CN102788389A - 空气处理机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及暖通空调。一种空气处理机组，包括新风通道、回风通道、设置在回风通道上的排风机、用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第一换热器以及设置在新风通道上的送风机、新风过滤器、表冷器和湿膜加湿器，表冷器沿新风流动方向位于第一换热器的前方，表冷器的出口端设有用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第二换热器。本发明旨在提供一种对降温除湿后的新风再次加热时不需要外界额外提供热量用于对新风再热的、新风可选择性地经过换热器的空气处理机组，以解决现有的通过电热器对降温除湿后的新风再次加热时会增加能耗及造成机组故障率提升和不安全性增加和送风机能耗非必要性增加的问题。

Description

空气处理机组

技术领域

    本发明涉及暖通空调，尤其涉及一种空气处理机组。 

背景技术

随着人民生活水平的逐步提高，人们对建筑室内环境舒适性、建筑节能性和室内的空气质量的要求也越来越高。从暖通空调的角度来说，为降低能耗，空气处理机组的传统的处理的流程为：部分室内回风（以下简称回风）与室外新风（以下简称新风）混合后，经冷却盘管降温除湿及再热（需要送冷风时使用）后或加热管盘加热后（需要送热风时使用）送入室内；这种传统的空气处理方式，由于将回风处理后又回送到室内，容易引起污染的交叉传递，也就是一个房间内的污染源会随着空调系统蔓延到整个建筑内。为避免该方式所产生的交叉污染及对回风中热量的回收，发展出了将回风和新风经过热交换器进行热交换以回收回风中的热量（湿热或全热）后，再将新风经表冷器处理后送入室内的方式。 

在中国专利申请号为2007100354453、公开日为2009年1月28日、名称为“一种热回收新风机”的专利文献中公开了一种对进入表冷器的新风通过热交换器同回风进行热交换的装置。 

现有的空气处理机组存在以下不足：通过空气处理机组对新风进行降温除湿后必须是通过电热器对除湿后的新风进行温度提高（降温除湿的特点决定了新风的温度会低于设定的温度、除湿后需将新风进行加热才能使送出的新风的温度符合要求）、会增加空气处理机时的能耗，同时电加热器的存在导致设备故障率升高，存在不安全性（除湿通常只在需要对室内降温即夏季时才使用，为了使提高除湿后的新风的温度提高简单可行且能耗尽量小，故现有的方式中只有采用电热器的）；无论是否需要对新风进行升温或降温，新风都需要经过换热器，而新风经过换热器时会导致送风机的能耗增加（换热设备是有阻力损失的）。从全年能耗的角度来说，在只需要通过新风对室内起到换风的作用即新风本身的温度不需要改变时（春秋季节时，空气处理机组基本都工作在该状态），换热器的设置而导致的送风机的能耗升高即是一种能量的浪费，因此现有的空气处理机组虽然在需要改变新风温度的工作状态下（冬夏季节基本都工作在该状态）能够起到降低能耗的作用，但是综合全年的总能耗而言，换热器的设置对能耗的下降起到的作用甚微。 

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种对降温除湿后的新风供给热量时不需要外界额外提供热量用于再热的空气处理机组，以解决现有的通过电热器对降温除湿后的新风再次加热时会增加能耗及造成机组故障率提升和不安全性增加的问题。 

本发明的另一个目的旨在提供新风可选择性地经过换热器的空气处理机组，解决了新风无论在何种工作状态下都要经过换热器而导致的送风机能耗非必要性增加的问题。 

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种空气处理机组，包括新风通道、回风通道、设置在回风通道上的排风机、用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第一换热器以及设置在新风通道上的送风机、新风过滤器、表冷器和湿膜加湿器，表冷器沿新风流动方向位于第一换热器的前方，表冷器的出口端设有用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第二换热器。通过使新风经表冷器降温除湿后再吸收流经第二换热器的回风的热量而使新风温度上升到设定值，从而达到降低能耗和降低故障率和提高安全性的目的。第一换热器和第二换热器采用现有的任何一种换热器都可以。 

