一种空调循环系统及热回收除湿方法与流程

1.本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种空调循环系统及热回收除湿方法。

背景技术：

2.恒温恒湿精密空调是应用在无发热源场合的机组，需要满足环境对高精密温湿度的要求，温度控制范围18-27℃，精度为
±
0.5℃(最高可到
±
0.3℃)，湿度控制范围40％-65％，精度为
±
2％(最高可到
±
1.5％)；具体主要应用场合为：烟草、检验检疫、纺织、化工、造纸、塑料、制药等行业的实验室和检测室，博物馆、图书馆，储藏室等。由于这些场合无热源，且湿负荷比较大，需要长时间除湿。对于恒温恒湿精密空调采用制冷除湿的机组，其方法大都是降低循环风量，来降低制冷剂的蒸发压力和温度，从而降低被处理空气湿度达到除湿目的。因为这些场合无热源，房间的温度可能降低到允许温度之下，这时空调停止除湿，启动电加热，恢复机房温度后，再除湿。这样空调可能一直进行制冷(除湿)、加热的循环；或同时制冷(除湿)、加热。在其过程中，电加热被启动用来抵消制冷产生的冷量，存在极大的能源浪费。

技术实现要素：

3.本发明公开了一种空调循环系统及热回收除湿方法，用于利用空调循环系统本身在制冷过程中产生的热量，作空气再热的热源对除湿冷空气再热，从而实现节能的目的。
4.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.第一方面，本发明提供一种空调循环系统，包括：蒸发器、热回收器、压缩机、冷凝器和节流装置；
6.所述压缩机、所述冷凝器和所述节流装置依次连接并通过管路连接成制冷剂的循环回路，所述蒸发器和所述热回收器并联设置于所述压缩机与所述节流装置之间，且所述蒸发器和所述热回收器均形成用于允许空气通过的空气回路；
7.所述热回收器背离所述节流装置一端与所述压缩机出口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第一控制阀；
8.所述热回收器背离所述节流装置一端与所述压缩机进口之间的管路上设有用于控制管路通断的第二控制阀；
9.所述热回收器朝向所述节流装置一端与所述节流装置出口之间的管路上设有用于控制管路通断的第三控制阀；
10.所述热回收器背离所述压缩机进口一端与所述节流装置进口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第四控制阀。
11.上述空调循环系统可通过控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀的状态选择不同的制冷剂回路，当空调循环系统在除湿时，热回收器对冷凝器的散热进行回收，并对通过蒸发器被除湿的低温风进行再热，从而提高空调送风的温度，无须电加热，节能降耗。因此，该空调循环系统利用空调循环系统本身在制冷过程中产生的热量，作
空气再热的热源对除湿冷空气再热，通过热回收器对冷凝器的散热进行部分热回收，从而实现节能的目的。
12.可选地，所述空调循环系统具有制冷模式、除湿模式和除湿再热模式，当所述空调循环系统处于所述制冷模式时，所述第一控制阀和所述第四控制阀处于关闭状态，所述第二控制阀和所述第三控制阀处于打开状态；当所述空调循环系统处于所述除湿模式时，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀均处于关闭状态；当所述空调循环系统处于所述除湿再热模式时，所述第一控制阀和所述第四控制阀处于打开状态，所述第二控制阀和所述第三控制阀处于关闭状态。
13.可选地，所述第一控制阀为电磁阀或电动调节阀；和/或，
14.所述第二控制阀为电磁阀；和/或，
15.所述第三控制阀为电磁阀；和/或，
16.所述第四控制阀为电磁阀。
17.可选地，所述第四控制阀为单向阀，且所述单向阀仅允许所述制冷剂自所述热回收器流向所述节流装置进口。
18.可选地，所述热回收器背离所述压缩机进口一端与所述节流装置进口之间的管路上设有疏液阀。
19.可选地，所述冷凝器的出口与所述节流装置的进口之间的管路上设有储液罐。
20.可选地，所述节流装置为膨胀阀。
21.可选地，所述热回收器形成的空气回路与所述蒸发器形成的空气回路并联。
22.可选地，所述热回收器形成的空气回路与所述蒸发器形成的空气回路串联。
23.可选地，所述热回收器形成的空气回路与所述蒸发器形成的空气回路存在重叠区域。
24.第二方面，本发明还提供一种热回收除湿方法，所述热回收除湿方法包括：制冷模式、除湿模式和除湿再热模式；
25.实时监测机房的实际温度t和机房的实际湿度h，机房温度设定点为t0、机房上限温度为tu，机房湿度设定点为h0、机房上限湿度为hu；
26.若t＞tu或者t＞t0且h＜hu，关闭第一控制阀和第四控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀，开启制冷模式；
