道連通。連接方式與第一種制熱工作模式連接方式相同，形成制熱空調(diào)系統(tǒng)。
[0039]空調(diào)系統(tǒng)第二種制熱工作時(shí)，關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)排出的冷媒在換熱器內(nèi)冷凝，之后在節(jié)流裝置節(jié)流，在風(fēng)冷換熱器和蒸發(fā)式冷卻器中蒸發(fā)，此時(shí)冷媒管只與風(fēng)進(jìn)行換熱，部分或全部自然冷卻，最后被壓縮機(jī)吸入。部分自然冷卻(第一種自然冷卻形式)是關(guān)閉循環(huán)水泵，開啟軸流風(fēng)機(jī)，全部自然冷卻(第二種自然冷卻形式