CN103075769A - 一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组 - Google Patents

Abstract

一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，包括新风系统和排风系统，所述新风系统和排风系统之间设有循环泵，所述循环泵的进口通过管路与排风系统水池相连，所述循环泵的出口通过管路与第一能量回收新风换热器的进口相连，所述第一能量回收新风换热器的出口通过管路与液体分布器相连，构成用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统；所述新风系统内设有用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统。本发明可以在不同的气候条件下借助恰当的运行调节机制充分发挥能量回收、免费供冷和减少再热过程能耗的作用来实现高效节能。

Description

一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组

技术领域

本发明涉及一种新风空调机组，尤其是涉及一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组。

背景技术

按照现有的空调技术水平，如果要实现全工况下较理想的新风空调过程以满足室内温湿度控制的需要，一台新风空调机组通常不仅需要与一台热泵相关联，同时也需要电加热器甚至电热式蒸汽加湿器的辅助，新风空调过程能耗大，能效低。

供冷季节，因为除湿过程也是通过冷却过程实现的，热泵需承担新风空调机组中新风冷却与除湿过程的全部冷负荷，或称全热冷负荷，包括显热和潜热冷负荷。所谓新风冷却与除湿过程的显热冷负荷就是该过程中新风因降温而释放的热量，所谓新风冷却与除湿过程的潜热冷负荷就是新风中的水蒸气凝结时释放的冷凝热。

供热季节，热泵需承担新风空调机组中新风加热过程的全部显热热负荷，即用于实现新风等湿加热过程所需的热量。如果对室内空气湿度有较高的要求，通常需采用一台电热式蒸汽加湿器对空气进行加湿处理，即将新风的潜热热负荷转移至电热式蒸汽加湿器。所谓新风加湿过程的潜热热负荷就是为加湿过程提供水蒸汽所需的汽化潜热。如果采用喷水加湿的方法，或可由热泵承担加湿过程的潜热热负荷。

在过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，如果要严格控制室内空气的温湿度，不仅需要首先对新风进行冷却除湿处理，还需要对新风进行再热处理。此时，通常由热泵承担冷却除湿过程的全部冷负荷，由电加热器承担新风再热过程的热负荷。新风再热不仅本身需要消耗电能，也扩大了新风冷负荷，其能耗的负面影响是双倍的。而且，电加热器的能效低，也导致新风空调机组和整个空调系统的能效低。

为创造一个良好的室内空气品质环境，空气调节过程必需向空调房间提供一定的新风量，因而也就产生了一定的新风负荷，而且新风负荷往往在空调总负荷中占有较大的比例。为了保证室内良好的空气品质，所有空调过程均应有一个最小新风量的要求，该最小新风量通常按设计规范所推荐的最小新风换气次数确定并且成为总送风量中不可忽视的一部分。因此，新风负荷在空调总负荷中的比重也是不可忽视的。室内污染物的散发强度越大，所需最小新风换气次数越多，新风负荷和新风空调的能耗也就越高。

新风的引入虽然会产生新风负荷，但同时也存在能量回收的机会。供冷季节，较高的室外空气温度和湿度将产生较大的新风冷负荷和空调能耗。但同时，排风中也蕴藏了相当量的用于冷却和除湿的能量。因此，回收排风中的能量用于新风的冷却和除湿可以在供冷季节节约大量的新风空调能耗。供热季节，较低的室外空气温度和湿度将产生较大的新风热负荷和空调能耗。但同时，排风中也蕴藏了相当量的用于加热和加湿的能量。因此，回收排风中的能量用于新风的加热和加湿也可以在供热季节节约大量的新风空调能耗。过渡季节潮湿气候或有较大室内湿负荷的条件下，新风的冷却除湿与再热过程将同时产生冷负荷和热负荷，从而导致较大的空调系统能耗。然而，回收新风再热过程中的冷量用于新风的预冷和除湿也就等于是回收新风预冷和除湿过程的热量用于新风的再热，因此可以同时减少新风处理过程的冷负荷和热负荷，也同样可以节约大量的空调系统能耗。

干热气候条件下，虽然新风需要降温，但室外空气同时蕴藏着免费供冷的潜力。这个免费供冷潜力就是室外空气的蒸发冷却能力。利用室外空气的蒸发冷却能力实现新风的降温调节有可能使空调系统的能效大为提高，甚至可以在扩大新风换气次数的同时还能起到减少空调系统总能耗的作用。

就现有的新风空调机组而言，如纸质全能热交换新风空调机组等，都还不能很好地融合上述节能途径于一体，以充分发挥能量回收、免费供冷的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，该新风空调机组可以在不同的气候条件下借助恰当的运行调节机制充分发挥能量回收、免费供冷和减少再热过程能耗的作用来实现高效节能的新风空调过程，从而以低能耗的方式改善室内空气品质。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，包括新风系统和排风系统，所述新风系统包括外壳Ⅰ、风扇Ⅰ、第一能量回收新风换热器、新风系统水池，所述外壳Ⅰ上设有新风入口和新风送风口，所述外壳Ⅰ的下端与新风系统水池相连，所述风扇Ⅰ、第一能量回收新风换热器沿新风流动路线安装于外壳Ⅰ内，所述排风系统包括外壳Ⅱ、风扇Ⅱ、液体分布器、填料床热质交换器、排风系统水池，所述外壳Ⅱ上设有排风入口和排风出口，所述外壳Ⅱ的下端与排风系统水池相连，所述填料床热质交换器安装在外壳Ⅱ内，并位于液体分布器的下方，所述排风系统水池上设有排水阀，所述新风系统和排风系统之间设有循环泵，所述循环泵的进口通过管路与排风系统水池相连，所述循环泵的出口通过管路与第一能量回收新风换热器的进口相连，所述第一能量回收新风换热器的出口通过管路与液体分布器相连，构成用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统；所述新风系统内设有用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统。

进一步，所述新风系统内设有第二能量回收新风换热器，外壳Ⅰ内设有新风系统内部连接风道，所述新风系统内部连接风道的入口通向第一能量回收新风换热器的出口，所述新风系统内部连接风道的出口与第二能量回收新风换热器的一端直接连通，所述第二能量回收新风换热器的另一端与新风送风口直接连通；所述排风系统内设有表面式换热器，所述表面式换热器位于填料床热质交换器之前；所述新风系统与排风系统之间设有循环泵Ⅱ，所述循环泵Ⅱ、表面式换热器、第二能量回收新风换热器通过管路相连构成用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统。

进一步，所述新风系统与排风系统之间还设有第一跨回路连接管道、第二跨回路连接管道；所述第一跨回路连接管道的入口端连接在循环泵Ⅰ的出口管道上，连接点为一分流节点，出口端连接在排风系统表面式换热器的入口和第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为另一分流节点，所述第一跨回路连接管道上设有控制阀Ⅰ；所述第二跨回路连接管道的入口端连接在排风系统表面式换热器的出口和第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为一汇流节点，出口端连接在液体分布器和第一能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为另一汇流节点；所述第二跨回路连接管道的入口端汇流节点与第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅰ，该三通控制节点Ⅰ的第一个端口通向第二跨回路连接管道的入口端汇流节点，第二个端口与第一跨回路连接管道的出口端分流节点相连通，第三个端口通向第二能量回收新风换热器；所述第一跨回路连接管道的出口端分流节点至第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅱ，该三通控制节点Ⅱ的第一个端口通向第一跨回路连接管道的出口端分流节点，第二个端口与第一能量回收新风换热器的入口端相连通，第三个端口与第二能量回收新风换热器相连通；所述第一跨回路连接管道的入口端分流节点至第一能量回收新风换热器和三通控制节点Ⅱ的公共连通管道上设有控制阀Ⅱ。

