CN106545947A - 一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法 - Google Patents

一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法 Download PDF

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Abstract

一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法，属于新风系统技术领域。包括新风装置（1），新风装置（1）内设有空气‑空气热交换机构（2），空气‑空气热交换机构（2）设有新风进口（201）、新风出口（202）、污风进口（203）和污风出口（204），还包括冷空气加热装置，室外冷空气由冷空气加热装置加热后进入新风进口（201）。室外新风经过冷空气加热装置加热后进入空气‑空气热交换机构与室内污风进行换热，换热后的室外新风经过出风泠凝器再次加热后进入室内，防止室内的热空气在与室外冷空气换热时凝结为冰，同时利用空气‑空气热交换机构还能把室内空气的热量交换后留在房间，使得室内空气可以保持较为稳定的温度。

Description

一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法
技术领域
一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法，属于新风系统技术领域。
背景技术
新风系统是用专用设备向密闭的室内一侧送新风，再从另一侧由专用设备向室外排出，在室内会形成“新风流动场”，从而满足室内新风换气的需要。目前的建筑物普遍采用了新风系统，而且为了节约能源，防止热量损失，新风系统内大多设有空气-空气热交换机构，但是本申请发明人在试验过程中发现，在我国冬季温度非常低的北方高寒地区，室外风温度都至少在-20℃左右，甚至达到-30℃，而室内的温度一般在20℃左右，由于室外风温度非常低，20℃左右室内空气中的水汽在与室外风进行热交换时会瞬间凝结为冰，而且新风系统的气隙本身就较小，严重影响新风系统的工作。之前有热泵和换风系统复合的装置，但却是将冷凝器设置在新风出口，只对换热后的新风进行加热，其并没有考虑到高寒地区-30℃的室外风会造成换风系统结冰现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法，对换热前的冷风进行加热，防止热风在换热过程中冷凝为冰，保证新风装置工作稳定。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高寒地区防冰堵热回收新风换气机，包括新风装置，新风装置内设有空气-空气热交换机构，空气-空气热交换机构设有新风进口、新风出口、污风进口和污风出口，其特征在于：还包括冷空气加热装置，室外冷空气由冷空气加热装置加热后进入新风进口。
优选的，所述冷空气加热装置为热泵装置，热泵装置包括串联的进风冷凝器和蒸发器，进风冷凝器的出风口连通新风进口，室外新风经过进风冷凝器加热后进入空气-空气热交换机构与室内污风进行换热。蒸发器为多工况蒸发器，可以适应多个蒸发温度。
优选的，所述热泵装置还包括出风冷凝器，出风冷凝器与蒸发器串联，出风冷凝器的进风口连通新风出口，换热后的室外新风经过出风泠凝器再次加热后进入室内。
优选的，所述蒸发器的进风口连通污风出口，室内污风与蒸发器再次换热后排至室外。
优选的，在所述蒸发器与进风冷凝器之间还设有一个换热器，蒸发器排出的室内污风经过换热器后排至室外，最大限度降低污风出口温度，室外新风经过换热器后进入进风冷凝器。
优选的，所述换热器连接有结霜监测机构，结霜监测机构通过控制器连接有化霜模块。
优选的，所述出风冷凝器与进风冷凝器串联。
优选的，所述出风冷凝器、进风冷凝器和蒸发器依次串联。
一种上述高寒地区防冰堵热回收新风换气机的换气方法，包括以下步骤：
室外新风经过冷空气加热装置加热至-1℃～2℃，室外新风进入空气-空气热交换机构与室内污风进行换热加热至7℃～9℃，换热后的室外新风排至室内。
优选的，所述冷空气加热装置为热泵装置，热泵装置包括进风冷凝器、出风冷凝器和蒸发器，进风冷凝器的出风口连通新风进口，出风冷凝器的进风口连通新风出口，进风冷凝器与出风冷凝器分别串联蒸发器；
室外新风经过进风冷凝器加热至-1℃～2℃，室外新风进入空气-空气热交换机构与室内污风进行换热加热至7℃～9℃，换热后的室外新风经过出风泠凝器再次加热至18℃以上并排至室内；室内污风进入空气-空气热交换机构与室外新风进行换热，换热后的室内污风为10℃～12℃。
优选的，所述蒸发器的进风口连通污风出口，室内污风与蒸发器再次换热后排至室外，排至室外的室内污风温度为5~8℃。
