CN105402834A - 一种全品质空气调节处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全品质空气调节处理系统，包括：冷媒循环管路，包括依次连接的生活水加热管路部分、换热管路部分和空调末端冷/热水管路部分；新风通道，包括室内污风入口、室外新风入口和室内新风出口，所述入口与出口之间包括依次设置的过滤器、热交换器、加湿段、除湿段和动力段；所述除湿段与所述冷媒循环管路连接。由上，可以利用冷媒循环管路的剩余热量对新风通道流通的空气进行除湿处理或加湿处理，即同时实现生活热水、空调末端二级冷媒冷/热处理、新风引入与净化等对空气全品质的调节和处理功能。

Description

一种全品质空气调节处理系统
技术领域
本发明涉及一种全品质空气调节处理系统。
背景技术
随着经济发展和生活水平的提高，空调设备在工业与民用建筑中的应用越来越普遍。如何实现绿色、环保、高效的综合空调设备是目前研究的热点。
例如，现在很多需要机组在制冷或制热的同时，需要另外使用热水的场合。现代住宅建筑一般气流密闭，且由于阳光辐射、电脑、照明以及其他设备的使用，导致屋内空气变得污浊，室内需要新鲜的空气。在夏季，由于室外环境的湿度很大，导致进入室内的新鲜空气的湿度也很大，室内人员感觉很不舒服，需要既要对进入室内空气进行降温调节又要进行除湿调节，同时还有使用热水的需求。北方冬季，由于取暖导致室内空气干燥，需要对进入室内的空气进行加湿调节，而南方冬季，室内温度低湿度大，需对进入室内的空气进行除湿调节，在使用中也会有同时使用热水的需求。因此，如何实现对空气的温度、湿度、洁净度和新鲜度的全方位进行调节和处理系统的多功能化和环保化，是本申请设计的要点。
发明内容
本申请提供一种全品质空气调节处理系统，包括：
冷媒循环管路，包括依次连接的生活水加热管路部分、换热管路部分和空调末端冷/热水管路部分；
新风通道，包括室内污风入口、室外新风入口和室内新风出口，所述入口与出口之间包括依次设置的过滤器、热交换器、加湿段、除湿段和动力段；
所述除湿段与所述冷媒循环管路连接。
由上，可以利用冷媒循环管路的剩余热量对新风通道进行除湿加热，即同时实现热水、空调末端冷水、热水调节、新风、以及新风加热、除湿等各个功能。
可选的，所述生活水加热管路部分包括依次连接的：
压缩机、第一换热器和生活水箱；
第一换热器，其冷媒入口与所述压缩机的冷媒出口连接，其冷媒出口连接一四通阀的d端，所述第一换热器与所述生活水箱通过第一换热管路连接，冷媒在第一换热器中对第一换热管路中进行换热，从而通过第一换热管路向生活水箱提供热量。
由上，可以实现对用生活水箱使用水的加热。
可选的，所述生活水箱的出水口还设有饮用水过滤装置。
由上，可以实现生活水箱所出的水达到直接饮用标准。
可选的，所述冷媒循环管路中还包括气液分离罐，其入口连接于所述四通阀的b端，出口与所述压缩机连接。
由上，所述气液分离罐用于保护压缩机，以防止其被液击，使冷剂循环管路中回流至压缩机的冷媒经过储液罐缓冲后，再流至压缩机。
可选的，所述冷媒循环管路中还包括压缩机辅助加热器，与所述压缩机连接。
由上，压缩机辅助加热器用于在冬季制热时，对进入第一换热器的冷媒提前预热，提高第一换热器的效率。
可选的，换热管路部分包括：
冷凝器，其冷媒入口通过所述四通阀的a端与所述第一换热器冷媒出口连接；
风扇，背向所述冷凝器设置。
可选的，所述空调末端冷/热水管路部分包括依次连接的第二换热器和空调末端；
第二换热器其冷媒入口与所述冷凝器的冷媒出口连接，第二换热器与所述空调末端通过第二换热管路连接，冷媒在第二换热器中对第二换热管路中进行换热，从而通过第二换热管路向空调末端提供冷量；
所述第二换热器其冷媒出口通过一节流阀连接所述除湿段的冷媒入口；
所述除湿段的冷媒出口连接所述四通阀的b端。
由上，可以实现水冷式空调末端的冷/热水供应，以及将多于热量传输至除湿段，实现多于热量的二次利用。
可选的，所述过滤器包括依照风向方向设置于所述热交换器前的一级过滤器，以及设置于所述热交换器后的二级过滤器。
可选的，所述一级过滤器包括折叠形式高强度硬纸板，以及设置于硬纸板间的过滤材料；
所述过滤材料至少包括以下之一：无纺布、塑料网和金属丝网。
可选的，所述二级过滤器内包括由沸石层、活性炭层、细砂层、静电吸附过滤层、光氢离子净化层、HEPA过滤层及负离子生成层组成的过滤腔。