进一步，所述新风送风口为两个，即第一新风送风口、第二新风送风口，所述新风送风口均为带控制阀的新风送风口，外壳Ⅰ内设有新风系统内部旁通风道和新风系统内部旁通风阀，所述新风系统内部连接风道的出口与第二新风送风口直接连通，所述新风系统内部旁通风道的出口与第一新风送风口直接连通，所述新风系统内部旁通风道的入口与第一能量回收新风换热器的入口管道相连通。

进一步，所述用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统包括喷雾器、三通阀、输送泵、蓄压缓冲罐，所述三通阀的第一进口通过管路与排风系统水池相连，所述三通阀的第二进口通过管路与新风系统水池相连，所述三通阀的出口通过管路与输送泵的进口相连，所述输送泵的出口通过管路与喷雾器相连，所述蓄压缓冲罐安装于输送泵与喷雾器相连的管路上。

进一步，所述外壳Ⅰ内设有新风再循环通道，所述新风再循环通道内设有新风再循环控制阀，且新风再循环通道的出口连通于新风入口和喷雾系统之间的风道，新风再循环通道的入口连通于第一能量回收新风换热器之后的风道。

进一步，所述新风系统内还设有新风补充除湿换热器，所述新风补充除湿换热器安装于第一能量回收新风换热器的下游。

进一步，所述新风系统和排风系统之间还设有水或水溶液回收管路，并在新风系统水池上设有补水阀，所述水或水溶液回收管路包括疏水阀、回水泵，所述疏水阀的入口通过管路与新风系统水池相连，疏水阀的出口通过管路与回水泵的入口相连，回水泵的出口通过管路与排风系统水池相连。

进一步，所述新风系统和排风系统之间设有新风-排风旁通风道，并在该旁通风道内设有新风-排风旁通风阀，所述新风-排风旁通风道的入口位于新风系统第一能量回收新风换热器之后的风道上，所述新风-排风旁通风道的出口位于排风系统填料床热质交换器之前的风道上。

通过所述新风系统控制阀的调节可实现新风再循环比例的调节或新风流程的控制。通过新风流程的控制可以让新风依次流过第一能量回收新风换热器、新风补充除湿换热器和第二能量回收新风换热器直至通过送风口送出，以提高新风空调机组的整体热回收效率。在干热气候条件下，通过新风流程的控制也可以让新风并行流过两个能量回收新风换热器以提高新风换气次数或新风冷却效果，从而提高新风空调机组的免费供冷能力。通过新风再循环通道实现新风再循环可以提高供热季节混合新风进入热湿处理段的湿球温度，防止喷雾水或水溶液的结冰或结晶，提高供热季节新风空调机组的使用率和热回收效率。

所述喷雾器用于在供热季节或其他季节干燥气候条件下向新风中喷入雾化水或水溶液。雾化水或水溶液自喷雾器喷出后随新风依次流过第一能量回收新风换热器和新风补充除湿换热器，然后在重力或惯性力的作用下从气流中分离并汇集到新风系统水池内。雾化水或水溶液随新风在第一能量回收新风换热器内流过时将蒸发而产生加湿甚至冷却的效果。

所述第一能量回收新风换热器为新风与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器，用于在循环水或水溶液与新风之间传递冷量或热量，也就是传递循环水或水溶液中回收的能量至新风，实现新风的冷却或加热、除湿或加湿等过程。

在供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，新风在第一能量回收新风换热器中被冷却和除湿后，经过新风补充除湿换热器时还可以进一步被除湿，以满足空调送风的要求。所述新风补充除湿换热器可以是与热泵直接相连的制冷剂蒸发器，也可以是与热泵间接相连的冷媒水换热器，或是任何其他形式的除湿换热器，用来为新风补充除湿提供所需的能量（如冷量）。

所述新风系统水池可以是简单的接水盘，用于承接在新风系统内产生的冷凝水或未蒸发而沉降的雾化水或水溶液。

所述第二能量回收新风换热器为空气与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器，用于在循环水或水溶液与新风之间传递热量或冷量，也就是传递循环水或水溶液中回收的能量至新风，实现新风的再加热或冷却过程。新风在第二能量回收新风换热器内的冷却过程也有可能产生除湿效果，再热过程也可回收新风释放的冷量至循环水或水溶液。

所述液体分布器用于向填料床热质交换器淋洒循环水或水溶液，并实现均匀的分布。

所述填料床热质交换器为空气与循环水或水溶液直接接触的热质交换器，通过其中的热质交换回收排风中的全热能量至循环水或水溶液，实现循环水或水溶液的加热或冷却。所谓全热能量包括显热和潜热能量，其中显热能量可以是供热季节排风的显热热能（即高温的排风因热交换过程降温而释放的热量），也可以是其他季节排风的显热冷量（即低温的排风因热交换过程升温而吸收的热量），潜热能量可以是供热季节排风中的水蒸气冷凝时的冷凝热，也可以是其他季节水或水溶液在排风中蒸发冷却产生的冷量。通过填料床热质交换器中的热质交换也可以回收排风中的水蒸汽冷凝时产生的冷凝水，以减少补水资源的消耗。

所述排风系统水池可以是简单的接水盘，用于承接从填料床热质交换器流出的循环水或水溶液。

所述排风系统表面式换热器为空气与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器，用于在排风进入填料床热质交换器之前实现排风与循环水或水溶液之间的显热能量传递，通过显热能量传递实现循环水或水溶液的加热和排风的预冷，有利于提高填料床热质交换器内的全热回收效率或蒸发冷却效果，也可回收排风中的显热热能。

喷雾系统的作用在于为喷雾器输送水或水溶液，保证喷雾器的正常工作。三通阀的作用在于使喷雾系统可以选择不同的喷雾水或水溶液的来源。在洁净的室内空气环境下，新风空调机组内的循环水或水溶液的水质较好，喷雾系统可以选择从排风系统水或水溶液池吸取循环水或水溶液作为喷雾水或水溶液，有利于利用排风过程回收在循环水或水溶液中的冷凝水补偿喷雾蒸发过程的水分消耗。在排风污染较严重的情况下，喷雾系统可以选择从新风系统水或水溶液池直接吸取补充水水或水溶液作为喷雾水或水溶液，以确保喷雾的水质和新风的空气品质。蓄压缓冲罐用于压力式喷雾系统，其作用在于使喷雾系统水或水溶液输送泵可以采取间歇式的方式工作，有利于节省喷雾泵的能耗，也有利于喷雾泵的选配。而且，通过调节喷雾系统水或水溶液输送泵间歇工作过程的占空比可以轻松地实现喷雾压力的调节，从而实现喷雾量的调节，有利于调节新风加湿量，也有利于优化供热季节新风空调机组的热回收效果和节能效益。

所述水或水溶液回收管路的作用在于回收冷凝水或未蒸发的雾化水或水溶液至排风机组水或水溶液池。冷凝水的回收可以补偿填料床热质交换器内循环水或水溶液蒸发时消耗的水分，减少补水资源的消耗。如果新风系统水或水溶液池的液面高于排风系统水或水溶液池的液面，回水泵可以省去。

用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统，在供热季节、供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，该回路中的水或水溶液依靠循环泵Ⅰ的驱动在填料床热质交换器和第一能量回收新风换热器之间循环流动，实现从排风中回收全热能量，用于新风的冷却或加热、除湿或加湿等处理过程。在干热气候条件下，也可以通过水或水溶液循环系统模式切换控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ、三通控制节点Ⅰ及三通控制节点Ⅱ的调节，使该循环系统和用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统合并为一个复合的水或水溶液循环系统，以实现免费供冷循环或提高免费供冷效果。