在所述蒸发器与进风冷凝器之间还设有一个换热器，蒸发器排出的5~8℃室内污风经过换热器后排至室外，室外新风经过换热器后进入进风冷凝器；换热器连接有结霜监测机构，结霜监测机构检测到换热器结霜后，新风进口的风机停转，污风出口的风机继续转动进行化霜。
优选的，所述室外新风经过进风冷凝器加热至0℃。
与现有技术相比，该高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法的上述技术方案所具有的有益效果是：
1、本发明利用冷空气加热装置对室外的冷空气进行预热，可以有效防止，室外冷空气由冷空气加热装置加热后进入新风进口，能够有效防止20℃左右室内空气中的水汽在与室外风进行热交换时会瞬间凝结为冰，保证新风装置工作稳定。
2、进风冷凝器的出风口连通新风进口，利用热泵装置的进风冷凝器对进入新风装置的空气-空气热交换机构的冷风加热，防止室内的热空气在与室外冷空气换热时凝结为冰，同时利用冷凝器对冷风预先加热，使得室内空气可以保持较为稳定的温度，利用空气-空气热交换机构还能把室内空气的热量交换后留在房间，把换热后的污风排到室外，在换气的同时保持较好的舒适度。
3、室外新风经过进风冷凝器加热至-1℃～2℃，室外新风进入空气-空气热交换机构与室内污风进行换热加热至7℃～9℃，换热后的室外新风经过出风泠凝器再次加热至18℃以上并排至室内，发明人经过试验证实将室内新风逐步进行加热至此温度可以室内污风与-1℃～2℃室外新风换热时不会冷凝为冰的同时，保证较好的换热效果，最大限度的回收室内污风中的热量。
附图说明
图1为该高寒地区防冰堵热回收新风换气机实施例1的示意图。
图2为该高寒地区防冰堵热回收新风换气机实施例2的示意图。
其中：1、新风装置 2、空气-空气热交换机构 201、新风进口 202、新风出口203、污风进口 204、污风出口 3、蒸发器 4、进风冷凝器 5、出风冷凝器 6、换热器。
具体实施方式
图1是该高寒地区防冰堵热回收新风换气机及其换气方法的最佳实施例，下面结合附图1~2对本发明做进一步说明。
实施例1
参照图1，该高寒地区防冰堵热回收新风换气机包括新风装置1和热泵装置，新风装置1内设有空气-空气热交换机构2，空气-空气热交换机构2设有新风进口201、新风出口202、污风进口203和污风出口204，热泵装置包括串联的进风冷凝器4和蒸发器3，进风冷凝器4的出风口连通新风进口201。利用热泵装置的进风冷凝器4对进入新风装置1的空气-空气热交换机构2的冷风加热，防止室内的热空气在与室外冷空气换热时凝结为冰，保证新风装置1工作稳定。热泵装置内还设有压缩机和节流阀，在此不做描述，图中也没有画出。
作为进一步的改进，本实施例中蒸发器3的进风口连通污风出口204，利用蒸发器3回收热交换后室内空气的热量，节约能源，排出的空气温度接近于室外温度。
本实施例中的热泵装置还包括与蒸发器3串联的出风冷凝器5，出风冷凝器5的进风口连通新风出口202，利用出风冷凝器5再次对空气-空气热交换机构2的新风出口202的空气进行加热，加热后的空气温度接近室内温度，从而可以保证室内温度恒定。本实施例中出风冷凝器5与进风冷凝器4串联。较佳的选择出风冷凝器5、进风冷凝器4和蒸发器3依次串联，进风冷凝器4对室外的冷空气进行第一次加热，空气-空气热交换机构2通过将室内空气与室外空气换热对新风进行第二次加热，然后出风泠凝器5对新风进行第三次加热，室内20℃的空气经过空气-空气热交换机构2换热进行第一次热量回收，然后蒸发器3再次吸收污风出口204处空气的热量进行第二次热量回收，经过蒸发器3后的空气温度为5~8℃，进风冷凝器4内工作介质的温度会更低，也能够从污风出口204处的空气吸收更多的热量，热回收效率高。
一种上述高寒地区防冰堵热回收新风换气机的换气方法，包括以下步骤：
室外新风进入进风冷凝器4，进风冷凝器4将室外的冷空气由-20℃加热至0℃，这样就可以避免室内的空气在空气-空气热交换机构2中与新风换热时凝结为冰，空气-空气热交换机构2通过将室内空气与室外空气换热后，新风出口202处的空气被加热至8℃左右，换热后的新风进入出风泠凝器5被再次加热至18℃以上，再次加热后的新风从出风泠凝器5的出风口进入室内；
室内20℃的空气经过空气-空气热交换机构2换热后降低至12℃，然后蒸发器3再次吸收污风出口204处空气的热量，经过蒸发器3后低于5℃的污风被排至室外。
实施例2
