專利名稱：低溫冷凍除濕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冷凍除濕設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及在較大的溫度范圍內(nèi)對空氣進(jìn)行冷 凍除濕的低溫冷凍除濕裝置。
背景技術(shù)：
采用冷凍法對濕空氣進(jìn)行除濕處理已經(jīng)成為當(dāng)前諸多生產(chǎn)、科研中的常見方法。 在現(xiàn)有技術(shù)中，冷凍除濕過程通常采用圖1所示的蒸汽壓縮式制冷設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，常規(guī)的制 冷設(shè)備由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器及其連接管路構(gòu)成，其工作過程為“壓縮-冷 凝-節(jié)流-蒸發(fā)-壓縮”，濕空氣在風(fēng)機(jī)的作用下先經(jīng)過蒸發(fā)器冷卻除濕，再經(jīng)過冷凝器進(jìn) 行再熱。上述方式雖然能達(dá)到對濕空氣進(jìn)行除濕的目的，但是在待處理的濕空氣溫度較低 時(shí)，蒸發(fā)溫度過低，蒸發(fā)器表面容易結(jié)霜，若不能及時(shí)除霜，甚至?xí)?dǎo)致蒸發(fā)器表面結(jié)冰。對 這種情況，一方面在結(jié)霜和除霜過程中，造成較大的能量損失，而且處理后的空氣的溫度和 濕度波動大；另一方面，蒸發(fā)器換熱能力下降，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)不能得到完全的蒸發(fā)，會 引起壓縮機(jī)液擊故障等影響系統(tǒng)安全性的問題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致制冷系統(tǒng)不能運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有的冷凍除濕裝置所存在的不足，本實(shí)用新型提供一種能利用雙級節(jié)流 裝置進(jìn)行模式切換來實(shí)現(xiàn)高溫時(shí)雙級除濕、低溫時(shí)預(yù)熱除濕，節(jié)能效果好并且運(yùn)行穩(wěn)定性 高的低溫冷卻除濕裝置。因此，本實(shí)用新型提供一種低溫冷凍除濕裝置，其包括順次布置在制冷劑流路中 的壓縮機(jī)、冷凝器、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器，還包括風(fēng)機(jī)，該冷凝器位于蒸發(fā)器和該風(fēng)機(jī)之 間，其中在第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器之間的制冷劑流路上還順次設(shè)有中間換熱器和第二節(jié)流 機(jī)構(gòu)，該中間換熱器布置在蒸發(fā)器的背向該冷凝器的一側(cè)，使得在風(fēng)機(jī)的作用下，待處理空 氣能夠依次通過中間換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器。該裝置還包括控制器，其用于控制第一節(jié)流 機(jī)構(gòu)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)在節(jié)流位置和完全打開位置之間轉(zhuǎn)換。在本實(shí)用新型中，在低溫冷凍除濕裝置運(yùn)行時(shí)，濕空氣在風(fēng)機(jī)的作用下依次通過 中間換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器，進(jìn)行除濕和溫度調(diào)節(jié)。通過控制器對第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和第二節(jié) 流機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，中間換熱器可以作為制冷循環(huán)的冷凝器或者蒸發(fā)器工作。為此，當(dāng)待處理的 空氣溫度較高時(shí)，例如在18°C 50°C的情況下，通過控制器將第一節(jié)流機(jī)構(gòu)控制在節(jié)流位 置并控制第二節(jié)流機(jī)構(gòu)處于完全打開位置，此時(shí)來自冷凝器的制冷劑經(jīng)第一節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流 后流入中間換熱器，然后經(jīng)過完全打開的第二節(jié)流機(jī)構(gòu)直接流入蒸發(fā)器，在這種情況下，中 間換熱器作為蒸發(fā)器進(jìn)行工作，濕空氣在風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)過中間換熱器先進(jìn)行降溫除濕， 然后經(jīng)過蒸發(fā)器進(jìn)一步降溫除濕，然后通過冷凝器升溫后送到指定的工作區(qū)，這樣可以完 成濕空氣的“預(yù)降溫除濕+降溫除濕+再熱升溫”的工作模式，有利于增加除濕量并提高除 濕效率。[0007]在根據(jù)本實(shí)用新型的低溫冷凍除濕裝置中，在待處理的空氣溫度較低時(shí)，例如 在_15°C至低于18°C的情況下，通過控制器控制第一節(jié)流機(jī)構(gòu)處于完全打開位置，控制第 二節(jié)流機(jī)構(gòu)處于節(jié)流位置，此時(shí)從冷凝器流出的制冷劑經(jīng)過完全打開的第一節(jié)流機(jī)構(gòu)流入 中間換熱器，然后經(jīng)過處于節(jié)流位置的第二節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流后流入蒸發(fā)器，此時(shí)中間換熱器 作為冷凝器進(jìn)行工作，濕空氣在風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)過中間換熱器先進(jìn)行預(yù)熱，再經(jīng)過蒸發(fā)器 進(jìn)行降溫除濕，然后通過冷凝器升溫后送到指定的工作區(qū)，這樣可以完成濕空氣的“預(yù)熱升 溫+降溫除濕+再熱升溫”的工作模式，有利于提高蒸發(fā)溫度，避免蒸發(fā)器表面結(jié)霜甚至結(jié) 冰，不僅可以避免結(jié)霜和除霜過程中的能量損失，提高系統(tǒng)的效率，并可降低出風(fēng)溫度和濕 度的波動，并提高制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在本實(shí)用新型的一個(gè)方案中，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)均為電子膨脹閥。在本實(shí)用新型的另一個(gè)方案中，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)均由毛細(xì)管和電磁 閥并聯(lián)構(gòu)成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，第一和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)也可以如此配置，即，第一節(jié) 流機(jī)構(gòu)為電子膨脹閥，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)由毛細(xì)管和電磁閥并聯(lián)構(gòu)成，或者反之。