CN102589059B - 双效热泵型全热回收新风处理机 - Google Patents
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Abstract
一种双效热泵型全热回收新风处理机，属能源利用技术和空气调节领域。由空气-空气热回收装置、排风部分、新风处理部分、热回收器和热泵系统组成。空气-空气热回收装置为有着多种型式和材质（如：1.菱形或六边形特殊纸芯，2.菱形或六边形铝芯，3.转轮式，4.热棒式）；热泵部分包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀。夏季利用室内低温低湿的排风排走制冷系统的冷凝热量；冬季利用室内高温高湿的排风排走制冷系统的蒸发冷量。空气-空气热回收装置对新排风通过热交换进行预冷或预热；热泵系统为新风处理系统提供所需的冷量和热量。
Description
技术领域
本发明涉及一种全热回收新风处理机，特别是一种双效热泵型全热回收新风处理机。
背景技术
我国民用建筑空调系统大都采用新回风混合模式，由于大部分空气在室内循环，使得污染物不能很快的排到室外，危害人类健康。加大新风量（或采用全新风的运行方式），可以将室内的有害物质稀释并排出室外，明显提高室内空气品质。但另一方面，新风量的增加使得新风处理能耗大大增加。另外对空气的处理方式目前多采用冷冻水或直接蒸发的除湿方式，这种空调方式存在以下几个方面的弊端：一、风冷式制冷机的冷凝温度较高，能效比低；二、为了提供较低的冷冻水温度，需要较低的蒸发温度，使冷水机的效率也随之降低；三、难以适应热湿比的变化。只通过蒸发方式对空气进行冷却和除湿，其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化，而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。一般是牺牲对湿度的控制，通过仅满足室内温度的要求来妥协，造成室内相对湿度过高或过低的现象；四、因出风温度过低导致冷凝水的存在，盘管的表面形成了滋生各种霉菌的温床，恶化了室内空气品质，引发多种病态建筑综合症。
此双效热泵型全热回收新风处理机，其基本组成为：处理显热与潜热的系统可同时调节室内的温度与湿度。通过控制室内空气的露点温度来处理潜热，再利用冷凝热升温来降低相对湿度，因而不存在出风温度过低结露的危险。新风处理机组作为处理潜热的系统，同时承担去除室内CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。
温湿度独立控制空调系统中，需要新风处理机组提供干燥的室外新风，以满足排湿、排CO2、排味和提供新鲜空气的需求。采用转轮除湿方式，是一种可能的解决途径，即用硅胶、分子筛等吸湿材料附着于轻质骨料制作的转轮表面。但转轮除湿机热能利用效率低的实质是除湿与再生这两个过程都是等焓过程而非等温过程，转轮表面与空气间的湿度差和温度差都很不均匀，造成很大的不可逆损失。再一种除湿方式就是这种新风与排风先通过空气-空气热回收装置进行部分热回收后（空气-空气热回收装置有着多种型式和材质，如：1.菱形或六边形特殊纸芯，2.菱形或六边形铝芯，3.转轮式，4.热棒式），新风再直接与低温的蒸发器进行热交换（通过露点温度），空气中的水蒸气被凝结成冷凝水后经过热回收器的升温，从而实现空气的除湿目的，从而实现接近等温的吸湿过程；同时低温低湿排风经过冷凝器有助于降低冷凝温度，从而大大提高了机组的能效比。
本发明采用除湿技术处理空调新风，新排风为二路独立通道，杜绝了交叉污染，改善了室内空气品质；系统能回收室内排风的能量，减小了新风处理能耗；提高热泵能效比，使低品味热源得以利用，由于热泵可获得比驱动能源多的热量，有助于节能和改善因燃煤、燃油造成的环境污染状况。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、能耗低的双效热泵型全热回收新风处理机，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的双效热泵型全热回收新风处理机，由空气-空气热回收装置，排风部分、新风处理部分、热回收器和热泵系统组成。图中实线表示制冷工质流动管道。系统的排风处理通道由下层进入，通过空气-空气热回收装置后到达上层通道的热泵系统处理后排出室外；新风处理通道由上层进入，通过空气-空气热回收装置后到达下层通道的热泵系统处理后进入室内。
