一种直膨式新风空调系统及控制方法与流程

1.本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种直膨式新风空调系统及控制方法。


背景技术：

2.由于新风降温除湿的需求，直膨式新风空调机组新风的温降明显大于热汇流体的温升，即造成常规直膨式新风空调机组蒸发器侧制冷剂与空气换热的不匹配程度显著大于冷凝器侧，这影响了直膨式新风空调系统性能提升。
3.cn110375404a公开了双蒸发温度的新风空调及其控制方法，其利用两个蒸发器和一台双吸气压缩机实现新风梯级降温除湿。一方面，这一循环没有充分利用两个吸气结构实现二级压缩提高系统性能。此外，低压级蒸发器和高压级蒸发器入口处制冷剂较大的干度易造成低压级蒸发器各通路间布液不均进而影响蒸发器的换热效果。
4.cn111811041a公开了空调器系统及具有其的空调，其结构与cn110375404a基本相似，但通过增设中间换热器，实现了对于低压级蒸发器入口制冷剂比焓的降低，从而提升了系统性能。但其存在中压级蒸发器入口处制冷剂干度较大，中压级蒸发器各通路间布液不均进而影响蒸发器的传热效果等缺陷。
5.前述公开技术主要通过双蒸发器实现新风梯级降温除湿，但存在诸如蒸发器传热效果差，系统性能较低等问题，且不易实现降温除湿模式与降温模式间的切换。


技术实现要素：

6.针对上述问题，现提供一种结构简单且使用方便的直膨式新风空调系统及控制方法。
7.具体技术方案如下：
8.一种直膨式新风空调系统，具有这样的特征，包括：第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、回热器、第二节流装置、第二蒸发器、中间换热器、第一节流装置和第一蒸发器；
9.所述第一压缩机的出口和所述第二压缩机的出口并联后与所述冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口、所述中间换热器、所述第一节流装置、所述第一蒸发器和所述第一压缩机的进口依次相连，所述冷凝器的出口、所述回热器、所述第二节流装置、所述中间换热器、所述第二蒸发器、所述回热器和所述第二压缩机的进口依次相连。
10.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
11.步骤1、在降温除湿模式中，所述第一压缩机开启，所述第一节流装置通过所述第一压缩机进口前制冷剂的过热度调节自身开度，所述第二压缩机开启，所述第二节流装置通过所述第二压缩机进口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过所述第二蒸发器降温，进而进入所述第一蒸发器降温除湿；
12.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，关闭所述第二压缩机和所述第二节流装置，开启所述第一压缩机，通过所述第一压缩机进口前制冷剂的过热度调节所述第一节流装置的开度，新风只被所述第一蒸发器降温但不除湿，或关闭所述第一压缩
机和所述第一节流装置，开启所述第二压缩机，通过所述第二压缩机进口前制冷剂的过热度调节所述第二节流装置的开度，新风只被所述第二蒸发器降温但不除湿。
13.一种直膨式新风空调系统，包括：第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、回热器、第二节流装置、第二蒸发器、中间换热器、第一节流装置和第一蒸发器，所述第一压缩机和所述第二压缩机共同构成双级压缩机；
14.所述第一压缩机的出口和所述第二压缩机的进口相连，所述第二压缩机的出口和所述冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口、所述中间换热器、所述第一节流装置、所述第一蒸发器和所述第一压缩机的进口依次相连；所述冷凝器的出口、所述回热器、所述第二节流装置、所述中间换热器、所述第二蒸发器、所述回热器和所述第二压缩机的进口依次相连。
15.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