参照图2，本实施例与实施例1的区别在于增加了换热器6，换热器6设置在蒸发器3与进风冷凝器4之间，蒸发器3排出的5~8℃室内污风经过换热器6后排至室外，室外新风经过换热器6预热后进入进风冷凝器4。利用换热器6回收蒸发器3排出的室内污风的热量，并对室外新风进行预热。因为蒸发器3排出的室内污风温度已经比较低，容易结霜，所以在换热器6处设置了结霜监测机构，结霜监测机构通过控制器连接有化霜模块，检测机构可以是视觉检测单元，也可以是温度检测单元，化霜模块可以电加热，也可以是控制风机的电路。换热器6可以是多种材质的，可以是碳晶板的，换热器6结霜后可以通过结霜监测机构与风机连锁，新风进口201与污风出口204的风机停转，碳晶板带电化霜。也可以是其他材料，结霜时新风进口201的风机停转，污风出口204的风机继续转动化霜。
本实施例中高寒地区防冰堵热回收新风换气机的换气方法，包括以下步骤：
室外新风经过换热器6从-20℃被预热至-10℃后进入进风冷凝器4，进风冷凝器4将室外的冷空气由-10℃加热至0℃左右，空气-空气热交换机构2通过将室内空气与室外空气换热后，新风出口202处的空气被加热至10℃左右，换热后的新风进入出风泠凝器5被再次加热至18℃以上，再次加热后的新风从出风泠凝器5的出风口进入室内；
室内20℃的空气经过空气-空气热交换机构2换热后降低至10℃左右，然后蒸发器3再次吸收污风出口204处空气的热量，经过蒸发器3后低于5℃的室内污风经过换热器6换热后被降低至-15℃左右并被排至室外。当结霜检测机构检测到换热器6结霜后，新风进口201的风机停转，污风出口204的风机继续转动进行化霜。
除以上实施例，本发明中的冷空气加热装置还可以是电热管等电辅助加热机构。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高寒地区防冰堵热回收新风换气机，包括新风装置（1），新风装置（1）内设有空气-空气热交换机构（2），空气-空气热交换机构（2）设有新风进口（201）、新风出口（202）、污风进口（203）和污风出口（204），其特征在于：还包括冷空气加热装置，室外冷空气由冷空气加热装置加热后进入新风进口（201）。
2.根据权利要求1所述的高寒地区防冰堵热回收新风换气机，其特征在于：所述冷空气加热装置为热泵装置，热泵装置包括串联的进风冷凝器（4）和蒸发器（3），进风冷凝器（4）的出风口连通新风进口（201），室外新风经过进风冷凝器（4）加热后进入空气-空气热交换机构（2）与室内污风进行换热。
3.根据权利要求2所述的高寒地区防冰堵热回收新风换气机，其特征在于：所述热泵装置还包括出风冷凝器（5），出风冷凝器（5）与蒸发器（3）串联，出风冷凝器（5）的进风口连通新风出口（202），换热后的室外新风经过出风泠凝器（5）再次加热后进入室内。
4.根据权利要求2所述的高寒地区防冰堵热回收新风换气机，其特征在于：所述蒸发器（3）的进风口连通污风出口（204），室内污风与蒸发器（3）再次换热后排至室外。
5.根据权利要求2或4所述的高寒地区防冰堵热回收新风换气机，其特征在于：在所述蒸发器（3）与进风冷凝器（4）之间还设有一个换热器（6），蒸发器（3）排出的室内污风经过换热器（6）后排至室外，室外新风经过换热器（6）后进入进风冷凝器（4）。
6.根据权利要求5所述的高寒地区防冰堵热回收新风换气机，其特征在于：所述换热器（6）连接有结霜监测机构，结霜监测机构通过控制器连接有化霜模块。
7.一种权利要求1所述高寒地区防冰堵热回收新风换气机的换气方法，其特征在于：包括以下步骤：
室外新风经过冷空气加热装置加热至-1℃～2℃，室外新风进入空气-空气热交换机构（2）与室内污风进行换热加热至7℃～9℃，换热后的室外新风排至室内。
8.根据权利要求7所述的换气方法，其特征在于：所述冷空气加热装置为热泵装置，热泵装置包括进风冷凝器（4）、出风冷凝器（5）和蒸发器（3），进风冷凝器（4）的出风口连通新风进口（201），出风冷凝器（5）的进风口连通新风出口（202），进风冷凝器（4）与出风冷凝器（5）分别串联蒸发器（3）；
室外新风经过进风冷凝器（4）加热至-1℃～2℃，室外新风进入空气-空气热交换机构（2）与室内污风进行换热加热至7℃～9℃，换热后的室外新风经过出风泠凝器（5）再次加热至18℃以上并排至室内；室内污风进入空气-空气热交换机构（2）与室外新风进行换热，换热后的室内污风为10℃～12℃。
9.根据权利要求8所述的换气方法，其特征在于：所述蒸发器（3）的进风口连通污风出口（204），室内污风与蒸发器（3）再次换热后排至室外，排至室外的室内污风温度为5~8℃。
10.根据权利要求9所述的换气方法，其特征在于：在所述蒸发器（3）与进风冷凝器（4）之间还设有一个换热器（6），蒸发器（3）排出的5~8℃室内污风经过换热器（6）后排至室外，室外新风经过换热器（6）后进入进风冷凝器（4）；换热器（6）连接有结霜监测机构，结霜监测机构检测到换热器（6）结霜后，新风进口（201）的风机停转，污风出口（204）的风机继续转动进行化霜。
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