27.若t≥t0且h＞hu，关闭所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀，开启除湿模式；
28.若t＜t0且h＞h0，打开所述第一控制阀和所述第四控制阀，关闭所述第二控制阀和所述第三控制阀，开启除湿再热模式。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的一种空调循环系统的流程图；
30.图2为本发明实施例提供的一种空调循环系统处于制冷模式的流程图；
31.图3为本发明实施例提供的一种空调循环系统处于除湿模式的流程图；
32.图4为本发明实施例提供的一种空调循环系统处于除湿再热模式的流程图；
33.图5为本发明实施例提供的一种空调循环系统中热回收器和蒸发器的一种布置结
构示意图；
34.图6为本发明实施例提供的一种空调循环系统中热回收器和蒸发器的另一种布置结构示意图；
35.图7为本发明实施例提供的另一种空调循环系统处于除湿再热模式的流程图。
36.图标：100-压缩机；200-冷凝器；300-节流装置；400-蒸发器；500-热回收器；600-疏液阀；700-储液罐；v1-第一控制阀；v2-第二控制阀；v3-第三控制阀；v4-第四控制阀。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.第一方面，如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种空调循环系统，包括：蒸发器400、热回收器500、压缩机100、冷凝器200和节流装置300；压缩机100、冷凝器200和节流装置300依次连接并通过管路连接成制冷剂的循环回路，蒸发器400和热回收器500并联设置于压缩机100与节流装置300之间，且蒸发器400和热回收器500均形成用于允许空气通过的空气回路；热回收器500背离节流装置300一端与压缩机100出口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第一控制阀v1；热回收器500背离节流装置300一端与压缩机100进口之间的管路上设有用于控制管路通断的第二控制阀v2；热回收器500朝向节流装置300一端与节流装置300出口之间的管路上设有用于控制管路通断的第三控制阀v3；热回收器500背离压缩机100进口一端与节流装置300进口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第四控制阀v4。
39.上述空调循环系统可通过控制第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4的状态选择不同的制冷剂回路，当空调循环系统在除湿时，热回收器500对冷凝器200的散热进行回收，并对通过蒸发器400被除湿的低温风进行再热，从而提高空调送风的温度，无须电加热，节能降耗。因此，该空调循环系统利用空调循环系统本身在制冷过程中产生的热量，作空气再热的热源对除湿冷空气再热，通过热回收器500对冷凝器200的散热进行部分热回收，从而实现节能的目的。
40.空调循环系统具有制冷模式、除湿模式和除湿再热模式，当空调循环系统处于制冷模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4处于关闭状态，第二控制阀v2和第三控制阀v3处于打开状态；当空调循环系统处于除湿模式时，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4均处于关闭状态；当空调循环系统处于除湿再热模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4处于打开状态，第二控制阀v2和第三控制阀v3处于关闭状态。
41.上述空调循环系统具有制冷模式(如图2所示)、除湿模式(如图3所示)和除湿再热模式(如图4所示)，参照图2，当空调循环系统处于制冷模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4关闭、第二控制阀v2和第三控制阀v3打开，热回收器500作为蒸发器400使用，制冷剂在压缩机100、冷凝器200、节流装置300、蒸发器400(包含热回收器500)之间循环，此时，蒸发器400的总面积比较大，空调制冷效率高；参照图3，当空调循环系统处于除湿模式时，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4均关闭，制冷剂在压缩机100、冷凝器
