一種水冷型恒溫恒濕空調機的制作方法

本專利涉及空調冷凝器領域，具體涉及一種能夠增強冷凝器工作效率的水冷型恒溫恒濕空調機。

背景技術：

目前現有的水冷型恒溫恒濕空調機先利用蒸發器降溫除濕，再通過電加熱器調熱和加濕器調濕，向對溫濕度有特殊要求的空調房間提供恒溫恒濕空氣。

在部分負荷工況下，壓縮機冷量偏大，使得蒸發器降溫后的出風溫度大幅度低于設定溫濕度值的要求，需要電加熱器實現熱補償，保證恒溫恒濕的目的，而電加熱器的工作能耗極大，以一臺輸出功率為28kW的空調機為例，除電加熱器外，整機額定功率（即輸入功率）僅9kW，但需要配套功率為18kW的電加熱器，電加熱器的功率接近空調機額定功率的兩倍，而且大功率的電加熱運行，容易出現過熱、過流、燒毀，甚至起火等問題，運行不可靠。

在公開號為CN201621818U的專利申請公開文本中提供了一種水冷式恒溫恒濕機，包括室內機和室外機，所述的室內機內依次設有風機、電極加濕器和蒸發器，風機上連接有電機，所述的室外機內依次設有壓縮機、水冷冷凝器、軸流風扇和氣液分離器，所述的蒸發器兩端分別與水冷冷凝器和氣液分離器連通，所述的蒸發器和水冷冷凝器之間依次連接有干燥過濾器和三通閥，所述的干燥過濾器和三通閥之間連接有熱回收器。

上述方案在用于對空氣降溫時，所述熱回收器不發生作用；當對空氣升溫時，啟動熱回收器，可通過控制三通閥對水冷冷凝器熱交換后的熱量進行回收，減少甚至取代電加熱管的運作，節約能源。該方案忽略了水冷冷凝器和熱回收器的制冷劑積存問題，由于水冷冷凝器和熱回收器的作用均是吸收制冷劑熱量使之冷凝，在這個過程中變成液態的制冷劑容易附著在水冷冷凝器和熱回收器中，使換熱面積變小，影響換熱效率。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本專利提供一種水冷型恒溫恒濕空調機，能夠減少積存在水冷冷凝器和再熱冷凝器中的冷凝液，增加換熱面積，提高換熱效率。

針對本專利來說，上述技術問題是這樣解決的：一種水冷型恒溫恒濕空調機，包括壓縮機、水冷冷凝器、再熱冷凝器、三通閥、膨脹閥、電加熱器、加濕器、送風機和蒸發器，所述壓縮機、蒸發器和膨脹閥按順序依次通過管路連通；所述空調機還包括儲液器，所述膨脹閥的入口通過管路連通儲液器的一端，儲液器的另一端通過管路連通三通閥的接口，三通閥的另外兩個接口分別通過管路連通水冷冷凝器和再熱冷凝器的出口；所述水冷冷凝器和再熱冷凝器的入口分別通過管路連通壓縮機的出口；空氣按順序依次經過蒸發器、再熱冷凝器、電加熱器、加濕器和送風機后進入室內。

本專利中水冷冷凝器和再熱冷凝器的出口經三通閥與儲液器連通，由于蒸發器的設置高度與水冷冷凝器和再熱冷凝器的高度持平或更高，冷凝后的液態制冷劑在重力勢能的影響下很難通過管道流到蒸發器中，這種情況下很容易造成制冷劑積存在水冷冷凝器和再熱冷凝器中，而通過儲液器的設置，使得制冷劑可以先流到儲液器內，避免凝液在水冷冷凝器和再熱冷凝器中積存過多，擴大水冷冷凝器和再熱冷凝器的換熱面積，提高換熱效率；在蒸發器負荷增大時，所需要的制冷劑也多，此時可通過儲液器補給制冷劑，相反，負荷減小時，多余的制冷劑可以儲存在儲液器中，靈活制冷，適應性好；儲液器能夠防止過多的制冷劑從冷凝器中流出，避免對壓縮機產生液擊。

進一步地，所述再熱冷凝器的出口通過電磁閥與儲液箱連通。

當空氣經過蒸發器后，所需的加熱量不大或者不需要加熱時，三通閥關閉其與再熱冷凝器連通的接口，但同時為避免再熱冷凝器中的制冷劑積存過多，壓力過大，此時可通過控制電磁閥的開閉，將制冷劑導入儲液器中，緩解再熱冷凝器中的壓力，增強可靠性。