由上，可以实现对于新风的过滤净化处理，使得进入室内的新风或混合风的PM2.5净化去除率达到优级。
附图说明
图1为全品质空气调节处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1详细说明本发明提供的全品质空气调节处理系统。包括相互连接的：空气调节处理系统内机，空气调节处理系统外机和外接配套设备。
空气调节处理系统内机包括壳体100，壳体100内包括设置于室内的室内污风入口115和设置于室外的室外新风入口114。所述壳体100为双层结构，其外层为彩钢板，其内层为镀锌钢板或不锈钢板，两层中间填充保温材料。进一步的，所述保温材料为阻燃搞密度聚氨酯发泡。
所述室内污风入口115通过污风进风通道与热交换器108的一热交换通道连接。所述污风进风通道内还依次设置有第一调节阀117和第一一级过滤器118。
所述室外新风入口114通过新风进风通道与所述热交换器108的另一热交换通道连接。所述新风进风通道内还依次设置有第二调节阀116、防冻预电加热段107和第二一级过滤器109。
本实施例中，设置防冻预电加热段107的目的在于：可以提高热交换器108的加热效率。由于在严寒季节，热交换过程中容易在热交换器108上结霜，设置防冻预电加热段207可以起到更好的加热效果，提高加热效率。
本实施例中，所述第一、第二一级过滤器是将过滤材料装入折叠形式高强度硬纸板的摺与摺之间，由此可以增大迎风面积，使所流入空气中的尘埃粒子被过滤材料有效阻挡在摺与摺之间。所述滤料材质包括无纺布、塑料网或金属丝网。
热交换器108的上、下两端分别通过第一旁通风阀101和第二旁通风阀102与壳体100的上下层连接。
热交换器108包括两路输出，包括室内新风输出通道和室外污风输出通道。室内新风输出通道所排出的新风最终流入室内新风入口，室外污风输出通道所排出的风最终排向室外。在所述室内新风输出通道和室外污风输出通道的末端，分别设置有第一动力段103和第二动力段104，以向各自风道提供气流循环动力。
其中，在所述室内新风输出通道中依次设置有二级过滤器110、加湿段105和除湿段106，最终向室内新风入口111提供室内新风。
所述二级过滤器110包括由平行排布的沸石层、活性炭层、细砂层、静电吸附过滤层、光氢离子净化层、HEPA过滤层及负离子生成层组成的过滤腔。所述HEPA过滤层(HEPA，HighefficiencyparticulateairFilter)由非常细小的有机纤维交织而成，对微粒的捕捉能力较强，孔径微小，吸附容量大，净化效率高，并具备吸水性，针对0.3微米的粒子净化率为99.97％。
所述加湿段105包含有利用纯净水进行湿膜加湿方式、超声波震荡加湿方式或电极式加湿方式进行的增加湿度的调节。
所述除湿段106存在于整个系统的冷媒循环管路中，冷媒循环管路中包括压缩机308、第一换热器306、四通换向阀305、第二换热器303、二次节流装置315、冷凝器202和电子膨胀阀301等核心部件组成。如图所示，其中，在压缩机308、除湿段106和冷凝器202组成的循环管路中所循环物质为冷媒。在第一换热器306以及第二换热器303中循环物质为水与防冻液的混合物。冷媒分别在第一换热器306以及第二换热器303中实现与所述混合物的换热。
加湿段105、除湿段106作为新风通道的一部分，通过冷媒二次节流调节，降低蒸发温度，为通过其的空气进行除湿处理或加湿处理，从而实现一套冷媒循环管路同时降水温和空气除湿两个功能，或者同时升水温和空气除湿两个功能，又或者同时升水温和空气加湿两个功能。
按功能划分，冷媒循环管路包括生活水加热管路部分、空调末端冷/热水管路部分和换热管路部分。
生活水加热管路部分包括：压缩机308和第一换热器306，所述第一换热器306的冷媒入口与所述压缩机308出口连接；还包括与所述第一换热器306进行热交换连接的生活水箱311。
所述生活水箱311包括一进出水管路和第一换热管路，第一换热管路中即为水与防冻液混合物，第一换热管路连接生活水箱311和第一换热器306。冷媒在第一换热器306中实现对于水与防冻液混合物的加热，加热后的水与防冻液混合物在生活水箱中对进出水管路中的水进行热传导，从而实现加热。在所述换热管路中设有第一水泵310。在所述第一换热器306和生活水箱311之间，还包括一补水口302，用于第一换热管路中水及防冻液的补充。
