一種高效節能冷凍空調機組集成及其工作方法
【專利摘要】一種高效節能冷凍空調機組集成包括壓縮冷凝機組和組合式空調機組；壓縮冷凝機組包括制冷壓縮機、冷凝器、節流裝置和控制器，制冷壓縮機為磁懸浮離心式壓縮機或螺桿式壓縮機；在組合式空調機組上設有進風口和出風口，組合式空調機組包括空氣凈化單元、直接蒸發式空氣換熱器、無刷直流電機及離心式風機。其工作方法是：冷媒經制冷壓縮機、冷凝器、節流裝置、直接蒸發式空氣換熱器流回；同時，經進風口的空氣在凈化單元被過濾、殺菌和去除有害氣體，處理后的空氣被無刷直流電機驅動的離心式風機送出，然后經過直接蒸發式空氣換熱器被冷卻干燥，冷卻干燥后的空氣最后通過出風口被送出。本發明的技術方案節能，空氣凈化效果好。
【專利說明】一種高效節能冷凍空調機組集成及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷凍空調設備領域，特別涉及一種集成式高效節能冷凍空調機組和工作方法。
【背景技術】
[0002]組合式空調機組是集中式空調系統中主要空氣處理設備之一，具有冷卻干燥、力口熱加濕、空氣凈化等多種功能。常規的組合式空調機組的主要缺點是:1)由于送風量較大，所以配套風機和電機一般均采用皮帶連接，因此風機段長度較長，一般達到3?4m，導致機組占地面積較大，與此同時，由于所采用的普通電機和風機效率偏低，噪聲較高，如果采用變風量需要另設變頻器，且效率會隨風量減少而下降，風機能耗在制冷空調系統中所占比例高達35%以上；2)空氣冷卻、干燥所采用的空氣處理設備一般為水冷式表面換熱器，所用冷水由冷水機組提供，其缺點是冷凍機的冷媒不能直接冷卻空氣，而需要通過換熱器來冷卻表冷器所用冷水，冷凍機的效率下降；3)表冷器一般采用7°C冷水進，12°C冷水出，即使是采用8排表冷器，機組的冷卻能力，尤其是除濕能力有限；4)除特種機組外，一般組合式空調機組所采用空氣過濾器過濾效率過低。
[0003]霧霾空氣導致的空氣污染已經成為上至中央領導，下至普通老百姓關注的大問題，因此，對空氣的凈化處理是必然的趨勢。
【發明內容】
[0004]有鑒于上述之不足，本發明有必要提供一種高效節能冷凍空調機組集成及其工作方法。
[0005]本發明的一種高效節能冷凍空調機組集成包括壓縮冷凝機組和組合式空調機組；壓縮冷凝機組包括制冷壓縮機、冷凝器、節流裝置和控制器，制冷壓縮機、冷凝器、節流裝置依次相連接；制冷壓縮機為磁懸浮離心式壓縮機或螺桿式壓縮機或空氣軸承壓縮機；在組合式空調機組上設有進風口和出風口，組合式空調機組包括空氣凈化單元、直接蒸發式空氣換熱器、無刷直流電機及離心式風機；其中，直接蒸發式空氣換熱器連接在節流裝置和冷壓縮機之間。其工作方法是:制冷壓縮機對直接蒸發式空氣換熱器輸送回來的低溫、低壓冷媒蒸汽進行壓縮；冷凝器對制冷壓縮機出來的高溫、高壓冷媒蒸汽進行冷卻，冷凝器產生的熱量被冷卻水或室外空氣帶走；節流裝置對冷凝器出來的低溫、高壓冷媒液體進行節流，節流后的低溫、低壓氣液兩相混合冷媒進入組合式空調機組內的直接蒸發式空氣換熱器與空氣進行換熱，換熱后的低溫、低壓冷媒液體返回壓縮冷凝機組的冷凝器中，完成一次制冷循環；同時，經進風口的室外空氣或室外空氣和室內空氣混合后通過空氣凈化單元被過濾、殺菌和去除有害氣體，處理后的空氣被無刷直流電機驅動的離心式風機送出，然后經過直接蒸發式空氣換熱器被冷卻干燥，冷卻干燥后的空氣最后通過出風口被送出。
[0006]進一步的，冷凝器為水冷殼管式換熱器、水冷板式換熱器或風冷翅片式換熱器。
[0007]進一步的，在進風口和出風口處分別設有風量調節閥，所述風量調節閥由二片以上對開葉片組成，通過調節葉片的打開狀態對風量進行調節。
