CN105485801B - 一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调 - Google Patents

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Abstract

一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，属能源利用技术和空气调节领域。由新风机、排风机、二个空气‑空气全热交换器、表面式换热器和多个风阀组成。夏季先利用第一空气‑空气全热交换器对室外高温高湿新风与室内低温低湿排风进行全热交换后，再利用低温冷水的表面式换热器及第二空气‑空气全热交换器对新风进行二级露点除湿及升温除湿，第二空气‑空气全热交换器对新风的不同处理阶段进行凝结水析出的低露点全热交换及升温除湿；冬季通过风阀转换,新风通过第一空气‑空气全热交换器对室内高温高湿排风进行全热交换，回收室内排风能量后，再利用热水的表面式换热器对新风进行二次加热。

Description

一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调
技术领域
本发明涉及一种热回收型除湿新风空调，特别是一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调。
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。一方面,排风直接排出室外，冷量白白浪费。但另一方面，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，新风量的增加使得新风处理能耗大大增加,新风能耗约占空调能耗30%。这种空调方式存在以下几个方面的弊端：一、出风温度低于房间露点温度,送风口容易出现结露现象,及气流组织设计不好时会引起人体的不舒适感; 二、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；三、室内末端大量冷凝水的存在，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。
此排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，其基本功能为：高温潮湿新风与低温低湿室内排风经过第一个空气-空气全热交换器进行全热交换，对新风进行预降温除湿,减小了下一级换热器的负荷; 然后，新风与经过表面式换热器处理后的低温新风通过第二个空气-空气全热交换器的进一步降温除湿,进一步减小了表面式换热器的负荷;同时, 经过表面式换热器处理后的低温新风通过第二个空气-空气全热交换器换热升温后,温度适当升高,相对湿度进一步降低,由新风机送入室内，因而不存在出风温度过低结露的危险，而且表面式换热器处理新风的负荷大大降低。新风空调还同时承担去除室内CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。
本系统先通过新排风进行全热交换，再利用新风的能量对低温低湿新风进行再热的同时也对新风进行了进一步预冷除湿，大大减小了新风处理能耗，提高能效比，使低品味热源得以利用，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、能耗低的排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，由新风机、排风机、空气-空气全热交换器、表面式换热器和多个风阀组成。
所述的一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，其特征是所述第一空气-空气全热交换器（1）及第二空气-空气全热交换器（2）均为板式或转轮结构，材料为清水膜铝箔或其他高分子材料；第一空气-空气全热交换器（1）的A面与新风进口处于同一空间，与排风机（5）有一隔板隔开，第一空气-空气全热交换器（1）的C面与排风进口处于同一空间, 与新风机（4）有一隔板隔开，二个空间彼此间由隔板隔开; 第一空气-空气全热交换器（1）的D面与排风机（5）相通, 二者处于同一空间；第一空气-空气全热交换器（1）的B面与第二空气-空气全热交换器（2）的E面相通,处于同一个空间内，且与新风机（4）、排风机（5）及排风进风通道均有一隔板隔开;经过第一空气-空气全热交换器（1）A-B通道的新风与经过第一空气-空气全热交换器（1）C-D通道的排风进行全热交换后经过第二空气-空气全热交换器(2)E-F通道; 经过第二空气-空气全热交换器（2）E-F通道的气流与经过第二空气-空气全热交换器（2）G-H通道的气流进行全热交换，新风机（4）与第二空气-空气全热交换器（2）H面处于同一空间。表面式换热器（3）的进风面与第二空气-空气全热交换器(2)F面处于同一空间, 且与新风机（4）有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（10）；表面式换热器（3）的出风面与第二空气-空气全热交换器(2)G面处于同一空间,且与B-E空间有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（6），同时也与排风机（5）有一隔板隔开；经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风与通过第一空气-空气全热交换器（1）全热交换后的亚高温新风通过第二空气-空气全热交换器（2）进行全热交换，升温除湿后由新风机（4）送入室内。第二空气-空气全热交换器（2）的上部还有一个G-H方向空气通道，E-F方向气流不通过此空气通道；通道上装有电动风阀(8)；第二空气-空气全热交换器(2)E面及H面分别装有电动风阀（7）及电动风阀（9），经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风一部分顺序通过第二空气-空气全热交换器（2）的G-H通道及电动风阀（9），另一部分通过装有电动风阀（8）的空气通道，两部分空气混合后由新风机（4）送入室内；电动风阀（8）起着调节两部分空气比例，进而调节出风温度的作用。
当夏季室外空气为高温潮湿空气时，电动风阀（7）及电动风阀（9）开启，电动风阀（6）与电动风阀（10）关闭；室外新风依次经过第一空气-空气全热交换器A-B通道、电动风阀（7）及第二空气-空气全热交换器E-F通道、在经过表面式换热器(或直膨式蒸发器）后分为两股空气，一部分空气顺序经过第二空气-空气全热交换器G-H通道及电动风阀（9），另一部分空气直接经过第二空气-空气全热交换器的上部通道及电动风阀（8），然后两部分空气混合后由新风机送出；室外高温潮湿新风与室内低温低湿排风先通过第一空气-空气全热交换器进行全热交换预处理，经过预处理后新风与表面式换热器降温除湿后的新风在第二空气-空气全热交换器进行全热交换；由于表面式换热器处理后的新风温度低于预处理新风露点温度，预处理后新风经过第二空气-空气全热交换器时会有冷凝水析出；同时，经过表面式换热器降温除湿后的新风，一部分经过第二空气-空气全热交换器后温度升高，相对湿度进一步降低，与另一部分没有经过第二空气-空气全热交换器的低温新风比例混合，调节出风温度。表面式换热器的目的是通过冷冻水或冷媒蒸发达到低露点温度，除去高温潮湿的室外新风中的水分；第一空气-空气全热交换器的目的是对室内低温低湿排风进行热回收，第二空气-空气全热交换器的目的是先对新风进行预降温除湿，以降低表面式换热器的负荷，同时对经过表面式换热器降温除湿后的新风升温使其相对湿度进一步降低。