作为优选，所述第一换热器和第二换热器沿回风的流动方向从前向后依次设置。因空气处理机组进行降温除湿是产生在需要对新风进行降温的状态下（即环境温度高，需要制冷时），该顺序设置使得同进入第一换热器的新风进行热交换的回风的温度更低，回风温度低则流出第一换热器的新风温度低，也即进入表冷器的新风的温度更低，进入表冷器的新风温度低则经表冷器带走的热量少，也即对新风降温时所需要的能耗低，从而达到充分回收回风能量以降低空气处理时的能耗的作用。普通技术人员只能仅仅考虑到通过换热器回收回风的能量，而不会考虑都如何布置两个换热器的顺序而使得系统的整体能耗最小化。 

作为优选，所述新风过滤器、第一加热器、表冷器和湿膜加湿器沿新风的流动方向从后向前依次设置。在暖通空调领域中对于新风过滤器设置的公知目的为使进入室内的新风的洁净度符合要求，因此对于新风过滤器的设置位置比较随意，只要保证在新风进入室内之前经过新风过滤器即可。也即现有的对于新风过滤器的布置没有考虑到对表冷器和换热器（第一换热器和第二换热器）的保护。采用该位置关系后，使得流经换热器和表冷器的新风都为洁净的风，换热器和表冷器的介质通道表面不易积尘，能保持好的热交换效果。 

作为优选，所述送风机位于新风过滤器的出风端。风机的风叶表面不易积尘，送风效果好。 

作为优选，所述回风通道上设有回风过滤器，回风过滤器位于第二换热器的回风进口端。暖通系统用于对产生粉尘的室内空间进行空气处理时，该设置能够防止室内的粉尘经回风进入到大气中造成污染和对交换器的介质通道造成积尘而影响换热器的热交换性能。 

作为优选，所述排风机位于第一换热器的回风出口端。片风机的风叶表面不易积尘，排风效果好。 

本发明还包括马达和检测进入回风通道的回风的洁净度的洁净度传感器，所述回风过滤器为板式过滤器，所述回风过滤器可开合地设置在所述回风通道内，所述回风过滤器的开合通过所述马达驱动。回风过滤器的设置，会增大回风流动时的阻力，从而导致排分机能耗的增加，该设计使得在回风洁净度符合要求时，电机使回风过滤器转动到回风不经过回风过滤器进行过滤的位置，避免排风机不必要的能耗增加。同时能够增加回风过滤器的使用时间，降低空气处理时的费用。 

作为优选，所述回风通道的进口端设有三通阀。设置三通阀，在只需要对室内进行换风的状态下，使回风直排到室外，排风机不需要工作。进一步降低非必要的能耗。 

作为优选，所述新风回路上设有同第一换热器并联连接的第一新风旁通支路和同第二换热器并联连接的第二新风旁通支路，第一新风旁通支路上设有第一新风旁通阀，第二新风旁通支路上设有第二新风旁通阀。当不需要通过回风同新风进行热交换时，则开启对应的旁通阀，使新风不从对应的换热器内流过，从而降低新风的流动阻力、降低送风机的能耗，避免不必要的能耗增加。 

作为优选，所述第二换热器内设有第一介质通道和第二介质通道，第一介质通道和第二介质通道都为直通道，第一介质通道和第二介通道相垂直，第一介质通道同所述新风通道之间的夹角大于30°小于60°。该设计能够使第一介质通道和第二介质通道都设计为敞口的形式，介质流入和流出介质通道时的阻力小。实验证明该夹角范围所导致的回风和新风的阻力增加值最小，风机因为换热器的设置而增加的能耗最小。 