[0008]進一步的，所述空氣凈化單元包括第一級過濾器和第二級過濾器，第一級過濾器的材料為駐極體靜電過濾材料，第二級過濾器的材料為無光催化材料。
[0009]進一步的，在直接蒸發式空氣換熱器下方設有冷凝水盤，冷凝水盤承接直接蒸發式空氣換熱器冷凝下落的冷凝水。
[0010]本發明的有益效果是:相較于現有技術，本發明將制冷壓縮機組和組合式空調機組集成為一體，且制冷壓縮機組采用上述特定的高效制冷壓縮機，組合式空調機組采用直接蒸發式空氣換熱器和無級調速無刷直流電機驅動的無蝸殼離心風機，大幅度減少了制冷空調系統的能耗、初投資和占地面積。與此同時，通過箱體內設置的兩級過濾器，第一級過濾器對進入箱體內空氣中的可吸入顆粒物進行過濾、第二級過濾器對經過第一級過濾器過濾后的空氣進一步殺菌和分解有害氣體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，描述中的附圖僅僅是對應于本發明的一些具體實施例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性勞動的前提下，在需要的時候還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本發明一種高效節能冷凍空調機組集成的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了詳細闡述本發明為達成預定技術目的而所采取的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的部分實施例，而不是全部的實施例，并且，在不付出創造性勞動的前提下，本發明的實施例中的技術手段或技術特征可以替換，下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0014]請參閱圖1，本發明較佳實施例所示的一種高效節能冷凍空調機組集成1000，包括壓縮冷凝機組100和組合式空調機組200。
[0015]壓縮冷凝機組100包括制冷壓縮機110、冷凝器120、節流裝置130和控制器140。制冷壓縮機110對直接蒸發式空氣換熱器240輸送回來的低溫、低壓冷媒蒸汽進行壓縮；利用壓縮冷凝機組100向組合式空調機組200提供低溫、低壓冷媒液體用于制冷和除濕，其過程是:冷凝器120對制冷壓縮機110出來的高溫、高壓冷媒蒸汽進行冷卻，冷凝器120產生的熱量被冷卻水或室外空氣帶走；節流裝置130對冷凝器120出來的低溫、高壓冷媒液體進行節流，節流后的低溫、低壓氣液兩相混合冷媒進入組合式空調機組200內的直接蒸發式空氣換熱器240與空氣進行換熱，換熱后的低溫、低壓冷媒液體返回壓縮冷凝機組100的冷凝器120中，完成一次制冷循環。所述的制冷壓縮機110為磁懸浮離心式壓縮機或螺桿式壓縮機或空氣軸承壓縮機；所述的冷凝器120為水冷殼管式換熱器、水冷板式換熱器或風冷翅片式換熱器。
[0016]在組合式空調機組200包括箱體210，箱體210包括第一面板211、第二面板213。所述第一面板211設置有進風口，在第二面板上設有出風口，在進風口和出風口內分別安裝有風量調節閥220，所述風量調節閥220由二片以上對開葉片組成，以供空氣從進風口的風量調節閥220進入并從出風口的風量調節閥220吹出箱體。本實施例中，所述箱體210為中空的封閉長方形箱體結構，進風口的風量調節閥220與出風口的風量調節閥220相對設置。