当冬季室外空气温湿度过低时，电动风阀（7）、电动风阀（8）及电动风阀（9）关闭，电动风阀（6）与电动风阀（10）开启。室外新风依次经过第一空气-空气全热交换器A-B通道、电动风阀（6）、热水表面式换热器(或直膨式冷凝器）、电动风阀（10）、新风机；室外低温新风与室内高温排风通过第一空气-空气全热交换器进行全热交换，新风预热；然后预热新风通过热水表面式换热器，对新风进行进一步加热，通过新风机送入室内；也可以在表面式换热器出口加上加湿装置对新风进行加湿。
本发明利用新风的能量对低温低湿新风进行再热的同时也对新风进行了预冷，既达到了所需低含湿量及适当出风温度的新风，同时减小了新风处理能耗，提高能效比，使低品味热源得以利用，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为本发明一实施例夏季工作原理示意图。
图2为本发明一实施例冬季工作原理示意图。
图3为图1的W-W剖面图。
图中（1）为第一空气-空气全热交换器，（2）为第二空气-空气全热交换器，（3）为表面式换热器，（4）为新风机，（5）为排风机，（6）、（7）、(8) 、(9) 、(10)均为电动风阀。
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、图3，本排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，由新风机（4）、排风机（5）、二个空气-空气全热交换器、表面式换热器（3）和多个风阀组成。第一空气-空气全热交换器（1）及第二空气-空气全热交换器（2）均为板式或转轮结构，材料为清水膜铝箔或其他高分子材料；第一空气-空气全热交换器（1）的A面与新风进口处于同一空间，与排风机（5）有一隔板隔开，第一空气-空气全热交换器（1）的C面与排风进口处于同一空间, 与新风机（4）有一隔板隔开，二个空间彼此由隔板隔开; 第一空气-空气全热交换器（1）的D面与排风机（5）相通, 二者处于同一空间；第一空气-空气全热交换器（1）的B面与第二空气-空气全热交换器（2）的E面相通,处于同一个空间内，且与新风机（4）、排风机（5）及排风进风通道均由隔板隔开;经过第一空气-空气全热交换器（1）A-B通道的新风与经过第一空气-空气全热交换器（1）C-D通道的排风进行全热交换后经过第二空气-空气全热交换器(2)E-F通道; 经过第二空气-空气全热交换器（2）E-F通道的气流与经过第二空气-空气全热交换器（2）G-H通道的气流进行全热交换，新风机（4）与第二空气-空气全热交换器（2）H面处于同一空间。表面式换热器（3）的进风面与第二空气-空气全热交换器(2)F面处于同一空间, 且与新风机（4）有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（10）；表面式换热器（3）的出风面与第二空气-空气全热交换器(2)G面处于同一空间,且与二个空气-空气全热交换器之间的B-E空间有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（6），同时也与排风机（5）有一隔板隔开；经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风与通过第一空气-空气全热交换器（1）全热交换后的亚高温新风通过第二空气-空气全热交换器（2）进行全热交换，升温除湿后由新风机（4）送入室内。第二空气-空气全热交换器（2）的上部还有一个G-H方向空气通道，E-F方向气流不通过此空气通道，通道上装有电动风阀(8)；第二空气-空气全热交换器(2)E面及H面分别装有电动风阀（7）及电动风阀（9），经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风一部分依次通过第二空气-空气全热交换器（2）的G-H通道及电动风阀（9），另一部分通过装有电动风阀（8）的空气通道，两部分空气混合后由新风机（4）送入室内；电动风阀（8）起着调节两部分空气比例，进而调节出风温度的作用。
其工作原理是：
一、夏季运行
参见图1、图3，当室外空气为高温潮湿空气时，电动风阀（7）及电动风阀（9）开启，电动风阀（6）与电动风阀（10）关闭；室外新风依次经过第一空气-空气全热交换器（1）A-B通道、电动风阀（7）及第二空气-空气全热交换器（2）E-F通道、通过表面式换热器（3）后分为两股空气，一部分空气依次经过第二空气-空气全热交换器（2）G-H通道及电动风阀（9），另一部分空气依次直接经过第二空气-空气全热交换器（2）的上部通道及电动风阀（8），然后两部分空气混合后由新风机（4）送出；室外高温潮湿新风与室内低温低湿排风先通过第一空气-空气全热交换器（1）进行全热交换预处理降温，经过预处理后新风与表面式换热器（3）降温除湿后的新风在第二空气-空气全热交换器（2）进行全热交换；由于表面式换热器（3）处理后的新风温度低于预处理后新风露点温度，预处理后新风经过第二空气-空气全热交换器（2）时会有冷凝水析出；同时，经过表面式换热器（3）降温除湿后的新风，一部分经过第二空气-空气全热交换器（2）后温度升高，相对湿度进一步降低，与另一部分没有经过第二空气-空气全热交换器（2）的低温新风比例混合，调节出风温度。表面式换热器（3）的目的是通过冷冻水或冷媒蒸发达到低露点温度，除去高温潮湿的室外新风中的水分；第一空气-空气全热交换器（1）的目的是对室内低温低湿排风全热回收，进行预降温处理，第二空气-空气全热交换器（2）的目的是先对新风进一步预降温除湿，以降低表面式换热器（3）的负荷，同时对经过表面式换热器（3）降温除湿后的低温新风升温同时使其相对湿度进一步降低。
二、冬季运行
参见图2，当室外空气温湿度过低时，电动风阀（7）、电动风阀（8）及电动风阀（9）关闭，电动风阀（6）与电动风阀（10）开启。室外新风依次经过第一空气-空气全热交换器（1）A-B通道、电动风阀（6）、热水表面式换热器（3）(或直膨式冷凝器）、电动风阀（10）、新风机（4）；室外低温新风与室内高温排风通过第一空气-空气全热交换器（1）进行全热交换，新风预热，然后预热新风通过热水表面式换热器（3），对新风进行进一步加热，通过新风机（4）送入室内；也可以在热水表面式换热器（3）出口加上加湿装置对新风进行加湿；排风由排风机（5）排出室外。