本发明具有下述优点，通过设置第二换热器，回风和新风在第二换热器内换热而提高新风的温度，较之现有的采用电热器的方式而言，提高了系统的安全性，降低了机组的故障率，回风的能量利用更充分；第一换热器和第二换热器的位置关系，能更加有效地降低空气处理时的能耗；在第一换热器和第二换热中设置设有旁通阀的旁通支路，在不需要利用回风的能量的情况下，新风流经新风通道时的阻力小，避免了送风机的不必要的能耗增加；过滤器和换热器及表冷器的位置关系的合理设置，提升了换热效果；第二换热器同回风和新风通道的夹角的合理设置，使得新风和回风的流动阻力最小，降低送风机和排风机的能耗增加量之和。 

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。 

图2为本发明实施例一中的第二换热器的立体结构示意图。 

图3为回风过滤器处于关闭状态时的本发明实施例二的结构示意图。 

图4为本发明实施例二的电路示意图。 

图中：机壳1、新风进风段111、新风出风段112、第一新风旁通支路113、第一新风旁通阀114、第二新风旁通支路115、第二新风旁通阀116、回风进风段121、回风出风段122、第一回风旁通支路123、第一回风旁通阀124、第二回风旁通支路125、第二回风旁通阀126、新风出口13、新风进口14、回风出口15、回风进口16、三通电动阀17、第二换热器2、第二换热器的新风出口21、第二换热器的新风进口22、第二换热器的回风出口23、第二换热器的回风进口24、控制阀25、第一介质通道26、第二介质通道27、第一换热器3、送风机4、湿膜加湿器5、表冷器6、新风过滤器7、排风机8、回风过滤器9、转轴91、马达92、限位开关93、洁净度传感器94、控制装置10。 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。 

实施例一，参见图1，一种空气处理机组，包括箱式机壳1、第二换热器2和第一换热器3。机壳1内设有新风通道和回风通道通道。新风通道包括新风进风段111和新风出风段112。回风通道12包括回风进风段121和回风出风段122。 

新风进风段111、新风出风段112、回风进风段121和回风出风段122四者都为直通道且相互平行。该设置使得布局时方便且风流过时的阻力小。 

新风出风段112的出口端设有新风出口13。新风出风段112的进口端同第二换热器的新风出口21对接在一起。新风出风段112内设有送风机4。新风出口13同送风机4的出口对接在一起。新风进风段111的出口端同第二换热器的新风进口22对接在一起。新风进风段111的进口端设有新风进口14。第二换热器的新风出口和第二换热器的新风进口所在的直线同新风出风段112之间的夹角为45°。新风出风段112和新风进风段111之间设有同第二换热器2并联的第二新风旁通支路115。第二新风旁通支路115上设有第二新风旁通阀116。 

新风进风段111内从左向右依次设有湿膜加湿器5、表冷器6和新风过滤器7。第一换热器3位于新风过滤器7和表冷器6之间。第一换热器3为转轮全热换热器。新风过滤器7为袋式过滤器。 

新风进风端111上还设有同第一换热器3并联连接的第一新风旁通支路113。第一新风旁通支路113上设有第一新风旁通阀114。 

回风出风段122的出风端设有回风出口15。回风出风段122的进风端同第二换热器的回风出口23对接在一起。回风出风段122内设有排风机8。回风出口15同排风机8的出口对接在一起。回风出风段122上设有同第一换热器3并联连接的第一回风旁通支路123。第一回风旁通支路123上设有第一回风旁通阀124。 

回风进风段121的出口端同第二换热器的回风进口24对接在一起。回风进风段121的进口端设有回风进口16。第二换热器的回风出口和第二换热器的回风进口所在的直线同回风出风段122之间的夹角为45°。回风出风段122和回风进风段121之间设有同第二换热器2并联的第二回风旁通支路125。第二回风旁通支路125上设有第二回风旁通阀126。 