根據(jù)本實(shí)用新型的低溫冷凍除濕裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)，在待處理空氣溫度和濕度較 高時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)“預(yù)冷卻除濕+冷卻除濕+再熱升溫”的運(yùn)行模式，能提高系統(tǒng)的除濕量，并 提高系統(tǒng)的除濕效率具有節(jié)能的效果；在待處理空氣溫度較低時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)“預(yù)熱升溫+冷 卻除濕+再熱升溫”的運(yùn)行模式，可以有利于提高蒸發(fā)溫度，避免蒸發(fā)器表面結(jié)霜甚至結(jié)冰， 不僅可以避免結(jié)霜和除霜過程中的能量損失，提高系統(tǒng)的效率，并可降低出風(fēng)溫度和濕度 的波動，并提高制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，改善其調(diào)節(jié)性能，拓寬了本裝置正常使用時(shí)的 待處理空氣的溫度范圍，在-15°C 50°C之間可以高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的冷凍除濕裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的低溫冷凍除濕裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的低溫冷凍除濕裝置的節(jié)流機(jī)構(gòu)采用電子膨脹閥的示意圖；圖4為圖2中的低溫冷凍除濕裝置的節(jié)流機(jī)構(gòu)由毛細(xì)管和電磁閥構(gòu)成的示意圖。附圖標(biāo)記一覽表1-壓縮機(jī)；2-風(fēng)機(jī)；3-冷凝器；4-第一節(jié)流機(jī)構(gòu)；5-蒸發(fā)器；6_中間換熱器；7_第 二節(jié)流機(jī)構(gòu)；8-電子膨脹閥；9-電子膨脹閥；10-毛細(xì)管；11-電磁閥；12-毛細(xì)管，13-電磁閥。
具體實(shí)施方式
圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的低溫冷凍除濕裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。從 圖中可以看出，該低溫冷凍除濕裝置包括間隔分開的且順次并排布置的中間換熱器6、蒸發(fā) 器5和冷凝器3，在冷凝器3和中間換熱器6之間的制冷劑流路中設(shè)第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4，中間 換熱器6和蒸發(fā)器5之間流體連通有第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7，壓縮機(jī)1布置在冷凝器3和蒸發(fā)器5 之間，從而形成制冷循環(huán)回路。另外，該除濕裝置還包括布置在冷凝器3的背向蒸發(fā)器5 — 側(cè)的風(fēng)機(jī)2，濕空氣在風(fēng)機(jī)2的作用下依次通過中間換熱器6，蒸發(fā)器5和冷凝器3，進(jìn)行除濕和溫度調(diào)節(jié)。該除濕裝置還包括控制器(未示出)，用于控制第一和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)4和7 在完全打開位置和節(jié)流位置(即正常工作位置)之間轉(zhuǎn)換。有利的是，在本實(shí)用新型中，對于不同溫度的濕空氣，通過控制器將第一節(jié)流機(jī)構(gòu) 4和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7控制在不同的位置，中間換熱器6可以作為制冷循環(huán)的冷凝器或蒸發(fā)器工作。具體地說，在待處理的空氣溫度比較高時(shí)，例如在18°C 50°C的溫度范圍內(nèi)時(shí)， 通過控制器控制或者說調(diào)整第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4處于節(jié)流位置，控制或調(diào)整第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7處 于完全打開位置，此時(shí)從冷凝器3出來的制冷劑經(jīng)過第一節(jié)流裝置4節(jié)流后流入中間換熱 器6，然后經(jīng)過完全打開的第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7以不再節(jié)流的方式直接流入蒸發(fā)器5。在這種情 況下，中間換熱器6作為蒸發(fā)器進(jìn)行工作，濕空氣在風(fēng)機(jī)2的作用下經(jīng)過中間換熱器6先進(jìn) 行降溫除濕，再經(jīng)過蒸發(fā)器5進(jìn)一步降溫除濕，然后通過冷凝器3升溫后送到指定的工作 區(qū)，這樣可以在“雙級降溫除濕+再熱”的工作模式下完成濕空氣的處理，有利于增加除濕 量并提高除濕效率。當(dāng)上述低溫除濕裝置要處理的空氣溫度較低時(shí)，例如在_15°C至低于18°C的溫度 范圍內(nèi)時(shí)，通過控制器控制或調(diào)整第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4處于完全打開位置，而控制或調(diào)整第二 節(jié)流機(jī)構(gòu)7處于節(jié)流位置，此時(shí)從冷凝器3出來的制冷劑經(jīng)過完全打開的第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4 不節(jié)流地流入中間換熱器6，然后經(jīng)過正常運(yùn)行的第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7節(jié)流后流入蒸發(fā)器5。在 這種情況下，中間換熱器6作為冷凝器進(jìn)行工作，低溫濕空氣在風(fēng)機(jī)2的作用下經(jīng)過中間換 熱器6先進(jìn)行預(yù)熱，再經(jīng)過蒸發(fā)器5進(jìn)行降溫除濕，然后通過冷凝器3升溫后送到指定的工 作區(qū)，這樣可以在“預(yù)熱+降溫除濕+再熱”的工作模式下完成濕空氣處理，有利于提高蒸 發(fā)溫度，避免蒸發(fā)器表面結(jié)霜甚至結(jié)冰，從而提高了系統(tǒng)的效率，并可降低處理后空氣溫度 和濕度的波動，并提高制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4為電子膨脹閥8，第二 節(jié)流機(jī)構(gòu)7為電子膨脹閥9，所述電子膨脹閥通過控制器調(diào)整到完全打開位置或節(jié)流位置。