200、节流装置300、蒸发器400之间循环，热回收器500无制冷剂流入，通过空气没有被处理，与经过蒸发器400除湿后的空气进行中和处理，提高空调送风的温度，但是此时，被除湿风全部通过热回收器500再热，机组运行效率更高；参照图4，当空调循环系统处于除湿再热模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4打开、第二控制阀v2和第三控制阀v3关闭，制冷剂一路在压缩机100、冷凝器200、节流装置300、蒸发器400(不包含热回收器500)之间循环，另一路在压缩机100、热回收器500、节流装置300、蒸发器400之间循环，此时，热回收器500流入高温高压的制冷剂，成为热源，室内回风通过蒸发器400和热回收器500，通过蒸发器400被除湿的低温风会和通过热回收器500的高温的风进行中和，被除湿低温风通过热回收器500再热，提高了空调送风的温度，机组运行效率高。因此，该空调循环系统利用空调循环系统本身在制冷过程中产生的热量，作空气再热的热源对除湿冷空气再热，通过热回收器500对冷凝器200的散热进行部分热回收，从而实现节能的目的。
42.一种可能实现的方式中，将空调蒸发器400分成两个部分，一部分依然是蒸发器400，另一部分根据空调的功能可以做蒸发器400或热回收器500，功能转换是通过阀门的开关切换实现的。具体逻辑见表1。
43.表1
[0044][0045]
需要说明的是，表1中：t为机房的实际温度；h为机房的实际湿度；t0为机房温度设定点；tu为机房上限温度；h0为机房湿度设定点、hu为机房上限湿度。其中tu大于t0，hu大于h0。
[0046]
一种可能实现的方式中，参照图5，热回收器500形成的空气回路与蒸发器400形成的空气回路并联。
[0047]
需要说明的是，当空调循环系统处于制冷模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4关闭、第二控制阀v2和第三控制阀v3打开，热回收器500作为蒸发器400使用，此时，该空调系统中作为蒸发器400使用的蒸发面积不仅包括原蒸发器400的面积，还包括作为蒸发器400使用的热回收器500的面积，从而使得作为蒸发器400使用的总面积增大，空调制冷效率高；当空调循环系统处于除湿模式时，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4均关闭，热回收器500内无制冷剂流入，通过热回收器500的空气没有被处理，室内回风会同时通过蒸发器400和热回收器500，通过蒸发器400被除湿的低温回风会和通过热回收器500的未被处理的回风进行中和，从而提高空调送风的温度；当空调循环系统处于除湿再热模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4打开、第二控制阀v2和第三控制阀v3关闭，热回收器500流入高温高压的制冷剂，成为热源，室内回风会同时通过蒸发器400和热回收器
500，通过蒸发器400被除湿的低温回风会和通过热回收器500的高温回风进行中和，从而提高空调送风的温度。
[0048]
一种可能实现的方式中，参照图6，热回收器500形成的空气回路与蒸发器400形成的空气回路串联。
[0049]
需要说明的是，当空调循环系统处于制冷模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4关闭、第二控制阀v2和第三控制阀v3打开，热回收器500作为蒸发器400使用，室内回风依次通过蒸发器400和热回收器500，此时，该空调系统中作为蒸发器400使用的蒸发面积不仅包括原蒸发器400的面积，还包括作为蒸发器400使用的热回收器500的面积，从而使得作为蒸发器400使用的总面积增大，空调制冷效率高；当空调循环系统处于除湿模式时，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4均关闭，热回收器500内无制冷剂流入，通过热回收器500的空气没有被处理，室内回风依次通蒸发器400、热回收器500，在除湿时，被除湿风没有回风中和，但是被除湿风全部通过热回收器500再热，机组运行效率更高；当空调循环系统处于除湿再热模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4打开、第二控制阀v2和第三控制阀v3关闭，热回收器500流入高温高压的制冷剂，成为热源，室内回风依次通蒸发器400和热回收器500，被除湿低温回风全部通过热回收器500再热，机组运行效率高。
[0050]
可选地，热回收器500形成的空气回路与蒸发器400形成的空气回路存在重叠区域。
[0051]