用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统，在供热季节、供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，该循环系统用于实现排风和新风之间的显热交换，也是为了实现排风预冷和新风再热的效果，以优化新风空调机组的整体能量回收或蒸发冷却效果。在干热气候条件下，也可以通过水或水溶液循环系统模式切换控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ、三通控制节点Ⅰ及三通控制节点Ⅱ的调节，使该循环系统和用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统合并为一个复合的水或水溶液循环系统，以实现免费供冷循环。

在干热气候条件下，通过开启新风-排风旁通风阀可以让一部分被冷却后的新风从新风系统直接进入排风系统，并与来自室内空气的排风混合，从而使填料床热质交换器内的蒸发冷却效果更好，从填料床热质交换器流出的水或水溶液的温度更低。经循环流动，这样的低温水或水溶液流入新风系统后可以对新风产生更好的冷却效果，提高新风空调机组的免费供冷能力。

所述全热能量回收包括显热和潜热能量回收，并且回收的能量可以是用于冷却或除湿的冷量（吸热量），也可以是用于加热或加湿的热量（加热量）。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）将排风与循环水或水溶液直接接触式的填料床热质交换器和有选择性喷雾加湿的非直接接触式新风-循环水或水溶液换热器相结合形成一个冷、热气候条件下均可实现全热能量回收的循环系统。该循环系统可以在供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下同时利用显热传递和间接蒸发冷却原理向新风传递排风的全热冷量，用于实现新风的冷却甚至除湿过程。该循环系统也可以在供热季节回收排风的全热热能用于新风的加热和加湿；

2）在干热气候条件下，利用填料床热质交换器和非直接接触式能量回收新风换热器组成的间接蒸发冷却系统可以实现免费供冷的新风空调过程。在干热气候条件下，通过间接蒸发冷却方式可以利用排风的蒸发冷却能力实现新风的降温调节并满足新风空调送风参数的要求，或者仅需少量的能量用于新风的补充除湿。经过间接蒸发冷却后的新风进入空调室内吸收余热余湿，然后又回到新风空调机组的排风系统产生蒸发冷却作用。因此，排风的蒸发冷却能力最初还是来自于或主要来自于新风，也就是来自于或主要来自于室外空气。所以，新风空调机组利用了室外空气的蒸发冷却能力实现了免费供冷的新风空调过程；

3）设置了显热能量回收的新风空调机组可实现两级能量回收，提高新风空调机组能量回收的总效益。在供热季节，两级能量回收使显热和全热能量回收过程分开进行，且每一级能量回收过程中排风和新风经历的过程类型相同，要么全是等湿热交换过程、要么全是有湿交换的全热交换过程，因而排风和新风的热容量总是匹配的，从而使每一级的能量回收效率提高，也就使新风空调机组总的能量回收效率提高。在供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，显热能量回收实现了排风预冷和新风再热。排风预冷可以提高全热能量回收循环通过显热传递和间接蒸发冷却原理向新风传递全热冷量并实现对新风的冷却和除湿的效果，减少补充除湿耗能量，可以让更多的冷负荷由能效比更高的室内空调机组承当，这是一种间接的节能方式。在过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，利用显热能量回收实现新风再热还可以减少新风再热所需的额外能耗，实现了双重节能的效果；

4）在干热气候条件下，设置了显热能量回收的新风空调机组可以通过模式切换扩大新风量而仍然保持较高的蒸发冷却效率，从而可以提高新风机组的免费供冷能力并改善室内空气品质；

5）在供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，设置了新风补充除湿换热器的新风空调机组可以独立地运行而不增加室内空调机组的湿负荷，甚至室内空调机组完全可以仅承担显热冷负荷，从而使室内空调机组制冷循环可以在较高的蒸发温度下工作并因此而具有较高的能效比，通过高能效比实现节能运行；

6）在过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，室内冷负荷较小，设置了显热能量回收和新风补充除湿换热器的新风空调机组不仅可以独立地完成所有的空调制冷和除湿的任务，而且还实现了新风的再热，不需要室内空调机组和附加再热设备的配合也能保证室内较严格的温湿度控制要求，以低能耗空调方式适应了恒温恒湿空调的要求；

7）在供热季节，设置了新风再循环通道的新风空调机组可以让一部分经过第一能量回收新风换热器加热后的新风通过再循环流回新风系统入口段并与新进入的冷新风混合，以提高混合新风气流进入热湿处理段之前的湿球温度，防止喷雾水或水溶液的结冰或结晶，提高新风空调机组的使用率和全热回收效率；

8）在干热气候条件下，设置了新风-排风旁通风道的新风空调机组可以通过新风旁通提高新风空调机组的间接蒸发冷却效率，提高节能效果；

9）具有冷凝水回收功能，可以补偿加湿和蒸发冷却过程消耗的水分，减少水资源的消耗。

附图说明

图1 为本发明实施例1的结构示意图；

图2 为本发明实施例2的结构示意图；

图3 为本发明实施例3的结构示意图；

图4 为本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1，本实施例包括新风系统和排风系统，所述新风系统包括外壳Ⅰ200、风扇Ⅰ203、第一能量回收新风换热器204、新风系统水池206，所述外壳Ⅰ200上设有新风入口201和新风送风口217，所述外壳Ⅰ200的下端与新风系统水池206相连，所述风扇Ⅰ203、第一能量回收新风换热器204沿新风流动路线安装于外壳Ⅰ200内，所述新风系统水池206上设有补水阀207，所述排风系统包括外壳Ⅱ100、风扇Ⅱ109、液体分布器108、填料床热质交换器107、排风系统水池105，所述外壳Ⅱ100上设有排风入口110和排风出口112，所述外壳Ⅱ100的下端与排风系统水池105相连，所述填料床热质交换器107安装在外壳Ⅱ100内，并位于液体分布器108的下方，所述排风系统水池105上设有排水阀104，所述新风系统和排风系统之间设有循环泵Ⅰ31，所述循环泵Ⅰ31的进口通过管路与排风系统水池105相连，所述循环泵Ⅰ31的出口通过管路与第一能量回收新风换热器204的进口相连，所述第一能量回收新风换热器204的出口通过管路与液体分布器108相连，构成用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统；所述新风系统内设有用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统。

所述用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统包括喷雾器202、三通阀51、输送泵52、蓄压缓冲罐53，所述三通阀51的第一进口通过管路与排风系统水池105相连，所述三通阀51的第二进口通过管路与新风系统水池206相连，所述三通阀51的出口通过管路与输送泵52的进口相连，所述输送泵52的出口通过管路与喷雾器202相连，所述蓄压缓冲罐53安装于输送泵52与喷雾器202相连的管路上。当然，若喷雾器使用超声波或其它形式的喷雾器，则喷雾系统中可以不设蓄压缓冲罐。此外，该喷雾系统也可通过连接管道与外界相连，直接获得水或水溶液。

所述外壳Ⅰ200内设有新风再循环通道209，所述新风再循环通道209内设有新风再循环控制阀210，且新风再循环通道209的出口连通于新风入口201和喷雾系统之间的风道，新风再循环通道209的入口连通于第一能量回收新风换热器204之后的风道。

所述新风系统内还设有新风补充除湿换热器205，所述新风补充除湿换热器205安装于第一能量回收新风换热器204的下游。

所述新风系统和排风系统之间还设有水或水溶液回收管路,所述水或水溶液回收管路包括疏水阀61、回水泵62，所述疏水阀61的入口通过管路与新风系统水池206相连，疏水阀61的出口通过管路与回水泵62的入口相连，回水泵62的出口通过管路与排风系统水池105相连。当然，所述疏水阀61也可用类似作用的设备代替，如存水湾头等；如果新风系统水池206的液面高于排风系统水池105的液面，回水泵62可以省去。