16.步骤1、在降温除湿模式中，所述第一压缩机开启，所述第一节流装置通过所述第一压缩机进口前制冷剂的过热度调节自身开度，所述第二压缩机开启，所述第二节流装置通过所述第二压缩机进口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过所述第二蒸发器降温，进而进入所述第一蒸发器降温除湿；
17.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，关闭所述第一压缩机和所述第一节流装置，开启所述第二压缩机，通过所述第二压缩机进口前制冷剂的过热度调节所述第二节流装置的开度，新风只被所述第二蒸发器降温但不除湿。
18.一种直膨式新风空调系统，包括：第一压缩机、冷凝器、回热器、第二节流装置、第二蒸发器、中间换热器、第一节流装置和第一蒸发器，所述第一压缩机为准双级压缩机；
19.所述第一压缩机的出口和所述冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口、中间换热器、第一节流装置、第一蒸发器和第一压缩机的吸气口依次相连，所述冷凝器的出口、回热器、第二节流装置、中间换热器、第二蒸发器、回热器和第一压缩机的补气口依次相连。
20.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
21.步骤1、在降温除湿模式中，当需要使新风降温除湿时，所述第一压缩机开启，所述第一节流装置通过所述第一压缩机吸气口前制冷剂的过热度调节自身开度，所述第二节流装置通过所述第一压缩机补气口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过所述第二蒸发器降温，然后进入所述第一蒸发器降温除湿；
22.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，开启所述第一压缩机，关闭所述第二节流装置，通过所述第一压缩机吸气口前制冷剂的过热度调节所述第一节流装置的开度，新风只被所述第一蒸发器降温但不除湿。
23.上述方案的有益效果是：
24.可通过启闭两个压缩机(或双级压缩机)和两个节流装置实现系统在降温除湿工况和降温工况间切换；采用两个压缩机(或双级压缩机、或准双级压缩机)和两个不同压力的蒸发器，使新风经梯级冷却后降温除湿，可改善制冷剂与新风的换热匹配，提升系统能效；采用中间换热器和回热器，能够充分发挥双压缩机(或双级压缩、或准双级压缩)循环提升系统能效的作用，同时，有助于改善蒸发器内布液均匀性，优化传热效果。
附图说明
25.图1为本发明实施例一的示意图。
26.图2为本发明实施例二的示意图。
27.图3为本发明实施例三的示意图。
28.附图中：1、第一压缩机；2、第二压缩机；3、冷凝器；4、回热器；5、第二节流装置；6、第二蒸发器；7、中间换热器；8、第一节流装置；9、第一蒸发器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例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作出创造性劳动的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。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
32.实施例一
33.如图1所示，本发明提供一种直膨式新风空调系统，包括第一压缩机1、第二压缩机2、冷凝器3、回热器4、第二节流装置5、第二蒸发器6、中间换热器7、第一节流装置8和第一蒸发器9；
34.第一压缩机1的出口和第二压缩机2的出口并联后与冷凝器3的进口相连，冷凝器3的出口、中间换热器7、第一节流装置8、第一蒸发器9和第一压缩机1的进口依次相连，冷凝器3的出口、回热器4、第二节流装置5、中间换热器7、第二蒸发器6、回热器4和第二压缩机2的进口依次相连。
35.在中间换热器7中，来自冷凝器3第一路的制冷剂与经过第二节流装置5后的第二路制冷剂换热，来自冷凝器3第一路的制冷剂被冷却为过冷液体，经过第二节流装置5后的第二路制冷剂吸热蒸发为两相状态。
36.在第二蒸发器6中，来自中间换热器7的中温中压两相制冷剂吸收新风中的热量，蒸发为两相或气态，新风被降温后被送入第一蒸发器9中。