所述进出水管路包括一自来水输入口312和一热水输出口313。进一步的。
较佳的，在生活水箱311的热水输出口313设置有饮用水过滤器，所述饮用水过滤器内部包括五层滤芯，按水流方向依次为：由聚丙烯喷融形成的PP棉、颗粒活性炭、椰壳活性炭棒、RO逆渗透膜、后置活性炭和碱化滤芯。
换热管路部分包括冷凝器202和风扇201，均设置于空气调节处理系统外机中。所述风扇201为侧面进风侧面出风形式，设置于冷凝器202的侧部，背向冷凝器202，从而提高冷凝器202的换热效率。另外，也可以通过改变风扇位置使冷凝器202为三面或四面包围型，即四周侧面进风，顶面出风形式。
所述冷凝器202的冷媒入口通过四通阀305与所述第一换热器306的冷媒出口连接，所述冷凝器202的冷媒出口通过电子膨胀阀301与所述第二换热器303的冷媒入口连接。
具体的，所述冷凝器202的冷媒入口端与所述四通阀305的a端连接；所述冷凝器202的冷媒出口端通过一电子膨胀阀301与所述第二换热器303的冷媒入口端连接。所述四通阀305的d端与第一换热器306的冷媒出口端连接，c端与除湿段106的冷媒出口端连接，b端与一气液分离罐307的进口连接，所述气液分离罐307的出口与压缩机308回气口连接。所述储液罐307用于保护压缩机308，以防止其被液击，使冷剂循环管路中回流至压缩机308的冷媒经过储液罐307缓冲后，再流至压缩机308。
空调末端冷/热水管路部分包括第二换热器303和空调末端314。本实施例中，采用水冷式空调。空调末端314通过第二换热管路与第二换热器303连接，所述第二换热管路中的物质与第一换热管路相同，即为水与防冻液混合物。第二换热器303用于对第二换热管路中混合物进行降温/加热。从而对水冷式空调末端实现热传导。所述第二换热器303的冷媒入口端通过前述电子膨胀阀301与所述冷凝器冷媒出口连接，第二换热器303的冷媒出口端通过二次节流装置315与除湿段106的冷媒输入端口连接。
进一步的，在所述第二换热管路中还设有第二水泵304。所述第二换热器303与所述除湿段106连接，在二者连接的管路中还设置有节流阀315。
另外，还包括一压缩机辅助加热器309，与所述压缩机308连接。压缩机辅助加热器309用于在冬季制热，环境温度很低时，压缩机进行预热，确保压缩机正常工作。
本系统的制冷工作原理为：压缩机308将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒通过第一换热器306，对第一换热管路中水与防冻液混合物进行加热后，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经四通阀305的d端口和a端口转向后，进入冷凝器202散热，冷凝成低温高压的液体。冷凝过程中产生的热量被风扇201排到室外。低温高压的冷凝剂液体通过电子膨胀阀301后成为低温低压的湿蒸汽，经过第二换热器303，在第二换热器303中对第二换热管路中水与防冻液混合物降温，而后经过二次节流装置315，以控制冷媒合理分配到第二换热器303和除湿段106中，让除湿段106处于正常的除湿加热工作状态。而后冷媒经过四通阀的c端口和b端口转向后，经过气液分离器307后进入变频压缩机，由此循环。通过控制变频压缩机308不同的工作频率实现在对室内环境进行制冷降温的同时，又对生活水箱中的水加热至不同温度。制热工作原理与制冷工作相反，不再赘述。
另外，结合空气调节系统内机的新风处理，其工作原理如下：开启第一、第二动力段103、104，依据室内空气中CO2含量开启或关闭第一、第二旁通风阀101、102(空气质量好，则开启通风阀，以加速空气流速；反之关闭旁通阀进行空气净化)。并且依据空气具体情况(例如需加湿、除湿、加热、制冷)等，具体开启或关闭加湿段105、除湿段106等等，以实现对于空气的换新调节处理。根据室外温度与室内温度，判断是否开启热交换器108进行热交换处理，
通过上述系统，内、外机系统将提供空调冷水/采暖热水、生活热水和空气除湿处理相结合，在系统制冷状态下，冷媒通过压缩机308进入第一换热器306中，与水与防的混合物进行换热，进而对外接配套生活水箱的生活用水进行加热处理。冷媒通过室外机冷凝器202及电子膨胀阀301散热降温，进入第二换热器303中与水与防的混合物进行热交换，通过外接配套空调末端管路对室内空气温度进行调节，冷媒再经过节流阀315，以降低蒸发温度，让除湿段106为净化后的空气除湿，最后冷媒通过四通阀305调节阀回到压缩机308。从而实现一套冷媒循环管路同时降水温和空气除湿两个功能，且确保空气露点低于供水温度。