Claims (2)

1.一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，包括新风机（4）、排风机（5）、第一空气-空气全热交换器(1) 、第二空气-空气全热交换器(2)、表面式换热器（3）和多个风阀;第一空气-空气全热交换器(1)及第二空气-空气全热交换器(2)均为板式或转轮结构，材料为清水膜铝箔或其他高分子材料；第一空气-空气全热交换器(1)的A面与新风进口处于同一空间，与排风机（5）有一隔板隔开，第一空气-空气全热交换器(1)的C面与排风进口处于同一空间, 与新风机（4）有一隔板隔开，二个空间彼此间由隔板隔开; 第一空气-空气全热交换器(1)的D面与排风机(5)相通, 二者处于同一空间；第一空气-空气全热交换器(1)的B面与第二空气-空气全热交换器(2)的E面相通,处于同一个空间内，且与新风机（4）、排风机（5）及排风进风通道均有一隔板隔开;经过第一空气-空气全热交换器(1)A-B通道的新风与经过第一空气-空气全热交换器(1)C-D通道的排风进行全热交换后，排风由排风机（5）排出室外，新风再经过第二空气-空气全热交换器(2)E-F通道; 经过第二空气-空气全热交换器(2)E-F通道的气流与经过第二空气-空气全热交换器(2)G-H通道的气流进行全热交换，新风机（4）与第二空气-空气全热交换器(2)H面处于同一空间。
2.根据权利要求1所述的一种排风热回收型自预冷节能低湿新风空调，其特征是所述表面式换热器（3）的进风面与第二空气-空气全热交换器(2)F面处于同一空间, 且与新风机（4）有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（10）；表面式换热器（3）的出风面与第二空气-空气全热交换器(2)G面处于同一空间,且与二个空气-空气全热交换器之间的B-E空间有一隔板隔开，隔板上装有电动风阀（6），同时也与排风机（5）有一隔板隔开；经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风与通过第一空气-空气全热交换器（1）全热交换后的亚高温新风在第二空气-空气全热交换器（2）进行全热交换，升温除湿后由新风机（4）送入室内;第二空气-空气全热交换器（2）的上部还有一个G-H方向空气通道，E-F方向气流不通过此空气通道；通道上装有电动风阀(8)；第二空气-空气全热交换器(2)E面及H面分别装有电动风阀（7）及电动风阀（9），经表面式换热器（3）处理后的低温低湿新风一部分顺序通过第二空气-空气全热交换器（2）的G-H通道及电动风阀（9），另一部分通过装有电动风阀（8）的空气通道，两部分空气混合后由新风机（4）送入室内；电动风阀（8）起着调节两部分空气比例，进而调节出风温度的作用。
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