37.在回热器4中，来自冷凝器3第二路的制冷剂与来自第二蒸发器6的制冷剂换热，来自冷凝器3第二路的制冷剂冷却为过冷状态，来自第二蒸发器6的制冷剂吸热蒸发为饱和或过热气体。
38.在第一蒸发器9中，低温低压的制冷剂从新风中吸热，蒸发为饱和或过热气体，新风被进一步冷却除湿后排出。
39.在冷凝器3中，来自第一压缩机1或第二压缩机2的高温高压的气态制冷剂向热汇流体传热，进而冷凝为饱和或过冷液体，热汇流体吸热后排出冷凝器3。
40.第一节流装置8使中间换热器7后的第一路制冷剂节流降压至低温低压状态，并通过调节开度控制第一压缩机1进口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
41.第二节流装置5使回热器4后的第二路制冷剂节流降压至中温中压状态，通过调节自身开度控制第二压缩机2进口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
42.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
43.步骤1、在降温除湿模式中，第一压缩机1开启，第一节流装置8通过第一压缩机1进口前制冷剂的过热度调节自身开度；第二压缩机2开启，第二节流装置5通过第二压缩机2进口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过第二蒸发器6降温，然后进入第一蒸发器9降温除湿；
44.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，关闭第二压缩机2和第二节流装置5，开启第一压缩机1，通过第一压缩机1进口前制冷剂的过热度调节第一节流装置8的开度，新风只被第一蒸发器9降温但不除湿，或关闭第一压缩机1和第一节流装置8，开启第二压缩机2，通过第二压缩机2进口前制冷剂的过热度调节第二节流装置5的开度，新风只被第二蒸发器6降温但不除湿。
45.可通过启闭第一压缩机1和第二压缩机2及启闭第一节流装置8和第二节流装置5实现系统在降温除湿工况和降温工况间切换；采用第一压缩机1和第二压缩机2和两个不同压力的第一蒸发器9和第二蒸发器6，使新风经梯级冷却后降温除湿，可改善制冷剂与新风的换热匹配，提升系统能效；采用中间换热器7和回热器4，能够充分发挥双压缩机循环提升系统能效的作用，同时，有助于改善蒸发器内布液均匀性，优化传热效果。
46.实施例二
47.如图2所示，一种直膨式新风空调系统，包括：第一压缩机1、第二压缩机2、冷凝器3、回热器4、第二节流装置5、第二蒸发器6、中间换热器7、第一节流装置8和第一蒸发器9，第一压缩机1和第二压缩机2共同构成双级压缩机；
48.第一压缩机1的出口和第二压缩机2的进口相连，第二压缩机2的出口和冷凝器3的进口相连，冷凝器3的出口、中间换热器7、第一节流装置8、第一蒸发器9和第一压缩机1的进口依次相连；冷凝器3的出口、回热器4、第二节流装置5、中间换热器7、第二蒸发器6、回热器4和第二压缩机2的进口依次相连。
49.在中间换热器7中，来自冷凝器3第一路的制冷剂与经过第二节流装置5后的第二路制冷剂换热，来自冷凝器3第一路的制冷剂被冷却为过冷液体，经过第二节流装置5后的第二路制冷剂吸热蒸发为两相状态。
50.在第二蒸发器6中，来自中间换热器7的中温中压两相制冷剂吸收新风中的热量，蒸发为两相或气态，新风被降温后被送入第一蒸发器9中。
51.在回热器4中，来自冷凝器3第二路的制冷剂与来自第二蒸发器6的制冷剂换热，来自冷凝器3第二路的制冷剂冷却为过冷状态，来自第二蒸发器6的制冷剂吸热蒸发为饱和或过热气体。
52.在第一蒸发器9中，低温低压的制冷剂从新风中吸热，蒸发为饱和或过热气体，新风被进一步冷却除湿后排出。
53.在冷凝器3中，来自第二压缩机2的高温高压的气态制冷剂向热汇流体传热，进而冷凝为饱和或过冷液体，热汇流体吸热后排出冷凝器3。
54.第一节流装置8使中间换热器7后的第一路制冷剂节流降压至低温低压状态，并通过调节开度控制第一压缩机1进口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
55.第二节流装置5使回热器4后的第二路制冷剂节流降压至中温中压状态，通过调节自身开度控制第二压缩机2进口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