所述喷雾器202用于在供热季节或其它季节干燥气候（主要是干热气候）条件下向新风气流中喷入雾化水或水溶液，并尽量实现与新风的均匀混合。雾化水或水溶液自喷雾器202喷出后，随新风依次流过第一能量回收新风换热器204和新风补充除湿换热器205，然后在重力和惯性力的作用下从气流中分离并聚集到新风系统水池206内。雾化水或水溶液随新风在第一能量回收新风换热器204内流过时将气化而产生加湿甚至蒸发冷却的效果。所述风扇Ⅰ203也可以设置在其它位置，只要能够确保实现新风流动路线即可。所述第一能量回收新风换热器204为新风与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器（该换热器内，循环水或水溶液的流动方向与新风形成逆流，否则，效果较差），用于在循环水或水溶液与新风之间传递冷量或热量，也就是传递循环水或水溶液中回收的能量至新风，实现新风的冷却或加热、除湿或加湿等过程。所述新风补充除湿换热器205是与热泵直接相连的制冷剂蒸发器，当然，也可以是与热泵间接相连的冷媒水换热器，或任何其他形式的除湿换热器，用来为新风补充除湿提供所需的能量（如冷量）。所述新风系统水池206可为简单的接水盘，用于承接在新风系统内产生的冷凝水或未蒸发而沉降的喷雾水或水溶液。

所述排风扇Ⅱ109设置在排风出口112处，当然，也可以设置在其他位置，或者排风系统本身也可以不包括排风扇Ⅱ109，而由外部风扇驱动，只要能保证排风从排风口吸入之后流过填料床热质交换器107并最后经排风出口112排出排风系统外即可。所述液体分布器108用于向填料床热质交换器107淋洒循环水或水溶液，并尽量实现均匀的分布。所述填料床热质交换器107为空气与循环水或水溶液直接接触的热质交换器，通过其中的热质交换回收排风中的全热能量至循环水或水溶液，实现循环水或水溶液的加热或冷却。所谓全热能量包括显热和潜热能量，其中显热能量可以是供热季节排风的显热热能（即高温的排风因热交换过程降温而释放的热量），也可以是其他季节排风的显热冷量（即低温的排风因热交换过程升温而吸收的热量），潜热能量可以是供热季节排风中的水蒸气冷凝时的冷凝热，也可以是其他季节水或水溶液在排风中蒸发冷却产生的冷量。通过填料床热质交换器107中的热质交换也可以回收排风中的水蒸汽冷凝时产生的冷凝水，减少补水资源的消耗。而且，该热质交换器内，循环水或水溶液的流动方向应尽量与排风形成逆流。所述排风系统水池105可为简单的接水盘，用于承接从填料床热质交换器107流出的循环水或水溶液。

所述用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统回路中，水或水溶液从排风系统水池105吸入连接管道后，在循环泵Ⅰ31的驱动下，依次流过第一能量回收新风换热器204、液体分布器108以及填料床热质交换器107，直至流回排风系统水池105而形成一个完整的全热能量回收或免费供冷循环。所述循环泵Ⅰ31除了可以设置在排风系统水池105和第一能量回收新风换热器204之间外，也可以设置在其他位置，能够确保上述水或水溶液的循环流动路线即可。该循环的目的在于从排风中回收全热能量，用于新风的冷却或加热、除湿或加湿处理过程。

本实施例的工作原理及特征如下。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，新风和排风的控制方式及流通路线如下。排风系统中，在风扇Ⅱ109的驱动下，室内空气（RA）先经排风入口110吸入，然后依次流过填料床热质交换器107、液体分布器108直至经过排风出口112作为排风（EA）排出。新风系统中，新风再循环控制阀210关闭，在风扇Ⅰ203的驱动下，新风（FA）先经新风入口201吸入，然后依次流过喷雾器202、第一能量回收新风换热器204、新风补充除湿换热器205直至经过新风送风口217作为空调送风（SA）送出。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统实质上是实现全热能量回收的水或水溶液循环系统，其工作原理及特征如下。在填料床热质交换器107内，不仅因为排风温度低使得循环水或水溶液向排风传递显热而得到冷却，也因为排风湿度低而使循环水或水溶液被蒸发冷却，后者实质上就是潜热传递。所以，在填料床热质交换器107内实现了从排风向循环水或水溶液传递全热冷却能力的过程，也就是排风全热冷量的回收。因为循环水或水溶液的循环流动，得到全热冷量回收的循环水或水溶液将在循环泵Ⅰ31的输送作用下流向第一能量回收新风换热器204，通过该换热器实现对新风的冷却和除湿过程，从而最终将从排风中回收的全热冷量转移给新风，实现了从排风到新风的全热冷量回收传递过程。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，新风补充除湿换热器205用来为新风补充除湿提供所需的能量（如冷量）。新风首先在第一能量回收新风换热器204中依靠能量回收获得冷却和除湿效果。但这时的新风含湿量仍然不够低，还需要进一步除湿才能满足空调送风的要求。因此，新风补充除湿换热器205是专为新风的补充除湿提供除湿能量而设计的，例如通过提供冷量进一步实现冷却除湿。设置了新风补充除湿换热器的新风空调机组可以独立地运行而不增加室内空调机组的湿负荷，甚至室内空调机组完全可以仅承担显热冷负荷，从而使室内空调机组制冷循环可以在较高的蒸发温度下工作并因此而具有较高的能效比，通过高能效比实现节能运行。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，补水供给和冷凝水回收过程及特征如下。在填料床热质交换器107内的蒸发冷却过程中，循环水或水溶液中的部分水分被蒸发。另外，为了维持系统内循环水或水溶液水质的稳定，一部分水或水溶液必须排泄掉，排泄量可由排水阀104控制。这样就需要靠补充水来维持新风空调机组内循环水或水溶液的质量平衡。出于此目的，补充水可首先经由补水阀207提供至新风系统水池206，然后在泵或重力的作用下经由水或水溶液回收管路输送至排风系统水池105，从而补充到循环水或水溶液中。与此同时，第一能量回收新风换热器204和新风补充除湿换热器205表面上产生的冷凝水将首先随流过的气流一起运动，然后从气流中分离出来并汇集到新风系统水池206。这部分水也将通过水或水溶液回收管路输送至排风系统水池105而补充到循环水或水溶液中，实现了冷凝水的回收利用，减少了补水水资源的消耗。

供热季节，排风的流通路线与供冷季节完全相同，新风的控制方式及流通路线如下。新风系统中，开启新风再循环控制阀210以实现部分新风的再循环。由于风扇Ⅰ203的驱动，室外新风（FA）将首先经新风入口201吸入，然后与来自新风再循环通道209的再循环新风混合。接着，混合新风将依次流过喷雾器202、第一能量回收新风换热器204和新风补充除湿换热器205。再接下来，混合新风又将分为两股气流：一股通过新风再循环通道209和新风再循环控制阀210流回新风入口201处的风道内实现再循环，另一股将通过新风送风口217作为空调送风（SA）送出。新风再循环控制阀210的开度将取决于室外空气状态，以确保经过喷雾器组202的混合新风湿球温度足够的高，从而能达到防止喷雾结冰或结晶的效果。当室外温度足够高而不会导致喷雾结冰时，可以关闭新风再循环控制阀210。对于没有喷雾结冰或结晶危险的地区（湿球温度高于0℃），完全可以取消新风再循环通道209和新风再循环控制阀210。