進一步地，所述三通閥為三通調節閥。

所述三通調節閥可以調節再熱冷凝器出口和水冷冷凝器出口的制冷劑流量比例，調節空氣的加熱量，提高控制精度。

進一步地，還包括空氣過濾器；空氣按順序依次經過空氣過濾器、蒸發器、再熱冷凝器、電加熱器、加濕器和送風機后進入室內。

通過設置空氣過濾器過濾空氣中的微小顆粒物、花粉、細菌、工業廢氣和灰塵等雜質，以防止這些雜質對空調機造成損害，還能夠保護人體健康。

進一步地，所述加濕器為電極加濕器、電熱加濕器、干蒸汽加濕器、濕膜加濕器或高壓微霧加濕器。

所述加濕器可根據對空氣特殊要求選擇，靈活性高。

進一步地，所述壓縮機的進口管路上設置有第一壓力開關。

如果進口管路壓力過低，說明空調機發生了故障，會造成壓縮機壓縮比增大，負荷增大，進而導致壓縮機損壞。所述第一壓力開關可用于檢測管道內壓力是否過低，進而開閉進口管路對空調機進行保護。

進一步地，所述壓縮機的出口管路上設置有第二壓力開關。

如果出口管路壓力過高，說明空調機發生了故障，同樣也會使壓縮機負荷增大，進而可能損壞壓縮機。所述第二壓力開關可用于檢測管道內壓力是否過高，進而開閉出口管路對空調機進行保護。

進一步地，所述蒸發器與壓縮機之間的連通管路上設置有第一逆止閥。

進一步地，所述壓縮機的出口管路上設置有第二逆止閥。

進一步地，所述水冷冷凝器上設置有流量調節水閥。

所述流量調節水閥可以調節用于吸收水冷冷凝器的冷卻水的流量，從而調節水冷冷凝器中制冷劑冷凝后的溫度，提高空調機的可控性，靈活性好。

區別于現有技術，本專利的有益效果為：

（1）設置儲液箱收集水冷冷凝器和再熱冷凝器中積存的冷凝液，擴大水冷冷凝器和再熱冷凝器中的換熱面積，換熱效率高。

（2）再熱冷凝器出口通過電磁閥與儲液器連通，可疏導再熱冷凝器停止工作時其中積存的制冷劑，降低冷凝壓力，可靠性高。

（3）增加空氣過濾器，過濾空氣中的雜質，保護空調機安全運行以及人體健康。

附圖說明

圖1是本專利的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示的一種水冷型恒溫恒濕空調機，包括壓縮機11、水冷冷凝器16、再熱冷凝器18、三通閥15、膨脹閥111、電加熱器21、加濕器22、送風機23和蒸發器112，所述壓縮機11、蒸發器112和膨脹閥111按順序依次通過管路連通；所述空調機還包括儲液器110，所述膨脹閥111的入口通過管路連通儲液器110的一端，儲液器110的另一端通過管路連通三通閥15的接口3，三通閥15的另外兩個接口1和2分別通過管路連通水冷冷凝器16和再熱冷凝器18的出口；所述水冷冷凝器16和再熱冷凝器18的入口分別通過管路連通壓縮機11的出口；空氣按順序依次經過蒸發器112、再熱冷凝器18、電加熱器21、加濕器22和送風機23后進入室內。

具體實施過程中，蒸發器112的設置高度與水冷冷凝器16和再熱冷凝器18的高度持平或更高，冷凝后的液態制冷劑在重力勢能的影響下很難通過管道流到蒸發器112中，這種情況下很容易使制冷劑在水冷冷凝器16和再熱冷凝器18中積存，而通過儲液器110的設置，使得制冷劑可以先流到儲液器110內，避免冷凝液在水冷冷凝器16和再熱冷凝器18中積存過多，擴大水冷冷凝器16和再熱冷凝器18的換熱面積，提高換熱效率；在蒸發器112負荷增大時，所需要的制冷劑也多，此時可通過儲液器110補給制冷劑，相反，負荷減小時，多余的制冷劑可以儲存在儲液器110中，靈活制冷，適應性好；儲液器110能夠防止過多的制冷劑從水冷冷凝器16和再熱冷凝器18中流出，避免對壓縮機11產生液擊。