56.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
57.步骤1、在降温除湿模式中，第一压缩机1开启，第一节流装置8通过第一压缩机1进口前制冷剂的过热度调节自身开度；第二压缩机2开启，第二节流装置5通过第二压缩机2进口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过第二蒸发器6降温，然后进入第一蒸发器9降温除湿；
58.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，关闭第一压缩机1和第一节流装置8，开启第二压缩机2，通过第二压缩机2进口前制冷剂的过热度调节第二节流装置5的开度，新风只被第二蒸发器6降温但不除湿。
59.可通过启闭第一压缩机1及启闭第一节流装置8实现系统在降温除湿工况和降温工况间切换；采用第一压缩机1和第二压缩机2和两个不同压力的第一蒸发器9和第二蒸发器6，使新风经梯级冷却后降温除湿，可改善制冷剂与新风的换热匹配，提升系统能效；采用中间换热器7和回热器4，能够充分发挥双级压缩循环提升系统能效的作用，同时，有助于改善蒸发器内布液均匀性，优化传热效果。
60.实施例三
61.如图3所示，一种直膨式新风空调系统，包括：第一压缩机1、冷凝器3、回热器4、第二节流装置5、第二蒸发器6、中间换热器7、第一节流装置8和第一蒸发器9，第一压缩机1为准双级压缩机；
62.第一压缩机1的出口和冷凝器3的进口相连，冷凝器3的出口、中间换热器7、第一节流装置8、第一蒸发器9和第一压缩机1的吸气口依次相连，冷凝器3的出口、回热器4、第二节流装置5、中间换热器7、第二蒸发器6、回热器4和第一压缩机1的进口依次相连。
63.在中间换热器7中，来自冷凝器3第一路的制冷剂与经过第二节流装置5后的第二路制冷剂换热，来自冷凝器3第一路的制冷剂被冷却为过冷液体，经过第二节流装置5后的第二路制冷剂吸热蒸发为两相状态。
64.在第二蒸发器6中，来自中间换热器7的中温中压两相制冷剂吸收新风中的热量，蒸发为两相或气态，新风被降温后被送入第一蒸发器9中。
65.在回热器4中，来自冷凝器3第二路的制冷剂与来自第二蒸发器6的制冷剂换热，来自冷凝器3第二路的制冷剂冷却为过冷状态，来自第二蒸发器6的制冷剂吸热蒸发为饱和或过热气体。
66.在第一蒸发器9中，低温低压的制冷剂从新风中吸热，蒸发为饱和或过热气体，新风被进一步冷却除湿后排出。
67.在冷凝器3中，来自第一压缩机1的高温高压的气态制冷剂向热汇流体传热，进而冷凝为饱和或过冷液体，热汇流体吸热后排出冷凝器3。
68.第一节流装置8使中间换热器7后的第一路制冷剂节流降压至低温低压状态，并通过调节开度控制第一压缩机1吸气口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
69.第二节流装置5使回热器4后的第二路制冷剂节流降压至中温中压状态，通过调节自身开度控制第二压缩机1补气口前制冷剂的过热度，使系统安全运行。
70.一种直膨式新风空调系统的控制方法，包括：
71.步骤1、在降温除湿模式中，当需要使新风降温除湿时，第一压缩机1开启，第一节流装置8通过第一压缩机1吸气口前制冷剂的过热度调节自身开度，第二节流装置5通过第
一压缩机1补气口前制冷剂的过热度调节自身开度，新风先经过第二蒸发器6降温，然后进入第一蒸发器9降温除湿；
72.步骤2、在降温模式中，当需要使新风只降温不除湿时，开启第一压缩机1，关闭第二节流装置5，通过第一压缩机1吸气口前制冷剂的过热度调节第一节流装置8的开度，新风只被第一蒸发器9降温但不除湿。
73.可通过启闭第二节流装置5实现系统在降温除湿工况和降温工况间切换；采用第一压缩机1及两个不同压力的第一蒸发器9和第二蒸发器6，使新风经梯级冷却后降温除湿，可改善制冷剂与新风的换热匹配，提升系统能效；采用中间换热器7和回热器4，能够充分发挥准双级压缩循环提升系统能效的作用，同时，有助于改善蒸发器内布液均匀性，优化传热效果。
74.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。