CN106322583A - 双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种双级热回收大焓差除湿新风空调，属能源利用技术和空气调节领域。由新风机、排风机、空气‑空气热回收器和大焓差表冷器组成。机组分为新风通道及排风通道，新风通道内的大焓差表冷器对新风进行降温及更彻底的除湿，全热回收器对新风及排风进行全热回收，同时对新风进行预冷；显热回收器是相对高温的排风对经过大焓差表冷器低露点温度的新风进行升温同时降低相对湿度，同时这部分经过降温的排风有助于对新风进行预冷。蓄能冷水系统提供低温冷冻水，对新风进行更彻底除湿。此除湿新风空调可以使处理后新风达到温湿度独立控制系统需要的低含湿量，除了承担新风全部负荷，还承担室内空气的全部潜热负荷及部分显热负荷。

Description

双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种热回收除湿新风空调，特别是双级热回收大焓差除湿新风空调。
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；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普通7/12℃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、直接蒸发式新风空调多采用涡旋及转子式压缩机，压缩机性能系数低；同时为获得较低的蒸发温度，机组的效率也随之降低；二、常规冷水机组为了提供较低的冷冻水温度，同样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，只通过常规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，室内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；五、低温低湿排风浪费了大量的冷量。
此双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，不但解决了上述问题，还利用了峰谷电价及蓄能空调的低温冷冻水（进出水温5/13℃）的特点：1.平衡电网峰谷负荷,提高发电及输电效率;2.制冷主机容量减小,减少空调系统电力增容费;3.实现低温送风,水风输送系统节省投资与能耗;4.新风可以处理到的绝对湿度更低,提高空气品质;5. 利用了峰谷电价差,降低空调运行费用;6.具有应急冷源,可靠性提高；7.适合用于温湿度独立处理系统，室内空气处理部分可以用高温冷冻水（进出水温16/20℃），系统更节能。
通过低温冷冻水的低露点温度，此双级热回收大焓差除湿新风空调不但承担全部新风显热及潜热负荷，还承担了室内空气全部潜热和部分显热负荷；由于机组同时利用二个热回收器分别预冷和升温，对新风预冷的同时还降低了出风的相对湿度，因而不存在出风温度过低结露的危险；机组还同时承担去除室内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，再生过程更需要消耗大量能耗。再一种除湿方式是空气直接与盐溶液接触的溶液空调，经过几年推广，大量问题开始显现：设备造价极高；换热设备效率低下，盐溶液的腐蚀性强,故障率高，极难推广。
本发明采用蓄能技术处理空调新风，低温冷冻水不但增强了除湿效果，还大大降低了微生物滋生，改善了室内空气品质；系统回收室内排风的能量，减小了新风处理能耗；大温差提高了水风输送效率能效比；在提高系统能效比的同时大大降低了项目一次投资。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、运行平稳、低能耗及低运行成本的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，以克服及改进现有技术中的不足之处。
按此目的设计的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，由排风机、新风机、空气-空气热回收器和大焓差表冷器组成。机组分为新风通道及排风通道，图中实线箭头线表示排风处理通道气流方向, 虚线箭头线表示新风处理通道气流方向；新风通道内有一大焓差表冷器；空气-空气热回收器分为显热回收器与全热回收器；排风机位于排风通道出口侧，新风机位于新风通道出口侧；排风有2个入口，分别为装有手动或电动阀风第一排风入口及第二排风入口。
所述的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，其特征是所述新风通道内的大焓差表冷器（5）多为8排管及以上，通过低温冷冻水对新风进行降温及更彻底的除湿，进出水温5/13℃的低温冷冻水由蓄能冷水系统或低温冷水机组提供，进出水温不限于5/13℃，进水温度可以更低，进出水温差更大。
所述的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法, 其特征是所述空气-空气热回收器分为显热回收器与全热回收器；显热回收器是第二排风入口的排风对经过大焓差表冷器低露点温度的新风进行升温而降低相对湿度，同时这部分经过降温的排风与第一排风入口的排风混合后经过全热回收器，与新风进行全热交换后排出室外，对新风进行预冷。
所述大焓差表冷器位于新风通道的全热回收器与显热回收器之间。
所述全热回收器分为显热回收器与全热回收器, 显热回收器有新风通道及排风通道，其排风通道入口与第二排风入口相通，其新风通道出口与新风机吸入口相通，其新风通道入口与大焓差表冷器空气出口相通；全热回收器也有新风通道及排风通道，其新风通道入口与机组新风入口相通，新风通道出口与大焓差表冷器空气入口相通，其排风通道出口与排风机吸入口相通，排风通道入口与显热回收器排风通道出口相通。
当室外新风为高温潮湿空气时，开启新风机及排风机，大焓差表冷器上的电动水阀接通，低温冷冻水开始循环，与新风进行水-风热交换，电动水阀为无级调节，精确控制新风的绝对湿度即含湿量；室内一小部分排风经过第二排风入口风阀进入机组排风通道后，先经过显热回收器排风通道，与经过大焓差表冷器的低温低湿新风进行热交换，低温低湿新风经过热交换后温度升高，在绝对湿度不变的情况下相对湿度降低，升温需要热量由第二排风入口风阀无级调节排风量大小提供，可以精确控制出风温度及相对湿度，最后由新风机送入室内；经过显热回收器热交换后降温的排风与经过第一排风入口风阀进入机组的大部分排风混合，混合后的排风温度与湿度更低，再经过全热回收器的排风通道，与刚刚进入机组的高温潮湿新风进行全热交换，最后由排风机排出室外；高温潮湿新风进入机组后与混合后的排风进行全热交换，对新风起到预冷作用，预冷后新风经过大焓差表冷器，大焓差表冷器对其进行降温与深度除湿。
当室外空气为低温空气时，大焓差表冷器里通入热水，第二排风入口风阀关闭，第一排风入口风阀开启，新排风直接进行全热交换后，排风由排风机排出室外，低温新风经过全热交换器预热后再由大焓差表冷器加热到需要的送风温度，送风温度由电动阀无级调节热水流量进行精确控制，再由新风机送入室内。
本发明利用了峰谷电价的冰蓄冷低温冷冻水及多级热交换来处理空调新风，还可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；系统回收室内排风的能量，减小了新风处理能耗，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为本发明一实施例工作原理示意图。
附图标记说明：
1-新风机 2-排风机 3-显热回收器 4-全热回收器 5大焓差表冷器 6-第一排风入口风阀 7-第二排风入口风阀 8-电动水阀。
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，本双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，由新风机1、排风机2、空气-空气热回收器和大焓差表冷器5组成；机组分为新风通道及排风通道，新风通道内有一大焓差表冷器5；空气-空气热回收器分为显热回收器3与全热回收器4；排风机2位于排风通道出口侧，新风机1位于新风通道出口侧；排风有2个入口，分别为装有手动或电动执行器的第一排风入口风阀6及第二排风入口风阀7。
新风通道内的大焓差表冷器5为8排管及以上，通过低温冷冻水对新风进行降温及更彻底的除湿，进出水温5/13℃的低温冷冻水由蓄能冷水系统提供，进出水温不限于5/13℃，进水温度可以更低，进出水温差更大。
空气-空气热回收器分为显热回收器3与全热回收器4，全热回收器4对新风及排风进行全热回收，同时对新风进行预冷；显热回收器3是相对高温的排风对经过大焓差表冷器5低露点温度的新风进行升温降低相对湿度，同时这部分经过降温的排风在经过全热回收器4热回收后对新风进行预冷。
其工作原理是：
一、夏季运行
当室外新风为高温潮湿空气时，开启新风机1及排风机2，大焓差表冷器5上的电动水阀8接通，低温冷冻水开始循环，与新风进行水-风热交换，电动水阀8为无级调节，精确控制新风的绝对湿度即含湿量；室内一小部分排风经过第二排风入口风阀7进入机组排风通道后，先经过显热回收器3排风通道，与经过大焓差表冷器5的低温低湿新风进行热交换，低温低湿新风经过热交换后温度升高，在绝对湿度不变的情况下相对湿度降低，升温需要热量由第二排风入口风阀7无级调节排风量大小提供，可以精确控制出风温度及相对湿度，最后由新风机1送入室内；经过显热回收器3热交换后降温的排风与经过第一排风入口风阀6进入机组的大部分排风混合，混合后的排风温度与湿度更低，再经过全热回收器4的排风通道，与刚刚进入机组的高温潮湿新风进行全热交换，最后由排风机2排出室外；高温潮湿新风进入机组后与混合后的排风进行全热交换，对新风起到预冷作用，预冷后新风经过大焓差表冷器5，大焓差表冷器5对其进行降温与深度除湿。
二、冬季运行
当室外空气为低温空气时，大焓差表冷器5里通入热水，第二排风入口风阀7关闭，第一排风入口风阀6开启，新排风直接进行全热交换后，排风由排风机2排出室外，低温新风由全热交换器4预热后再经过大焓差表冷器5加热到需要的送风温度，送风温度由电动水阀8无级调节热水流量进行精确控制，再由新风机1送入室内。