回风进风段121上设有回风过滤器9。回风过滤器9为袋式过滤器。 

第二换热器的新风出口21、第二换热器的新风进口22、第二换热器的回风出口23和第二换热器的回风进口24四者上各设有一个控制阀25。 

参见图2，第二换热器2内设有多条第一介质通道26和多条第二介质通道27。第一介质通26和第二介质通道27都为直通道，第一介质通道26和第二介通道27相垂直。所有的第一介质通道26的一端都通过第二换热器的新风出口21连通在一起。所有第一介质通道26的另一端都通过第二换热器的新风进口22连通在一起。所有第一介质通道27的一端都通过第二换热器的回风出口23连通在一起。所有第二介质通道27的另一端都通过第二换热器的回风进口24连通在一起。 

参见图1，通过本发明进行空气处理的方法为：如果为降温除湿且需要对新风进行加热或降温的状态时，则所有的控制阀25开启，第一新风旁通阀114、第二新风旁通阀116、第一回风旁通阀124和第二回风旁通阀126都关闭，第一换热器3开启。此时新风按照如下路线行走：新风进口14→新风过滤器7→第一换热器3→表冷器6→湿膜加湿器5→第二换热器2→送风机4→新风出口13。在排风机8的作用下，回风按照如下路线行走：回风进口16→回风过滤器9→第二换热器2→第一换热器3→排风机8→回风出口15，该状态湿膜加湿器5不工作。第二换热器2起到通过回风将在表冷器中被降温除湿后温度下降到所需温度以下的新风再次加热到所需温度。第一换热器3起到利用回风对新风进行预热或预冷的作用。 

如果处于需要对新风进行加热或降温但不需要除湿的状态时，则控制阀25、第一回风旁通阀124和第一新风旁通阀114都关闭、第二回风旁通阀126、第二新风回风阀116和第一换热器3都开启，此时在送风机4的作用下，新风按照如下路线行走：新风进口14→新风过滤器7→第一换热器3→表冷器6→湿膜加湿器5→第二新风旁通支管115→送风机4→新风出口13。在排风机8的作用下，回风按照如下路线行走：回风进口16→回风过滤器9→第二回风旁通支路125→第一换热器3→排风机8→回风出口15。该状态湿膜加湿器5视需要开启。一方面避免新风和回风经过第二换热器而导致的送风机4和排风机8的无谓的能耗增加，同时避免被表冷器6换热到设定温度的新风的同回风进行热交换而导致能量的损失。 

如果处于仅需要将新风经本机组送出、起到对房间进行换风的作用即新风的温度不需要改变的状态时，则所有的控制阀25关闭，第一新风旁通阀114、第二新风旁通阀116、第一回风旁通阀124和第二回风旁通阀126都开启，第一换热器3停止。此时新风按照如下路线行走：新风进口14→新风过滤器7→第一新风旁通支路113→表冷器6→湿膜加湿器5→第二新风旁通支路115→送风机4→新风出口13。在排风机8的作用下，回风按照如下路线行走：回风进口16→回风过滤器9→第二会风旁通支路125→第一回风旁通支路123→排风机8→回风出口15。 

实施例二，参见图3，同实施例一的不同之处：在回风进口16上对接有三通电动阀17。取消了第一回风旁通支路和第一回风旁通阀。第一新风旁通阀114、第二新风旁通阀116和控制阀25都为电动阀。回风过滤器9为板式过滤器。回风过滤器9通过转轴91可开合地转动连接在回风进风段121内。转轴91通过马达92驱动。在回风进风段121内设有限位开关93和洁净度传感器94。洁净度传感器94设置在回风过滤器9的进风侧。第二换热器的回风出口和第二换热器的回风进口所在的直线同回风出风段122之间的夹角为30°。第二换热器的新风出口和第二换热器的新风进口所在的直线同新风出风段112之间的夹角为60°。 

参见图4，本实施例中设有控制装置10。三通电动阀17、第一新风旁通阀114、第二新风旁通阀116、控制阀25、马达92、限位开关93、洁净度传感器94、送风机4、排风机8和第一换热器3十者都同控制装置10电连接在一起。 