另外，空气调节系统根据室内空气的新鲜度调节室外新风和室内回风的混风比例，经过热交换器108进行能量交换后，经过多级净化，结合室内的湿度要求加湿或除湿处理后送入室内，完成了对空气的湿度、洁净度和新鲜度的调节处理，实现“一风四用”，即：新风、净化、除湿和降温空调。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，总之凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全品质空气调节处理系统，其特征在于，包括：
冷媒循环管路，包括依次连接的生活水加热管路部分、换热管路部分和空调末端冷/热水管路部分；
新风通道，包括室内污风入口、室外新风入口和室内新风出口，所述入口与出口之间包括依次设置的过滤器、热交换器、加湿段、除湿段和动力段；
所述除湿段与所述冷媒循环管路连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生活水加热管路部分包括依次连接的：压缩机(308)、第一换热器(306)和生活水箱(311)；
第一换热器(306)其冷媒入口与所述压缩机(308)的冷媒出口连接，其冷媒出口连接一四通阀(305)的d端，所述第一换热器(306)与所述生活水箱(311)通过第一换热管路连接，冷媒在第一换热器(306)中对第一换热管路中进行换热，从而通过第一换热管路向生活水箱(311)提供热量。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生活水箱(311)的出水口还设有饮用水过滤装置。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷媒循环管路中还包括气液分离罐(307)，其入口连接于所述四通阀(305)的b端，出口与所述压缩机(308)连接。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷媒循环管路中还包括压缩机辅助加热器(309)，与所述压缩机(308)连接。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，换热管路部分包括：
冷凝器(202)，其冷媒入口通过所述四通阀(305)的a端与所述第一换热器(306)冷媒出口连接；
风扇(201)，背向所述冷凝器(202)设置。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空调末端冷/热水管路部分包括依次连接的第二换热器(303)和空调末端(314)；
第二换热器(303)，其冷媒入口与所述冷凝器(202)的冷媒出口连接，第二换热器(303)与所述空调末端(314)通过第二换热管路连接，冷媒在第二换热器(303)中对第二换热管路中进行换热，从而通过第二换热管路向空调末端(314)提供冷量；
所述第二换热器(303)其冷媒出口通过一节流阀(315)连接所述除湿段的冷媒入口；
所述除湿段的冷媒出口连接所述四通阀(305)的c端。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤器包括依照风向方向设置于所述热交换器前的一级过滤器，以及设置于所述热交换器后的二级过滤器。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述一级过滤器包括折叠形式高强度硬纸板，以及设置于硬纸板间的过滤材料；
所述过滤材料至少包括以下之一：无纺布、塑料网和金属丝网。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述二级过滤器内包括由沸石层、活性炭层、细砂层、静电吸附过滤层、光氢离子净化层、HEPA过滤层及负离子生成层组成的过滤腔。
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