Claims (3)

1.双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，其特征是所述机组由新风机（1）、排风机（2）、空气-空气热回收器和大焓差表冷器（5）组成；机组分为新风通道及排风通道，新风通道内有一大焓差表冷器（5）；空气-空气热回收器分为显热回收器（3）与全热回收器（4）；排风机（2）位于排风通道出口侧，新风机（1）位于新风通道出口侧；排风有2个入口，分别为装有手动或电动执行器的第一排风入口风阀（6）及第二排风入口风阀（7）。
2.根据权利要求1所述的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法，其特征是所述新风通道内的大焓差表冷器（5）位于新风通道的全热回收器（4）与显热回收器（3）之间，大焓差表冷器（5）管排数在8排管及以上，通过低温冷冻水对新风进行降温及更彻底的除湿，进出水温5/13℃的低温冷冻水由蓄能冷水系统提供，进出水温不限于5/13℃，进水温度可以更低，进出水温差更大。
3.根据权利要求1所述的双级热回收大焓差除湿新风空调及其控制方法, 其特征是所述空气-空气热回收器分为显热回收器（3）与全热回收器（4），显热回收器（3）有新风通道及排风通道，其排风通道入口与第二排风入口相通，其新风通道出口与新风机（1）吸入口相通，其新风通道入口与大焓差表冷器（5）空气出口相通；全热回收器（4）也有新风通道及排风通道，其新风通道入口与机组新风入口相通，新风通道出口与大焓差表冷器（5）空气入口相通，其排风通道出口与排风机（2）吸入口相通，排风通道入口与显热回收器（3）排风通道出口相通，全热回收器（4）对新风及排风进行全热回收，同时对新风进行预冷；显热回收器（3）是相对高温的排风对经过大焓差表冷器（5）低露点温度的新风进行升温降低相对湿度，同时这部分经过降温的排风在经过全热回收器（4）热回收后对新风进行预冷。
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