供热季节，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统实质上是实现全热能量回收的水或水溶液循环系统，其工作原理及特征如下。全热能量回收循环中，由于排风的温度和湿度均较高，排风流过填料床热质交换器107时不仅向水或水溶液传递显热热能，也通过水蒸汽凝结向水或水溶液传递潜热热能，即实现了排风向水或水溶液的全热热能传递，也就是排风全热热能的回收。因为循环水或水溶液的循环流动，得到全热能回收的循环水或水溶液将在循环泵Ⅰ31的输送作用下流向第一能量回收新风换热器204，通过该换热器实现对新风的加热和加湿处理过程，从而最终将从排风中回收的全热热能转移给新风，实现了从排风到新风的全热热能回收传递过程。由于喷雾器202将向新风气流中喷入雾化水或水溶液，这些雾化水或水溶液将随新风流入第一能量回收新风换热器204内。在该换热器内，新风不仅被加热，同时新风中夹带的雾粒蒸发，这就是为什么全热回收过程中新风也获得加湿的效果。因此，全热能量回收循环中排风和新风均同时进行热质交换，它们的流动总热容量近似匹配，使全热能量回收循环的性能获得优化。通过全热能量回收循环，新风有可能被加湿到一个合适的湿度状态，从而可能免去进一步加湿的需要。

供热季节，新风补充除湿换热器205不需要提供任何加热量或制冷量。

供热季节，喷雾系统的工作原理及特征如下。首先，待喷入的水或水溶液需从排风系统水池105或新风系统水池206吸入，取决于三通阀51的选通状态。在洁净的室内空气环境下，如果新风空调机组内循环水或水溶液的水质较好，喷雾系统可以选择从排风系统水池105吸取循环水或水溶液，有利于利用排风系统回收的冷凝水补偿喷雾蒸发引起的水分消耗。如果循环水或水溶液的水质较差，喷雾系统可以选择从新风系统水池206吸取水或水溶液，相当于直接采用补充水进行喷雾，以确保喷雾的水质。吸入的水或水溶液将经过三通阀51流向喷雾系统输送泵52，然后由喷雾系统输送泵52输送至喷雾器202并喷入新风气流中。由于在喷雾系统输送泵52与喷雾器202之间设置了蓄压缓冲罐53，喷雾系统输送泵52可以采取间歇式的方式工作，有利于节省喷雾泵的能耗，也有利于喷雾泵的选配。而且，通过调节喷雾系统输送泵52间歇工作过程的占空比可以轻松地实现喷雾压力的调节，从而实现喷雾量的调节，有利于调节新风加湿量，也有利于优化供热季节新风空调机组的热回收效果和节能效益。

供热季节，补水供给和冷凝水回收过程及工作特征描述如下。喷雾水或水溶液可以来自于新风系统水池206，也可来自于排风系统水池105。未蒸发的喷雾水或水溶液最终将从新风气流中分离并落入新风系统水池206，或者进一步经水或水溶液回收管路输送至排风系统水池105，从而进入再循环。在第一能量回收新风换热器204中，喷雾水或水溶液将因蒸发而失去部分或全部水分。另外，为了维持系统内循环水或水溶液水质的稳定，一部分水或水溶液将通过排水阀104排掉。这样就需要靠补充水来维持新风空调机组内循环水或水溶液的质量平衡。出于此目的，补充水可经补水阀207提供至新风系统水池206，或者进一步经水或水溶液回收管路输送至排风系统水池105，从而补充到系统循环水或水溶液中。在填料床热质交换器107内的热质交换过程中，排风中的部分水蒸气将凝结并溶入到循环水或水溶液中。在洁净的室内空气条件下，这部分凝结水也可能随循环水或水溶液进入喷雾循环，以补偿喷雾蒸发过程消耗的水分，这也是凝结水的回收利用。

在干热气候条件下，新风和排风的控制方式及流通路线与供冷季节相同。

在干热气候条件下，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统实质上是实现免费供冷的水或水溶液循环系统，其工作原理和特征如下。像供冷季节一样，该系统实现了从排风到新风的全热冷量回收传递过程。但这一过程具有另一面特征。因为进入新风空调机组的新风（FA）很干燥，新风补充除湿换热器205可以不需提供任何除湿能量或仅需提供很少量的能量用于补充除湿。经全热冷量回收传递（也就是间接蒸发冷却）冷却后的新风通过新风送风口217送至空调房间，然后在室内吸收余热余湿并达到室内空气状态。最后，室内空气又可通过循环回到新风空调机组的排风系统产生蒸发冷却作用。也就是说，排风的蒸发冷却能力最初还是来自于或主要来自于室外空气。因此，这是一个免费供冷的过程。这种工作模式下，因为利用了免费供冷，新风空调机组有可能通过引入超过最小新风量的新风来改善室内空气品质的同时还可以减少整个空调系统的能耗。

在干热气候条件下，补水供给过程与供冷季节的相同，而冷凝水或未蒸发的喷雾水或水溶液回收状况如下。如果室外空气足够干燥（室外空气含湿量低于要求的送风含湿量），不需要新风补充除湿换热器205提供冷量实现新风的补充除湿，则没有冷凝水的回收，甚至还需要通过喷雾系统向新风中提供喷雾水或水溶液，以实现新风的加湿。反之，则与供冷季节相同。如果存在冷凝水或未蒸发的喷雾水或水溶液，其回收过程与供冷季节或供热季节相同。

实施例2

参照图2，本实施例与实施例1的区别在于：所述新风系统和排风系统之间设有新风-排风旁通风道70，所述新风-排风旁通风道70内设有新风-排风旁通风阀71，所述新风-排风旁通风道70的入口208位于新风系统第一能量回收新风换热器204之后的风道上，所述新风-排风旁通风道70的出口106位于排风系统填料床热质交换器107之前的风道上。

在干热气候条件下，通过开启新风-排风旁通风阀71可以让一部分被冷却后的新风从新风系统直接进入排风系统，并与来自室内空气（RA）的排风混合，从而使填料床热质交换器107内的蒸发冷却效果更好，从填料床热质交换器107流出的水或水溶液的温度更低。经循环流动，这样的低温水或水溶液流入第一能量回收新风换热器204后可以对新风产生更好的冷却效果。此外，本实施例在排风系统排风入口还可设置排风阀111以配合新风-排风旁通风阀71实现新风-排风旁通风量的调节。本实施例中通过全热能量回收与免费供冷循环对新风进行冷却的工作原理与实施例1相同。