所述的双效热泵型全热回收新风处理机，其特征是所述空气-空气热回收装置为有着多种型式和材质（如：1.菱形或六边形特殊纸芯，2.菱形或六边形铝芯，3.转轮式，4.热棒式）的一种热回收装置；热泵系统中四通换向阀的c接口与冷凝器的一端连接，a接口与压缩机的排气口连接，b接口与压缩机的吸气口连接，d接口与蒸发器的一端连接，冷凝器的另一端通过节流部件与蒸发器的另一端连接。
所述冷凝器与节流部件之间还连接有第一电磁阀，第一电磁阀两端并联有热回收器，其中，第一电磁阀与冷凝器连接的一端与通过第二电磁阀与热回收器连接；热回收器设置在新风出风口处。
所述热泵新风处理部分通过空气-空气热回收装置与室内入风口处连接；热泵排风部分通过空气-空气热回收装置与室内排风口处连接，分二级回收回收室内排风的能量，提高热回收效率；
当室外空气为高温潮湿空气时，开启压缩机，四通换向阀的a、c接口连通，b、d接口连通，室外新风依次经过空气-空气热回收装置,蒸发器，被蒸发器冷却除湿后，再经过热回收器升温后送入室内。空气-空气热回收装置的目的是高温新风与低温排风先进行处步热交换，达到预冷目的；蒸发器的目的是通过冷媒蒸发达到露点温度，除去高温潮湿的室外新风中的水分，再经过热回收器升温使其相对湿度降低，以达到所需的出风温湿度。室内排风经过空气-空气预热回收装置及冷凝器排出室外，室内的低温排风有助于冷却冷凝器以增强其散热能力，及降低耗电量提高能效比。当室外空气为低温干燥空气时，开启压缩机，四通换向阀的a、d接口连通，b、c接口连通，通过四通阀换向实现蒸发器和冷凝器的相互转换。室外干燥、低温的新风依次经过空气-空气热回收装置，冷凝器，新风被加热后送入室内。冷凝器的排热量用于加热新风。室内高温高湿空气通过空气-空气热回收装置及蒸发器，降温后被排出室外。第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，热回收器不工作。
当室外空气温度适合、室内温湿度过低时，关闭压缩机，从室内排出室外的空气和从室外进入室内的空气进行通风换气；
当室外空气温度适合、室内温湿度过高时，关闭压缩机，从室内排出室外的空气和从室外进入室内的空气进行通风换气。
所述热回收器与冷凝器串联连接，用于回收制冷系统的冷凝热，升高新风出风温度及降低相对湿度；若新风出风温度过低，需将第二电磁阀打开，第一电磁阀关闭；若新风出风温度过高，则需将第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，热回收器不工作。
本发明采用热泵技术处理空调新风，通过在新风部分附加过滤及杀菌装置可以除去空气中夹带的灰尘和细菌，起到净化空气的作用，改善了室内空气品质；系统能回收室内排风的能量，减小了新风处理能耗；利用热泵为降低相对湿度提供热量，使低品味热源得以利用，由于热泵可获得比驱动能源多的热量，有助于节能和改善因燃煤、燃油造成的环境污染状况。
附图说明
图1为本发明一实施例工作原理示意图—夏季系统运行示意图。
图2为本发明另一实施例工作原理示意图—冬季系统运行示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本热泵型全热回收新风处理机包括空气-空气热回收装置，排风部分、新风处理部分、热回收器和热泵系统组成。空气-空气热回收装置为11；热泵系统包括压缩机1、四通换向阀2、冷凝器3、蒸发器10和节流部件9；排风部分由排风机4执行，新风部分由新风机7执行，热回收器6在新风处理侧。
四通换向阀2的c接口与冷凝器3的一端连接，a接口与压缩机1的排气口连接，b接口与压缩机的吸气口连接，d接口与蒸发器10的一端连接；冷凝器的另一端通过节流部件9与蒸发器的另一端连接。
冷凝器3与节流部件9之间还连接有第一电磁阀8，第一电磁阀两端并联有热回收器6，其中，第一电磁阀8与冷凝器连接的一端与通过第二电磁阀5与热回收器连接；热回收器设置在新风出风口处。
热泵新风处理部分通过空气-空气热回收装置11与新风入风口处相连；热泵排风部分通过空气-空气热回收装置11与排风入风口处相连，回收室内排风的能量；
其工作原理是：
一、夏季运行