需要说明的是，当空调循环系统处于制冷模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4关闭、第二控制阀v2和第三控制阀v3打开，热回收器500作为蒸发器400使用，一部分室内回风仅通过热回收器500、一部分室内回风仅通过蒸发器400，其余部分室内回风依次通过蒸发器400和热回收器500，此时，该空调系统中作为蒸发器400使用的蒸发面积不仅包括原蒸发器400的面积，还包括作为蒸发器400使用的热回收器500的面积，从而使得作为蒸发器400使用的总面积增大，空调制冷效率高；当空调循环系统处于除湿模式时，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4均关闭，热回收器500内无制冷剂流入，通过热回收器500的空气没有被处理，一部分室内回风仅通过热回收器500、一部分室内回风仅通过蒸发器400，其余部分室内回风依次通蒸发器400、热回收器500，在除湿时，通过蒸发器400被除湿的部分低温回风会和通过热回收器500的未被处理的回风进行中和，还有部分通过蒸发器400被除湿的低温回风通过热回收器500再热，从而提高空调送风的温度，机组运行效率更高；当空调循环系统处于除湿再热模式时，第一控制阀v1和第四控制阀v4打开、第二控制阀v2和第三控制阀v3关闭，热回收器500流入高温高压的制冷剂，成为热源，室内回风会部分同时通过蒸发器400和热回收器500，通过蒸发器400被除湿的低温回风会和通过热回收器500的高温回风进行中和，从而提高空调送风的温度，另一部分室内回风依次通蒸发器400和热回收器500，被除湿低温回风全部通过热回收器500再热，机组运行效率高。
[0052]
可选地，第一控制阀v1为电磁阀或电动调节阀；和/或，第二控制阀v2为电磁阀；和/或，第三控制阀v3为电磁阀；和/或，第四控制阀v4为电磁阀。
[0053]
一种可能实现的方式中，第一控制阀v1、第二控制阀v2、第三控制阀v3和第四控制阀v4为电磁阀，可电控其开关状态。参照图7，第一电磁阀可以用电动调节阀代替，根据空调送风的温度，自动调节热回收器500的进气量，可以控制除湿时空调送风温度。例如送风温度增高，减小阀的开度，送风温度降低，增大阀的开度。
[0054]
可选地，节流装置300为膨胀阀，可电控其状态。
[0055]
需要说明的是，膨胀阀安装在蒸发器400入口，主要的作用有两个：1)节流作用，高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；2)控制制冷剂的流量：进入蒸发器400的液态制冷剂，经过蒸发器400后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低车内的温度。膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器400的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机100产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足。
[0056]
可选地，热回收器500背离压缩机100进口一端与节流装置300进口之间的管路上设有疏液阀600。
[0057]
需要说明的是，若经过阻力平衡计算，也可以取消疏液阀600。
[0058]
可选地，第四控制阀v4为单向阀，且单向阀仅允许制冷剂自热回收器500流向节流装置300进口。
[0059]
一种可能实现的方式中，参照图7，第四控制阀v4可以为仅允许制冷剂自热回收器500流向节流装置300进口的单向阀，在一定程度上节约成本。可选地，冷凝器200的出口与节流装置300的进口之间的管路上设有储液罐700。
[0060]
一种可能实现的方式中，参照图7，储液罐700位于冷凝器200的出口、节流装置300的进口与单向阀之间交汇的管路上，提高制冷系统的稳定性。
[0061]
需要说明的是，上述空调循环系统通过减小蒸发器400的面积进行除湿，将部分蒸发器400作为热回收器500，在除湿时，可通过热回收器500对冷凝器200的热能进行回收，无须电加热，节能降耗；并且，还可以不采用变频压缩机100控制空调制冷剂量输出，而是采用电动调节阀代替电磁阀，自动调节热回收器500的进气量，控制空调送风温度。
[0062]
第二方面，基于同样的发明构思，本发明的实施例还提供一种热回收除湿方法，热回收除湿方法包括：制冷模式、除湿模式和除湿再热模式；
[0063]
实时监测机房的实际温度t和机房的实际湿度h，机房温度设定点为t0、机房上限温度为tu、机房下限温度为td，机房湿度设定点为h0、机房上限湿度为hu；
[0064]
若t＞tu或者t＞t0且h＜hu，关闭第一控制阀和第四控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀，开启制冷模式；
[0065]
若t≥t0且h＞hu，关闭第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，开启除湿模式；
[0066]
若t＜t0且h＞h0，打开第一控制阀和第四控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀，开启除湿再热模式。
[0067]