在圖4示出的另一個(gè)實(shí)施例中，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4由毛細(xì)管10和電磁閥11并聯(lián)構(gòu) 成，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7由毛細(xì)管12和電磁閥13并聯(lián)構(gòu)成。在這里，當(dāng)電磁閥11或13打開時(shí)， 第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4或第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7完全打開，而在電磁閥11或13關(guān)閉時(shí)，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4 通過毛細(xì)管10或第二節(jié)流機(jī)構(gòu)7通過毛細(xì)管12實(shí)現(xiàn)正常節(jié)流運(yùn)行。雖然在圖中給出的實(shí)施例采用了上述節(jié)流機(jī)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，也可 以采用其它合適的節(jié)流機(jī)構(gòu)或者配置。最后，人們應(yīng)該理解，以上描述是示范性而非限制性的，對于閱讀了以上說明的本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言，除了所給出的實(shí)施例外，在不超出本實(shí)用新型范圍的前提下，許多的改 變和等同替代將是顯而易見的。
權(quán)利要求1.一種低溫冷凍除濕裝置，其包括順次布置在制冷劑流路中的壓縮機(jī)(1)、冷凝器 (3)、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)和蒸發(fā)器(5)，還包括風(fēng)機(jī)O)，該冷凝器( 設(shè)置在該蒸發(fā)器(5)和 該風(fēng)機(jī)⑵之間，其特征是，在該第一節(jié)流機(jī)構(gòu)⑷和該蒸發(fā)器(5)之間的制冷劑流路上還 依次設(shè)有中間換熱器(6)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)，該中間換熱器(6)布置在該蒸發(fā)器( 的背 向該冷凝器(3)的一側(cè)，該裝置還包括控制該第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)和該第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)在 節(jié)流位置和完全打開位置之間轉(zhuǎn)換的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫冷凍除濕裝置，其特征是，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)⑷和第二 節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)均為電子膨脹閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫冷凍除濕裝置，其特征是，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)⑷和第二 節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)均由毛細(xì)管和電磁閥并聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫冷凍除濕裝置，其特征是，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)為電子 膨脹閥，所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)由毛細(xì)管(12)和電磁閥(13)并聯(lián)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的低溫冷凍除濕裝置，其特征是，該控制器配置成 當(dāng)待處理空氣的溫度在18°C至50°C的范圍內(nèi)時(shí)，使該第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)處于節(jié)流位置且該 第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)處于完全打開位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的低溫冷凍除濕裝置，其特征是，所述控制器配置 成當(dāng)待處理空氣的溫度在_15°C至低于18°C范圍內(nèi)時(shí)，使該第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)處于完全打 開位置且該第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)處于節(jié)流位置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種低溫冷凍除濕裝置，包括順次布置在制冷劑流路中的壓縮機(jī)(1)、冷凝器(3)、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)和蒸發(fā)器(5)，還包括風(fēng)機(jī)(2)，冷凝器(3)位于蒸發(fā)器(5)和風(fēng)機(jī)(2)之間。為了避免在現(xiàn)有技術(shù)的裝置中的較大能量損失和處理后空氣的較大溫度濕度波動以及避免蒸發(fā)器換熱能力下降，在此規(guī)定，在第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)和蒸發(fā)器(5)之間的制冷劑流路上還設(shè)有中間換熱器(6)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)，中間換熱器(6)布置在蒸發(fā)器(5)的背向冷凝器(3)的一側(cè)，還設(shè)有控制第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)在節(jié)流位置和完全打開位置之間轉(zhuǎn)換的控制器。由此一來，根據(jù)濕空氣的不同溫度，可以調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)的流量，從而提高上述裝置的除濕效率并延長使用壽命。
文檔編號F25B6/04GK201852340SQ20102014485
公開日2011年6月1日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者戴興泉, 田長青, 邵雙全 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所, 山西新華人工環(huán)境設(shè)備有限責(zé)任公司