高温潮湿的室外新风依次经过空气-空气热回收装置11，蒸发器10，被蒸发器冷却除湿后，再经过热回收器6升温后送入室内。蒸发器10的目的是通过冷媒蒸发达到露点温度，除去高温潮湿的室外新风中的水分，再经过热回收器升温使其相对湿度降低，以达到所需的出风温湿度。室内排风经过空气-空气热回收装置11，冷凝器3排出室外，夏季空调室内的低温排风有助于冷却冷凝器以增强其散热能力，及降低耗电量提高能效比。热回收器6与蒸发器10串联使用，有助于调节新风出风温度及相对湿度。若新风出风温度过低，需将第二电磁阀5打开，第一电磁阀8关闭，热回收器6的冷凝热用于升高新风出风温度及降低相对湿度；若新风出风温度过高，则需将第一电磁阀8开启，第二电磁阀5关闭，热回收器6不工作。
二、冬季运行
采用四通阀2换向实现蒸发器和冷凝器的相互转换。室外干燥、低温的新风依次经过空气-空气热回收装置11，冷凝器10，新风被加热后送入室内。冷凝器10的排热量用于加热新风。室内高温高湿空气通过蒸发器3，降温后被排出室外。第一电磁阀8开启，第二电磁阀5关闭，热回收器6不工作。
三、过渡季节新风机组运行说明
热泵系统停止工作。排风和新风进行交换，新风自然的能量后被送入室内，室内污浊空气排出室外。
Claims (4)
1.双效热泵型全热回收新风处理机，包括空气-空气热回收装置（11）、排风部分、新风处理部分、热回收器和热泵系统；热泵系统包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、冷凝器（3）、蒸发器（10）和节流部件（9）；排风部分由排风机（4）执行，新风部分由新风机（7）执行，热回收器（6）在新风处理侧；所述新风处理部分通过空气-空气热回收装置（11）与新风入风口处相连；排风部分通过空气-空气热回收装置（11）与排风入风口处相连，分二级回收室内排风的能量，进一步提高热回收效率；
当室外空气为高温潮湿空气时，开启压缩机（1），四通换向阀（2）的a、c接口连通，四通换向阀（2）的b、d接口连通，室外新风依次经过空气-空气热回收装置（11），蒸发器（10），被蒸发器冷却除湿后，再经过热回收器(6)升温后送入室内；蒸发器(10)的目的是通过冷媒蒸发达到露点温度，除去高温潮湿的室外新风中的水分，再经过热回收器（6）升温使其相对湿度降低，以达到所需的出风温湿度；室内排风经过空气-空气热回收装置（11）及冷凝器（3）排出室外，室内的低温排风有助于冷却冷凝器以增强其散热能力，及降低耗电量提高能效比；当室外空气为低温干燥空气时，开启压缩机，四通换向阀的a、d接口连通，四通换向阀的b、c接口连通，通过四通阀（2）换向实现蒸发器和冷凝器的相互转换；室外干燥、低温的新风依次经过空气-空气热回收装置（11），冷凝器（10），新风被加热后送入室内；冷凝器（10）的排热量用于加热新风；室内高温高湿空气通过空气-空气热回收装置（11），蒸发器（3），降温后被排出室外；第一电磁阀（8）开启，第二电磁阀（5）关闭，热回收器(6)不工作；
当室外空气温度适合、室内温湿度过低时，关闭压缩机，从室内排出室外的空气和从室外进入室内的空气进行通风换气；
当室外空气温度适合、室内温湿度过高时，关闭压缩机，从室内排出室外的空气和从室外进入室内的空气进行通风换气。
2.根据权利要求1所述的双效热泵型全热回收新风处理机，其特征是所述四通换向阀（2）的c接口与冷凝器（3）的一端连接，a接口与压缩机（1）的排气口连接，b接口与压缩机的吸气口连接，d接口与蒸发器（10）的一端连接；冷凝器的另一端通过节流部件（9）与蒸发器（10）的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的双效热泵型全热回收新风处理机,其特征是所述冷凝器（3）与节流部件（9）之间还连接有第一电磁阀（8），第一电磁阀两端并联有热回收器（6），其中，第一电磁阀（8）与冷凝器（3）连接的一端与通过第二电磁阀（5）与热回收器（6）连接；热回收器设置在新风出风口处。
4.根据权利要求3所述的双效热泵型全热回收新风处理机,其特征是所述热回收器（6）与冷凝器（3）串联连接，用于回收制冷系统的冷凝热升高新风出风温度及降低相对湿度；若新风出风温度过低，需将第二电磁阀（5）打开，第一电磁阀（8）关闭；若新风出风温度过高，则需将第一电磁阀（8）开启，第二电磁阀（5）关闭，热回收器(6)不工作。
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| WO2022110898A1 (zh) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种新风空调系统及其热回收方法 |
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