实施例2的新风空调机组在其他工况下的工作原理与特征均与实施例1的对应工况相同。

实施例3

参照图3，本实施例与实施例1区别在于：所述新风系统内设有第二能量回收新风换热器213，所述新风送风口为两个，即第一新风送风口214、第二新风送风口212，外壳内设有新风系统内部旁通风道216、新风系统内部旁通风阀215、新风系统内部连接风道211，所述新风系统内部连接风道211的出口与第二新风送风口212直接连通，所述新风系统内部旁通风道216的出口与第一新风送风口214直接连通；所述排风系统内设有表面式换热器102，所述表面式换热器102位于填料床热质交换器107之前，与填料床热质交换器107之间设有排风系统内部风道103；所述新风系统与排风系统之间设有循环泵Ⅱ41、第一跨回路连接管道80、第二跨回路连接管道82，所述循环泵Ⅱ41、表面式换热器102、第二能量回收新风换热器213通过管路相连构成用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统，所述第一跨回路连接管道80的入口端连接在循环泵Ⅰ31的出口管道上，连接点为一分流节点，出口端连接在表面式换热器102的入口和第二能量回收新风换热器213之间的循环回路连接管道上，连接点为另一分流节点，并在该跨回路连接管道80上设有控制阀Ⅰ81，所述第二跨回路连接管道82的入口端连接在表面式换热器102的出口和第二能量回收新风换热器213之间的循环回路连接管道上，连接点为一汇流节点，出口端连接在液体分布器108和第一能量回收新风换热器204之间的循环回路连接管道上，连接点为另一汇流节点，所述第二跨回路连接管道82的入口端汇流节点与第二能量回收新风换热器213之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅰ42，该三通控制节点Ⅰ的第一个端口通向第二跨回路连接管道82的入口端汇流节点，第二个端口与第一跨回路连接管道80的出口端分流节点相连通，第三个端口通向第二能量回收新风换热器213，通过该三通控制节点对应控制阀的控制操作可以选择让该三通节点的第三个端口与第一个或第二个端口相连通，所述第一跨回路连接管道80的出口端分流节点至第二能量回收新风换热器213之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅱ43，该三通控制节点Ⅱ的第一个端口通向第一跨回路连接管道80的出口端分流节点，第二个端口与第一能量回收新风换热器204的入口端相连通，第三个端口与第二能量回收新风换热器213相连通，通过该三通控制节点对应控制阀的控制操作可以选择让该三通控制节点的第三个端口与第一个或第二个端口相连通，所述第一跨回路连接管道80的入口端分流节点至第一能量回收新风换热器204和三通控制节点Ⅱ43的公共连通管道上设有控制阀Ⅱ32。

本实施例通过增设用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统，以提高新风空调机组的能量回收效率，同时，相应的设置水或水溶液循环系统模式切换控制阀Ⅰ81、控制阀Ⅱ32、三通控制节点Ⅰ42、三通控制节点Ⅱ43，其目的是为了使新风空调机组能更好的适应气候条件和应用条件的变化，以利于最大限度的发挥新风空调机组利用室外空气免费供冷能力的作用。更具体的说，本实施例包括新风系统、排风系统、用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统、用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统、水或水溶液回收管路、及用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统，上述系统通过部件共享或相互连接而实现交叉耦合。与实施例1相比，为了适应新风空调机组组成结构的变化，本实施例的新风系统和排风系统的结构也作了适当的调整，具体描述如下。

新风系统内，空气的具体流动路线最终还取决于风阀的状态。本实施例中，喷雾器202、第一能量回收新风换热器204、新风补充除湿换热器205、新风系统水池206和补水阀207的特征和作用均与实施例1相同，雾化水或水溶液自喷雾器202喷出后的流动路线、产生的作用也与实施例1相同。第二能量回收新风换热器213为空气与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器，用于在循环水或水溶液与新风之间传递热量或冷量，也就是传递循环水或水溶液中回收的能量至新风，实现新风的再加热或冷却过程，也可以同时回收新风再热过程释放的冷量至循环水或水溶液。第二能量回收新风换热器213内的循环水或水溶液的流动方向应尽量与新风形成逆流。

排风系统内，室内空气（RA）经排风入口101吸入后依次流过表面式换热器102、排风系统内部风道103、填料床热质交换器107直至经排风出口112作为排风系统排风（EA）排出。风扇Ⅱ109设置在排风出口112处，当然，也可以设置在其他位置，或者排风系统本身也可以不包括风扇Ⅱ109，而由外部风扇驱动，能够确保实现上述排风流动路线即可。本实施例中，液体分布器108、填料床热质交换器107、排风系统水池105和排水阀104的特征和作用均与实施例1相同。表面式换热器102为空气与循环水或水溶液之间非直接接触的换热器，主要用于在排风进入填料床热质交换器之前实现排风与循环水或水溶液之间的显热能量传递，通过显热能量传递实现循环水或水溶液的加热和排风的预冷，有利于提高填料床热质交换器内的全热回收效率或蒸发冷却效果，也可回收排风中的显热热能。表面式换热器102内的循环水或水溶液的流动方向应尽量与排风形成逆流。

本实施例中，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统的组成与实施例1相同。

本实施例中，用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统以及水或水溶液回收管路的组成结构均与实施例1相同。 

下面是本实施例的工作原理与特征描述。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，新风和排风的控制方式及流通路线如下。排风系统中，在风扇Ⅱ109的驱动下，室内空气（RA）先经排风入口101吸入，然后依次流过表面式换热器102，排风系统内部风道103，填料床热质交换器107直至经过排风出口112作为排风系统排风（EA）排出。新风系统中，新风再循环控制阀210、新风系统内部旁通风阀215和第二新风送风口阀212关闭，第一新风送风口阀214开启，在风扇Ⅰ203的驱动下，新风（FA）先经新风入口201吸入，然后依次流过喷雾器202、第一能量回收新风换热器204、新风补充除湿换热器205、新风系统内部连接风道211、第二能量回收新风换热器213直至经过第一新风送风口214作为空调送风（SA）送出。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，用于能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统的工作原理及特征如下。水或水溶液循环系统模式切换控制阀组中，控制阀Ⅰ81关闭，控制阀Ⅱ32开启，三通控制节点Ⅰ42和三通控制节点Ⅱ43的第三个端口均选择与第一个端口相连通。因此，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统的工作原理及特征与实施例1的对应工况相同，而用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统主要是实现显热能量回收的水或水溶液循环系统。显热能量回收循环系统中，在循环泵Ⅱ41的驱动下，水或水溶液将在第二能量回收新风换热器213和表面式的排风换热器102之间循环流动，实现显热能量回收循环。显热能量回收循环中，主要是显热热能首先经表面式换热器102由排风传递给循环中的水或水溶液，再经第二能量回收新风换热器213由循环中的水或水溶液传递给新风。因此，排风得到预冷，新风得到再热。由于排风在进入填料床107之前被预冷，使得排风可以在填料床热质交换器107中产生更好的蒸发冷却效果，使从填料床热质交换器107流出的循环水或水溶液温度更低。用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统中，水或水溶液总是在填料床热质交换器107和第一能量回收新风换热器204之间循环流动。因此，较低的填料床热质交换器107出口水或水溶液温度也意味着第一能量回收新风换热器204内循环水或水溶液的进口温度更低，从而使新风获得更好的冷却和除湿效果，有利于降低新风补充除湿换热器205的除湿负荷及其相关联的热泵冷负荷。这样的调节过程还可以产生另外两种可能的收益：一种是在室内冷负荷较大的情况，新风空调机组承当所有的湿负荷，让更多的冷负荷由不需要承担除湿任务因而能效比更高的室内空调机组承当，这是一种间接的节能方式；另一种是过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，室内冷负荷小，由新风空调机组承当所有的冷湿负荷即可以满足空调要求，则通过显热能量回收使新风获得再热还可以节约新风再热所需的能耗。

供冷季节、过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，新风补充除湿换热器205的作用、补水供给和冷凝水回收过程及其工作特征与实施例1的对应工况基本相同，但不排除表面式换热器102内也会有冷凝水的产生。如果表面式换热器102内有冷凝水，则直接汇集到排风系统水池而获得回收利用。

供热季节，排风的流通路线与供冷季节完全相同，新风的控制方式及流通路线如下。新风系统中，开启新风再循环控制阀210以实现部分新风的再循环。同时，新风系统内部旁通风阀215和第二新风送风口阀212关闭，第一新风送风口阀214开启。由于风扇Ⅰ203的驱动，室外新风（FA）将首先经新风入口201吸入，然后与来自新风再循环通道209的再循环新风混合。接着，混合新风将依次流过喷雾器202、第一能量回收新风换热器204和新风补充除湿换热器205。再接下来，混合新风气流又将分为两股：一股通过新风再循环通道209和新风再循环控制阀210流回新风入口201处的风道内实现再循环，另一股将依次流过新风系统内部连接风道211、第二能量回收新风换热器213直至经过第一新风送风口214作为空调送风（SA）送出。新风再循环控制阀210的开度将取决于室外空气状态，以确保经过喷雾器202的混合新风湿球温度足够的高，从而能达到防止喷雾结冰或结晶的效果。当室外温度足够高而不会导致喷雾结冰或结晶时，可以关闭新风再循环控制阀。对于没有喷雾结冰或结晶危险的地区，完全可以取消新风再循环通道209和新风再循环控制阀210。