所述再熱冷凝器18的出口通過電磁閥116與儲液箱110連通。

當需要處理的空氣經過蒸發器112后，所需的加熱量不大或者不需要加熱時，三通閥15關閉其與再熱冷凝器18連通的接口2，但同時為避免再熱冷凝器18中的制冷劑積存過多，壓力過大，此時可通過控制電磁閥116的開閉，將制冷劑導入儲液器110中，緩解再熱冷凝器18中的壓力，增強可靠性。

所述三通閥15為三通調節閥。

所述三通調節閥可以調節再熱冷凝器18出口和水冷冷凝器16出口的制冷劑流量比例，調節空氣的加熱量，提高控制精度。

本實施例還包括空氣過濾器24，空氣按順序依次經過空氣過濾器24、蒸發器112、再熱冷凝器18、電加熱器21、加濕器22和送風機23后進入室內。

通過設置空氣過濾24器過濾空氣中的微小顆粒物、花粉、細菌、工業廢氣和灰塵等雜質，以防止這些雜質對空調機造成損害，還能夠保護室內人體健康。

所述加濕器22為電極加濕器、電熱加濕器、干蒸汽加濕器、濕膜加濕器或高壓微霧加濕器。

所述加濕器22可根據對空氣特殊要求選擇，靈活性高。

所述壓縮機11的進口管路上設置有第一壓力開關113、第一逆止閥114以及第一壓力表115。

如果進口管路壓力過低，說明空調機發生了故障，會造成壓縮機11壓縮比增大，負荷增大，進而導致壓縮機11損壞。所述第一壓力開關113可用于檢測管道內壓力是否過低，進而開閉進口管路對空調機進行保護。

所述壓縮機11的出口管路上設置有第二壓力開關14、第二逆止閥13以及第二壓力表12。

如果出口管路壓力過高，說明空調機發生了故障，同樣也會使壓縮機11負荷增大，進而可能損壞壓縮機11。所述第二壓力開關14可用于檢測管道內壓力是否過高，進而開閉出口管路對空調機進行保護。

所述水冷冷凝器16上設置有流量調節水閥31。

所述流量調節水閥31可以調節用于吸收水冷冷凝器16熱量的冷卻水的流量，從而調節水冷冷凝器16中制冷劑冷凝后的溫度，提高空調機的可控性，靈活性好。

所述再熱冷凝器18與三通閥15的連通管路之間設有通向三通閥15的第一單通閥19。

所述水冷冷凝器16與三通閥15的連通管路之間設有通向三通閥15的第二單通閥17。

本實施例的工作原理，其步驟如下：

制冷過程：

S1：低溫低壓的液體制冷劑在蒸發器112中吸收空氣熱量后，汽化成高溫低壓的蒸汽；

S2：壓縮機11吸入高溫低壓的蒸汽后，將其壓縮成高溫高壓的蒸汽并排出；

S3：高溫高壓的蒸汽進入水冷冷凝器16和再熱冷凝器18中向冷卻介質（空氣）放熱，冷凝為低溫高壓液體；

S4：通過三通調節閥15調節再熱冷凝器18出口和水冷冷凝器16出口的流量比例，低溫高壓液體流到儲液器110中；

S5：低溫高壓液體從儲液器110中流出，經膨脹閥111節流后為低壓低溫液體，返回步驟S1。

在上述步驟S2中，壓縮機11之前還應檢查吸入高溫低壓的蒸汽的壓力是否過低，以及排出的高溫高壓的蒸汽的壓力是否過高，根據判斷控制壓縮機11的出口管路和進口管路的開閉。空氣處理過程：

S1：空氣通過空氣過濾器24過濾，形成潔凈的空氣；

S2：蒸發器112吸收空氣的熱量，并使空氣中的水蒸汽冷凝，起到降溫除濕的效果；

S3：再熱冷凝器18將熱量釋放到空氣中，并將水蒸發到空氣中，起到升溫加濕的效果；

S4：空氣經過電加熱器21精確升高溫度；

S5：空氣經過加濕器22精確提高濕度；

S6：空氣通過送風機23加壓送至室內。

其中電加熱器21可以通過多級調節方式控制，也可以通過無級調節方式控制。