[0017]在箱體210內自進風口到出風口依次設有空氣凈化單元230、風機單元、直接蒸發式空氣換熱器240。所述空氣凈化單元230包括第一級過濾器231和第二級過濾器232，第一級過濾器231的材料為駐極體靜電過濾材料，第二級過濾器232的材料為無光催化材料，所述第一級過濾器231與所述第二級過濾器232分別通過過濾器支架233并排固定在箱體210內；所述過濾器支架233設置在箱體210兩側板的內表面上，并形成導軌，以便放置和更換所述第一級過濾器231及第二級過濾器232 ;該第一級過濾器231能將空氣中的直徑大于0.5微米的可吸入顆粒物中的99%以上過濾掉。第二級過濾器232對過濾后的空氣進行次級過濾殺菌和分解有害氣體理；所述第一級過濾器231、第二級過濾器232均可拆卸地固定在過濾器支架233上，便于更換濾料，減少更換成本。無光催化材料的成分是無毒無害的二氧化鈦；二氧化鈦作為加速氧化還原反應，使吸附在表面的氧氣及水分子激發成極具活性的OH一及02一自由基，這些氧化力極強的自由基幾乎可分解所有對人體或環境有害的有機物質及部分無機物質，使其迅速氧化分解為穩定且無害的物質如水、二氧化碳等，以達到凈化空氣、殺菌、防臭的功用。空氣中的細菌通過該第二級過濾器232時，可被無光催化材料物質殺滅，有害氣體被分解。
[0018]風機單元270為無刷直流電機250及通過無刷直流電機250驅動的離心式風機260 ;所述風機單元270通過風機支架固定在箱體210內，該無刷直流電機250的主軸(圖未標)從所述風機支架穿出。所述離心式風機260連接從風機支架穿出的所述電無刷直流電機240的主軸，可在所述主軸的帶動下轉動。通過無刷直流電機250旋轉，使得空氣從所述第一面板211的進風口吸入，并通過直接蒸發式空氣換熱器240與空氣進行換熱，換熱后的空氣從所述第二面板212的出風口吹出。本發明較佳實施例中，無刷直流電機是永磁式同步電機的一種，不使用機械的電刷裝置，采用方波自控式永磁同步電機，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉子的永磁材料，性能上相較一般的傳統直流電機有很大優勢。該無刷直流電機250由控制器控制(圖未示)，可以無級調速。
[0019]工作時，啟動無刷直流電機250，無刷直流電機250帶動所述離心式風機260旋轉，空氣從第一面板211的進風口吸入，被吸入的空氣穿過第一級過濾器231、第二級過濾器232，并通過直接蒸發式空氣換熱器240與空氣進行換熱，換熱后的空氣從所述第二面板212的出風口吹出。此過程中，空氣通過第一級過濾器231后，空氣中的直徑大于0.5微米的可吸入顆粒物中99%以上被過濾掉；通過第一級過濾器231過濾的空氣，流經所述第二級過濾器232后，空氣中的細菌被殺滅，有害氣體被分解，空氣被凈化，本發明較佳實施例殺滅細菌率可接近100%。因此，經第一級過濾器231、第二級過濾器232后并從第二面板212的出風口吹出的空氣潔凈無菌。
[0020]本發明較佳實施例中，由于采用冷媒與空氣直接進行熱交換，所以單位風量制冷量和除濕量明顯上升，換熱器面積減小，初投資和運行費用聚減，經濟效益明顯。
[0021]本發明較佳實施例中，所述壓縮冷凝機組100中的制冷壓縮機采用磁懸浮或空氣軸承壓縮機時，由于均為無油壓縮機，所以不存在由于壓縮機回油導致的一系列問題。[0022]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質，在本發明的精神和原則之內，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高效節能冷凍空調機組集成(1000)，包括壓縮冷凝機組(100)和組合式空調機組(200);壓縮冷凝機組(100)包括制冷壓縮機(110)、冷凝器(120)、節流裝置(130)和控制器(140)，制冷壓縮機(110)、冷凝器(120)、節流裝置(130)依次相連接；在組合式空調機組(200)上設有進風口和出風口，其特征在于:制冷壓縮機(110)為磁懸浮離心式壓縮機或螺桿式壓縮機或空氣軸承壓縮機；組合式空調機組(200)包括空氣凈化單元(230)、直接蒸發式空氣換熱器(240)、無刷直流電機(250)及離心式風機(260);經進風口的室外空氣或室外空氣和室內空氣混合后通過空氣凈化單元(230)被過濾、殺菌和去除有害氣體，處理后的空氣被無刷直流電機(250)驅動的離心式風機(260)送出，然后經過直接蒸發式空氣換熱器(240)被冷卻干燥，冷卻干燥后的空氣最后通過出風口被送出，其中，直接蒸發式空氣換熱器(240 )連接在節流裝置(130)和冷壓縮機(110 )之間。
2.根據權利要求1所述的高效節能冷凍空調機組集成(1000)，其特征在于:冷凝器(120)為水冷殼管式換熱器、水冷板式換熱器或風冷翅片式換熱器。
3.根據權利要求1所述的高效節能冷凍空調機組集成(1000)，其特征在于:在進風口和出風口處分別設有風量調節閥(220)，所述風量調節閥(220)由二片以上對開葉片組成。
4.根據權利要求1所述的高效節能冷凍空調機組集成(1000)，其特征在于:所述空氣凈化單元(230)包括第一級過濾器(231)和第二級過濾器(232)，第一級過濾器(231)的材料為駐極體靜電過濾材料，第二級過濾器(232)的材料為無光催化材料。
5.根據權利要求1所述的高效節能冷凍空調機組集成(1000)，其特征在于:在直接蒸發式空氣換熱器(240 )下方設有冷凝水盤(280 )，冷凝水盤(280 )承接直接蒸發式空氣換熱器(240)冷凝下落的冷凝水。
6.一種如權利要 求1所述高效節能冷凍空調機組集成的工作方法，其特征在于:制冷壓縮機(110)對直接蒸發式空氣換熱器(240)輸送回來的低溫、低壓冷媒蒸汽進行壓縮；冷凝器(120)對制冷壓縮機(110)出來的高溫、高壓冷媒蒸汽進行冷卻，冷凝器(120)產生的熱量被冷卻水或室外空氣帶走；節流裝置(130)對冷凝器(120)出來的低溫、高壓冷媒液體進行節流，節流后的低溫、低壓氣液兩相混合冷媒進入組合式空調機組(200)內的直接蒸發式空氣換熱器(240)與空氣進行換熱，換熱后的低溫、低壓冷媒液體返回壓縮冷凝機組(100)的冷凝器(120)中，完成一次制冷循環；同時，經進風口的室外空氣或室外空氣和室內空氣混合后通過空氣凈化單元(230 )被過濾、殺菌和去除有害氣體，處理后的空氣被無刷直流電機(250)驅動的離心式風機(260)送出，然后經過直接蒸發式空氣換熱器(240)被冷卻干燥，冷卻干燥后的空氣最后通過出風口被送出。
7.根據權利要求6所述的高效節能冷凍空調機組集成的工作方法，其特征在于:制冷壓縮機(110)為磁懸浮離心式壓縮機或螺桿式壓縮機；冷凝器(120)為水冷殼管式換熱器、水冷板式換熱器或風冷翅片式換熱器。
8.根據權利要求6所述的高效節能冷凍空調機組集成的工作方法，其特征在于:在進風口和出風口處分別設有風量調節閥(220)，所述風量調節閥(220)由二片以上對開葉片組成，通過調節葉片的打開狀態對風量進行調節。
9.根據權利要求6所述的高效節能冷凍空調機組集成的工作方法，其特征在于:所述空氣凈化單元(230)包括第一級過濾器(231)和第二級過濾器(232)，第一級過濾器(231)的材料為駐極體靜電過濾材料，第二級過濾器(232 )的材料為無光催化材料。
10.根據權利要求6所述的高效節能冷凍空調機組集成的工作方法，其特征在于:在直接蒸發式空氣換熱器(240 )下方設有冷凝水盤(280 )，冷凝水盤(280 )承接直接蒸發式空氣換熱器(240)冷凝下落 的冷凝水。
【文檔編號】F24F13/28GK103953994SQ201410221118
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】殷平 申請人:廣東國得科技發展有限公司