供热季节，用于能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统的工作原理及特征如下。水或水溶液循环系统模式切换控制阀组中，控制阀Ⅰ81关闭，控制阀Ⅱ32开启，三通控制节点Ⅰ42和三通控制节点Ⅱ43的第三个端口均选择与第一个端口相连通。因此，用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统的工作原理及特征与实施例1的对应工况相同，而用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统主要是实现显热能量回收的水或水溶液循环系统。显热能量回收循环系统中，在循环泵Ⅱ41的驱动下，水或水溶液将在第二能量回收新风换热器213和表面式换热器102之间循环流动，实现显热能量回收循环。显热能量回收循环中，主要是显热热能首先经表面式换热器102由排风传递给循环中的水或水溶液，再经第二能量回收新风换热器213由循环中的水或水溶液传递给新风。因此，排风得到预冷，新风得到再加热。因为显热能量回收循环中排风和新风的质流量近似相等，而且基本都是显热交换，所以他们的流动热容量也就近似匹配，有利于优化显热能量回收的效率。同时，显热能量回收循环中，排风的湿度几乎不变。当室外空气温度较低时，经过显热能量回收后，排风的温度和湿度仍然比室外空气的温度和湿度高，还具有全热能量回收的潜力。因此，排风流入填料床热质交换器107之后还可以通过全热能量回收循环系统中水或水溶液的循环过程将剩余的全热能量传递给新风，其工作原理与特征与实施例1的对应工况相同。因为显热能量回收和全热能量回收两个阶段中排风和新风的热容量始终匹配，优化了整个能量回收过程的效率。在本工作模式下，新风补充除湿换热器205不需要提供任何加热量或制冷量。

供热季节，喷雾系统工作原理及特征、补水供给和冷凝水回收过程及其工作特征与实施例1的对应工况基本相同，但不排除表面式换热器102内也会有冷凝水的产生。如果表面式的排风换热器102内有冷凝水，则直接汇集到排风系统水池而获得回收利用。

干热气候条件下可以采取两种不同的调节方式，分别对应不同的新风流动路线和水或水溶液循环系统模式切换方式。一种调节方式可以适应免费供冷低温送风的要求，另一种调节方式可以适应免费供冷扩大新风量的要求。

在干热气候条件第一种调节方式下，排风和新风的流通路线与供冷季节完全相同。

在干热气候条件第一种调节方式下，用于能量回收和免费供冷循环的水或水溶液循环系统工作原理和特征如下。水或水溶液循环系统模式切换控制阀组中，控制阀Ⅰ81开启，控制阀Ⅱ32关闭，三通控制节点Ⅰ42和三通控制节点Ⅱ43的第三个端口均选择与第二个端口相连通。此时，显热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅱ41停止工作，两个水或水溶液循环系统合并为一个循环系统。在全热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅰ31的驱动下，排出的循环水或水溶液首先流过第一跨回路连接管道80，接着将分两股并行流动，一股将顺序流过表面式换热器102和第二跨回路连接管道82，另一股将顺序流过三通控制节点Ⅰ42、第二能量回收新风换热器213、三通控制节点Ⅱ43和第一能量回收新风换热器204。然后，两股液流在液体分布器108之前汇合形成一股液流，最后依次流过液体分布器108、填料床热质交换器107和排风系统水池105直至流回全热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅰ31而形成一个完整的免费供冷循环。水或水溶液流过填料床热质交换器107时与排风接触，因蒸发冷却作用而降温。然后流经表面式换热器102时，被冷却了的水或水溶液又反过来冷却流过的排风，使排风进入填料床热质交换器107之前获得预冷，从而可以在填料床热质交换器107内产生更好的蒸发冷却效果，使从填料床排出的水或水溶液的温度更低。经循环，低温的水或水溶液将顺序流过第二能量回收新风换热器213和第一能量回收新风换热器204，并通过这两个换热器对新风进行冷却，从而产生更好的新风冷却效果。此时，新风补充除湿换热器205不提供任何冷量。被冷却后的新风将通过第一新风送风口214作为空调送风（SA）送出。送风（SA）在吸收室内余热余湿后达到室内空气状态。室内空气又可通过循环回到新风空调机组的排风系统产生蒸发冷却效果。也就是说，排风的蒸发冷却能力最初还是来自于室外空气。因此，这是一个免费供冷的过程。由于第二能量回收新风换热器213和第一能量回收新风换热器204串联在一起，而且水或水溶液与新风形成逆流，因此可是实现对新风的高效冷却，适应免费供冷低温送风的要求。

在干热气候条件第二种调节方式下，排风的流通路线与供冷季节完全相同，新风的控制方式及流通路线如下。新风系统中，新风再循环控制阀210和第一新风送风口214的控制阀关闭，新风系统内部旁通风阀215和第二新风送风口212的控制阀开启。在风扇Ⅰ203的驱动下，新风（FA）先经新风入口201吸入，然后流过喷雾器202和风扇Ⅰ203直至新风系统内部分岔口。之后，新风气流将分为两股：一股将依次流过第一能量回收新风换热器204、新风补充除湿换热器205和新风系统内部连接风道211，另一股将依次流过新风系统内部旁通风道216和第二能量回收新风换热器213。最后，两股气流又重新汇合并流过第二新风送风口212而作为空调送风（SA）送出。

在干热气候条件第二种调节方式下，用于能量回收和免费供冷循环的水或水溶液循环系统工作原理和特征如下。水或水溶液循环系统模式切换控制阀组中，控制阀Ⅰ81和控制阀Ⅱ32均开启，三通控制节点Ⅰ42和三通控制节点Ⅱ43的第三个端口均选择与第一个端口相连通。此时，显热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅱ41停止工作，两个水或水溶液循环系统合并为一个循环系统。在全热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅰ31的驱动下，排出的循环水或水溶液将分三路并行流过第一能量回收新风换热器204、表面式换热器102和第二能量回收新风换热器213。具体地说就是，从全热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅰ31排出的循环水或水溶液将首先分成两股液流：一股将流过第一能量回收新风换热器204，另一股将流过第一跨回路连接管道80。接着，第二股液流将再分成两股支流：一股流过表面式换热器102，另一股将流过第二能量回收新风换热器213。然后，这两股支流在第二条跨回路连接管道82之前汇合并流过管道。再接下来，从第二跨回路连接管道82流出的混合液体与从第一能量回收新风换热器204流出的液体汇合形成一股液流，最后依次流过液体分布器108、填料床热质交换器107和排风系统水池105直至流回全热能量回收与免费供冷循环系统循环泵Ⅰ31而形成一个完整的免费供冷循环。水或水溶液流过填料床热质交换器107时与排风接触，因蒸发冷却作用而降温。然后流经表面式换热器102时，被冷却了的水或水溶液又反过来冷却流过的排风，使排风进入填料床热质交换器107之前获得预冷，从而可以在填料床热质交换器107内产生更好的蒸发冷却效果，使从填料床排出的水或水溶液的温度更低。经循环，低温的水或水溶液流向第一能量回收新风换热器204和第二能量回收新风换热器213，并通过这两个换热器对新风进行冷却，从而产生更好的新风冷却效果。新风补充除湿换热器205可以提供补充的冷量用以对流过的新风进行补充除湿。如果进入新风空调机组的新风足够的干燥，新风补充除湿换热器205可以不需要提供任何冷量。被冷却后的新风将通过第二新风送风口212作为空调送风（SA）送出。送风（SA）在吸收室内余热余湿后达到室内空气状态。室内空气又可通过循环回到新风空调机组的排风系统产生蒸发冷却效果。也就是说，排风的蒸发冷却能力最初还是来自于室外空气。因此，这是一个免费供冷的过程。这种工作模式不仅利用了免费供冷，而且因为新风并行流过第一能量回收新风换热器204和第二能量回收新风换热器213，流动阻力低，有利于提高新风量，使得新风空调机组有可能利用有利的气候条件引入超过最小新风量的新风来改善室内空气品质，同时还可能减少整个空调系统的能耗。 