参见图3，如果处于对新风进行降温除湿且需要改变新风的温度（加热或降温）的状态时，则控制装置10使控制阀25、送风机4、排风机8和第一换热器3开启，使第一新风旁通阀114、第二新风旁通阀116和第二回风旁通阀126关闭，使三通电动阀17处于使回风进入回风进风段121内的状态；如果处于需要对新风进行加热或降温但不需要除湿状态时，则控制装置10使控制阀25关闭，使第二回风旁通阀126、第二新风回风阀116、送风机4、排风机8和第一换热器3都开启，使三通电动阀17处于使回风进入回风进风段121内的状态。在以上两个状态时新风流通路径同实施例一的相同，在此不再复述。回风的流通路径同实施例一有以下不同：如果洁净度传感器94检测到回风的洁净度达不到要求时，马达92驱动回风过滤器9以转轴91为轴转动，当回风过滤器9转动到合拢在回风进风段121内时，则限位开关93输送信号给控制装置10，控制装置10使马达92停止，回风要经过回风过滤器9过滤，回风的其它流体路径同实施例一；如果洁净度传感器94检测到回风的洁净度达到要求时，马达92驱动回风过滤器9以转轴91为轴转动，当回风过滤器9转动到同回风进风段10平行时即回风过滤器9同回风通道处于分开状态，控制装置10使马达92停止，回风不经过回风过滤器9过滤，回风的其它流体路径同实施例一。参见图3，如果处于仅需要将新风经本机组送出、起到对房间进行换风的作用即新风的温度不需要改变的状态时，则控制装置10使第一换热器3和排风机8停止，使控制阀25关闭，使第一新风旁通阀114和第二新风旁通阀116开启，新风的流通路径同实施例一相同；控制装置10使三通阀17处于使回风直接排到机壳1外的状态，进一步降低能耗。 

实施例三，该实施例没有画出图，同实施例二的不同之处为：第二换热器的回风出口和第二换热器的回风进口所在的直线同回风出风段122之间的夹角为60°。第二换热器的新风出口和第二换热器的新风进口所在的直线同新风出风段112之间的夹角为30°。 

  

Claims (10)

1.一种空气处理机组，包括新风通道、回风通道、设置在回风通道上的排风机、用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第一换热器以及设置在新风通道上的送风机、新风过滤器、表冷器和湿膜加湿器，表冷器沿新风流动方向位于第一换热器的前方，其特征在于，表冷器的出口端设有用于将流经回风通道的回风同流经新风通道的新风进行热交换的第二换热器。

2.根据权利要求1所述的空气处理机组，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器沿回风的流动方向从前向后依次设置。

3.根据权利要求2所述的空气处理机组，其特征在于，所述新风过滤器、第一加热器、表冷器和湿膜加湿器沿新风的流动方向从后向前依次设置。

4.根据权利要求3所述的空气处理机组，其特征在于，所述送风机位于新风过滤器的出风端。

5.根据权利要求2所述的空气处理机组，其特征在于，所述回风通道上设有回风过滤器，回风过滤器位于第二换热器的回风进口端。

6.根据权利要求5所述的空气处理机组，其特征在于，所述排风机位于第一换热器的回风出口端。

7.根据权利要求5所述的空气处理机组，其特征在于，还包括马达和检测进入回风通道的回风的洁净度的洁净度传感器，所述回风过滤器为板式过滤器，所述回风过滤器可开合地设置在所述回风通道内，所述回风过滤器的开合通过所述马达驱动。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的空气处理机组，其特征在于，所述回风通道的进口端设有三通阀。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的空气处理机组，其特征在于，所述新风回路上设有同第一换热器并联连接的第一新风旁通支路和同第二换热器并联连接的第二新风旁通支路，第一新风旁通支路上设有第一新风旁通阀，第二新风旁通支路上设有第二新风旁通阀。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的空气处理机组，其特征在于，所述第二换热器内设有第一介质通道和第二介质通道，第一介质通道和第二介质通道都为直通道，第一介质通道和第二介通道相垂直，第一介质通道同所述新风通道之间的夹角大于30°小于60°。

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