上述热回收除湿方法在制冷模式时，将热回收器作为蒸发器使用，增大了蒸发面积，提高制冷效率；在除湿模式中，热回收器中无制冷剂流入，不再作为蒸发器使用，从而相对制冷模式减小了蒸发器的蒸发面积，提高了空调的送风温度；在除湿再热模式中，热回收器中流入高温高压的制冷剂，成为热源，对经蒸发器处理过的空气回路进行再热，从而提高空调的送风温度。一种可能实现的方式中，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀为电磁阀，可电控其开关状态，通过实时监测机房的实际温度t和机房的实际湿度h，并与各个温湿度关键点比较，从而可自动选择工作模式，从而在满足环境对高精密温湿度要求的基础上实现节能的目的。
[0068]
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种空调循环系统，其特征在于，包括：蒸发器、热回收器、压缩机、冷凝器和节流装置；所述压缩机、所述冷凝器和所述节流装置依次连接并通过管路连接成制冷剂的循环回路，所述蒸发器和所述热回收器并联设置于所述压缩机与所述节流装置之间，且所述蒸发器和所述热回收器均形成用于允许空气通过的空气回路；所述热回收器背离所述节流装置一端与所述压缩机出口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第一控制阀；所述热回收器背离所述节流装置一端与所述压缩机进口之间的管路上设有用于控制管路通断的第二控制阀；所述热回收器朝向所述节流装置一端与所述节流装置出口之间的管路上设有用于控制管路通断的第三控制阀；所述热回收器背离所述压缩机进口一端与所述节流装置进口通过管路连接，且二者之间的管路上设有用于控制管路通断的第四控制阀。2.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述空调循环系统具有制冷模式、除湿模式和除湿再热模式，当所述空调循环系统处于所述制冷模式时，所述第一控制阀和所述第四控制阀处于关闭状态，所述第二控制阀和所述第三控制阀处于打开状态；当所述空调循环系统处于所述除湿模式时，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀均处于关闭状态；当所述空调循环系统处于所述除湿再热模式时，所述第一控制阀和所述第四控制阀处于打开状态，所述第二控制阀和所述第三控制阀处于关闭状态。3.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述第一控制阀为电磁阀或电动调节阀；和/或，所述第二控制阀为电磁阀；和/或，所述第三控制阀为电磁阀；和/或，所述第四控制阀为电磁阀。4.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述第四控制阀为单向阀，且所述单向阀仅允许所述制冷剂自所述热回收器流向所述节流装置进口。5.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述热回收器背离所述压缩机进口一端与所述节流装置进口之间的管路上设有疏液阀。6.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述冷凝器的出口与所述节流装置的进口之间的管路上设有储液罐。7.根据权利要求1所述的空调循环系统，其特征在于，所述节流装置为膨胀阀。8.根据权利要求1-7中任一项所述的空调循环系统，其特征在于，所述热回收器形成的空气回路与所述蒸发器形成的空气回路并联。9.根据权利要求1-7中任一项所述的空调循环系统，其特征在于，所述热回收器形成的空气回路与所述蒸发器形成的空气回路串联。10.一种热回收除湿方法，其特征在于，所述热回收除湿方法包括：制冷模式、除湿模式和除湿再热模式；实时监测机房的实际温度t和机房的实际湿度h，机房温度设定点为t0、机房上限温度为
t
u
，机房湿度设定点为h0、机房上限湿度为h
u
；若t＞t
u
或者t＞t0且h＜h
u
，关闭第一控制阀和第四控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀，开启制冷模式；若t≥t0且h＞h
u
，关闭所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀，开启除湿模式；若t＜t0且h＞h0，打开所述第一控制阀和所述第四控制阀，关闭所述第二控制阀和所述第三控制阀，开启除湿再热模式。

技术总结

本发明涉及制冷领域，公开一种空调循环系统及热回收除湿方法，空调循环系统包括蒸发器、热回收器、压缩机、冷凝器和节流装置；压缩机、冷凝器和节流装置依次连接成制冷剂的循环回路，蒸发器和热回收器并联设置于压缩机与节流装置间，且蒸发器和热回收器均形成空气回路；热回收器与压缩机出口之间的管路上设有第一控制阀；热回收器与压缩机进口之间的管路上设有第二控制阀；热回收器与节流装置出口之间的管路上设有第三控制阀；热回收器与节流装置进口之间的管路上设有第四控制阀；空调循环系统利用空调循环系统本身在制冷过程中产生的热量，作空气再热的热源对除湿冷空气再热，通过热回收器对冷凝器的散热进行部分热回收，从而实现节能的目的。而实现节能的目的。而实现节能的目的。