在干热气候条件下，补水供给过程与供冷季节的相同，而冷凝水或未蒸发的喷雾水或水溶液回收状况如下。如果室外空气足够干燥，也不需要新风补充除湿换热器205提供冷量实现新风的补充除湿，则没有冷凝水的回收，甚至还需要通过喷雾系统向新风中提供喷雾水或水溶液，以实现新风的加湿。反之，在所有新风换热器内都有可能产生冷凝水。冷凝水或未蒸发的喷雾水或水溶液均可以汇集到新风系统水或水溶液池而获得回收利用，其原理与供冷季节或供热季节相同。

实施例4

参照图4，本实施例与实施例3的区别在于：所述新风系统和排风系统之间设有新风-排风旁通风道70，所述新风-排风旁通风道70内设有新风-排风旁通风阀71；新风-排风旁通风道70的入口208位于新风补充除湿换热器205出风口的风道上，新风-排风旁通风道的出口106位于填料床热质交换器107的进风口的风道上。

在干热气候条件下，通过开启新风-排风旁通风阀71可以让一部分被冷却后的新风从新风系统直接进入排风系统，并与来自室内空气（RA）的排风混合，从而使填料床热质交换器107内的蒸发冷却效果更好，从填料床热质交换器107流出的水或水溶液的温度更低。经循环流动，这样的低温水或水溶液流入能量回收新风换热器后可以对新风产生更好的冷却效果。本实施例中通过能量回收与免费供冷循环对新风进行冷却的工作原理与实施例3相同。

实施例4的新风空调机组在其他工况下的工作原理与特征均与实施例3的对应工况相同。

Claims (9)

1.一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，包括新风系统和排风系统，所述新风系统包括外壳Ⅰ、风扇Ⅰ、第一能量回收新风换热器、新风系统水池，所述外壳Ⅰ上设有新风入口和新风送风口，所述外壳Ⅰ的下端与新风系统水池相连，所述风扇Ⅰ、第一能量回收新风换热器沿新风流动路线安装于外壳Ⅰ内，所述排风系统包括外壳Ⅱ、风扇Ⅱ、液体分布器、填料床热质交换器、排风系统水池，所述外壳Ⅱ上设有排风入口和排风出口，所述外壳Ⅱ的下端与排风系统水池相连，所述填料床热质交换器安装在外壳Ⅱ内，并位于液体分布器的下方，所述排风系统水池上设有排水阀，其特征在于：所述新风系统和排风系统之间设有循环泵，所述循环泵的进口通过管路与排风系统水池相连，所述循环泵的出口通过管路与第一能量回收新风换热器的进口相连，所述第一能量回收新风换热器的出口通过管路与液体分布器相连，构成用于全热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统；所述新风系统内设有用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统。

2.根据权利要求1所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风系统内设有第二能量回收新风换热器，外壳Ⅰ内设有新风系统内部连接风道，所述新风系统内部连接风道的入口通向第一能量回收新风换热器的出口，所述新风系统内部连接风道的出口与第二能量回收新风换热器的一端直接连通，所述第二能量回收新风换热器的另一端与新风送风口直接连通；所述排风系统内设有表面式换热器，所述表面式换热器位于填料床热质交换器之前；所述新风系统与排风系统之间设有循环泵Ⅱ，所述循环泵Ⅱ、表面式换热器、第二能量回收新风换热器通过管路相连构成用于显热能量回收与免费供冷循环的水或水溶液循环系统。

3.根据权利要求2所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风系统与排风系统之间还设有第一跨回路连接管道、第二跨回路连接管道；所述第一跨回路连接管道的入口端连接在循环泵Ⅰ的出口管道上，连接点为一分流节点，出口端连接在排风系统表面式换热器的入口和第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为另一分流节点，所述第一跨回路连接管道上设有控制阀Ⅰ；所述第二跨回路连接管道的入口端连接在排风系统表面式换热器的出口和第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为一汇流节点，出口端连接在液体分布器和第一能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上，连接点为另一汇流节点；所述第二跨回路连接管道的入口端汇流节点与第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅰ，该三通控制节点Ⅰ的第一个端口通向第二跨回路连接管道的入口端汇流节点，第二个端口与第一跨回路连接管道的出口端分流节点相连通，第三个端口通向第二能量回收新风换热器；所述第一跨回路连接管道的出口端分流节点至第二能量回收新风换热器之间的循环回路连接管道上设有三通控制节点Ⅱ，该三通控制节点Ⅱ的第一个端口通向第一跨回路连接管道的出口端分流节点，第二个端口与第一能量回收新风换热器的入口端相连通，第三个端口与第二能量回收新风换热器相连通；所述第一跨回路连接管道的入口端分流节点至第一能量回收新风换热器和三通控制节点Ⅱ的公共连通管道上设有控制阀Ⅱ。

4.根据权利要求3所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风送风口为两个，即第一新风送风口、第二新风送风口，所述新风送风口均为带控制阀的新风送风口，外壳Ⅰ内设有新风系统内部旁通风道和新风系统内部旁通风阀，所述新风系统内部连接风道的出口与第二新风送风口直接连通，所述新风系统内部旁通风道的出口与第一新风送风口直接连通，所述新风系统内部旁通风道的入口与第一能量回收新风换热器的入口管道相连通。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述用于新风加湿的水或水溶液喷雾系统包括喷雾器、三通阀、输送泵、蓄压缓冲罐，所述三通阀的第一进口通过管路与排风系统水池相连，所述三通阀的第二进口通过管路与新风系统水池相连，所述三通阀的出口通过管路与输送泵的进口相连，所述输送泵的出口通过管路与喷雾器相连，所述蓄压缓冲罐安装于输送泵与喷雾器相连的管路上。

6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述外壳Ⅰ内设有新风再循环通道，所述新风再循环通道内设有新风再循环控制阀，且新风再循环通道的出口连通于新风入口和喷雾系统之间的风道，新风再循环通道的入口连通于第一能量回收新风换热器之后的风道。

7.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风系统内还设有新风补充除湿换热器，所述新风补充除湿换热器安装于第一能量回收新风换热器的下游。

8.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风系统和排风系统之间还设有水或水溶液回收管路，并在新风系统水池上设有补水阀，所述水或水溶液回收管路包括疏水阀、回水泵，所述疏水阀的入口通过管路与新风系统水池相连，疏水阀的出口通过管路与回水泵的入口相连，回水泵的出口通过管路与排风系统水池相连。

9.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，其特征在于：所述新风系统和排风系统之间设有新风-排风旁通风道，并在该旁通风道内设有新风-排风旁通风阀，所述新风-排风旁通风道的入口位于新风系统第一能量回收新风换热器之后的风道上，所述新风-排风旁通风道的出口位于排风系统填料床热质交换器之前的风道上。

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