CN106895520A - 一种空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气源热泵恒湿、恒湿、恒氧空调机组，属于通风空调技术领域。该机组的热泵循环系统含有压缩机、毛细管、污风通道换热器、新风通道换热器、过冷器，以及控制压缩机流向的热泵换向阀和控制过冷器流向的过冷器换向阀。本发明可以对产生的除湿水气化潜热回收利用，对气化后的除湿水排出室外为除湿，送入室内为加湿；同时低温新风送入室内为降湿制冷，高温新风送入室内为制热，其新风送入室内为恒氧，制冷制热可恒温，排湿与加湿运行为恒湿；从而将控温调湿有机结合，充分利用了空气能自身能源，无需外供能源，可以实现现有技术无法实现的效果。

Description

一种空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组

技术领域

本发明涉及一种空调设备，尤其是一种空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组，属于通风空调技术领域。

背景技术

众所周知，室内空气以氧气含量、温度、湿度、空气洁净度四大参数作为衡量标准，通常氧气含量以新风引进量进行调节，室内温度用空调器进行调节，空气湿度用除湿机和加湿器进行调节，空气洁净度用空气净化器和新风进行调节。

为了节能降耗、冬夏咸宜，申请号为201510826610.1的中国发明专利申请公开了一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组，包括压缩机、四通换向阀、送风外侧换热器、排风换热器、节流装置、再热器、流量调节阀、制冷剂连接管、新风口、送风风机、排风风机、加湿器、送风口、回风口、排风口、水泵、三通换向阀、风管及水管，空调机组上设置有送风通道和排风通道，送风通道起始于新风口，终止于送风口，排风通道，起始于回风口，终止于排风口，送风通道和排风通道不通过风管联通。该空调机组通过完全回收排风显热和蒸发器冷凝水，获得极高的制冷制热效率，同时通过冷凝再热保证制冷工况和除湿工况的送风温度，全热回收机组的节能效果显著，并且通过回收蒸发器所产生的冷凝水，夏季降低冷凝温度，提高机组效率；冬季对新风进行加湿，提高室内舒适度。此外，该发明带有冷凝再热功能，在增大除湿能力的同时可以保证舒适的送风温度。在各种环境条件下均可实现送风的温度湿度控制。

然而，该专利申请的技术方案需要分别控温与调湿，且需要借助设置及控制复杂的泵驱动管路系统，因此实施困难、运行成本高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种将控温调湿有机结合，而且充分利用空气能自身能源、无需外供能源的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组。

为了达到以上目的，本发明的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组基本结构为：

包括至少具有制冷除湿和制热湿润（保湿或加湿）流程的热泵循环系统，所述热泵循环系统含有压缩机、毛细管、污风通道换热器、新风通道换热器、过冷器，以及控制压缩机流向的热泵换向阀和控制过冷器流向的过冷器换向阀；

所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别含有进口及左口、中口、右口，并分别具有进口与右口连通、中口与左口连通的第一工位以及进口与左口连通、中口与右口连通的第二工位；

当处于制冷除湿流程时，所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第一工位，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和左口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的中口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和进口—经新风通道换热器—通过热泵换向阀的右口和中口—返回压缩机，形成制冷循环；

当处于制热湿润流程时，所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第二工位，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—通过过冷器换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和中口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的左口和中口—返回压缩机，形成制热循环；

所述送风外侧换热器的下方安放引流至污风通道换热器的接水盘。

采用本发明后，根据季节控制热泵换向阀和过冷器换向阀的简单切换，即可实现所需的制冷除湿或制热保湿/加湿。具体而言，高温季节，热泵换向阀和过冷器换向阀处于第一工位，压缩机将冷媒等熵压缩成为高温高压过热气体，经热泵换向阀流至起冷凝器作用的污风通道换热器，在此与将排出的较低温污风和除湿低温水进行热交换，使污风通道换热器外部的污风和除湿水被加热，除湿水蒸发气化为水蒸汽，同污风一起排出室外，污风通道换热器内部的冷媒放热冷却至冷凝温度；冷凝的冷媒经过冷器换向阀引至起过冷器作用的新风通道换热器，并经起蒸发器作用的新风通道换热器除湿后，与绝对湿度较低而相对湿度较高的新风进行热交换，使其稍被加热降低相对湿度，成为适合人体湿度和温度的低湿新风气流送至室内，此时的新风温度由原先的高温降低到适合人体的约26℃。

冬季热泵换向阀和过冷器换向阀切换至第二工位，压缩机将冷媒等熵压缩成高温高压过热气体经热泵换向阀导流至此时起冷凝器作用的新风通道换热器，在此与低温新风和除湿低温水进行热交换，使低温新风被加热、除湿水蒸发为水蒸汽，一起被送入室内，内部冷媒放热冷却至冷凝温度后，通过过冷器换向阀引至起加热器作用的新风通道换热器，继续与过冷器（此时冬季制热实为起加热器作用）加热加湿后的新风继续进行热交换，使之成为更适合人类湿度和温度要求的新风送至室内。

总之，本发明可以对产生的除湿水气化潜热回收利用，对气化后的除湿水排出室外为除湿，送入室内为加湿；同时低温新风送入室内为降湿制冷，高温新风送入室内为制热，其新风送入室内为恒氧，制冷制热可恒温，排湿与加湿运行为恒湿；从而将控温调湿有机结合，充分利用了空气能自身能源，无需外供能源，可以实现现有技术无法实现的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1实施例的制冷除湿流程示意图。

图3为图1实施例的制热湿润流程示意图。

1——压缩机 2——污风通道换热器 3——过冷器 4——毛细管5——新风通道换热器 5-1——上并联管 5-2——下并联管 6——热泵换向阀 7——过冷器换向阀8——冷凝风机 9——蒸冷风机 10——新风进风口11——新风出风口 12——污风进风口13——污风出风口 14——蒸冷风罩 15——冷凝器风罩 16——机壳 17——压缩机排气管18——压缩机回气管20——接水箱 21——余水接水盘 22——水泵 23——排水管24——吸水管。

具体实施方式

实施例一

本实施例的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组基本结构如图1所示，该机组的机壳16上部为两侧分别具有新风进风口10和新风出风口11的新风通道，下部为两侧分别具有污风出风口13和污风进风口12的污风通道。热泵循环系统含有压缩机1、毛细管4、污风通道换热器2、新风通道换热器5、过冷器3，以及控制压缩机流向的热泵换向阀6和控制过冷器流向的过冷器换向阀7，具有制冷除湿流程和制热保湿或加湿流程。热泵换向阀6和过冷器换向阀7分别含有进口及左口、中口、右口，并分别具有进口与右口连通、中口与左口连通的第一工位以及进口与左口连通、中口与右口连通的第二工位。

压缩机1位于机壳16底部，新风通道和污风通道内分别装有位于蒸冷风罩14中的蒸冷风机9和位于冷凝器风罩15中的冷凝风机8。本实施例中的新风通道换热器5采用借助上并联管5-1和下并联管5-2的三进三出并联结构（参见图2、图3），这样膨胀蒸发效果更佳。

本实施例的上下两层结构使得新风经过上层新风通道换热器5时产生的除湿水可以被利用。新风通道换热器5产生的除湿水流入下部的接水箱20，接水箱内有两层，两层都有漏水孔，只要接水盘里有水就会从孔中向下流到污风通道换热器上部，并顺翅片向下流到整个污风通道换热器翅片管上，翅片管内冷媒在这里被冷却放热冷凝，除湿水在冷凝器翅片管上被加热蒸发成水蒸汽，同室内的污风一起被风机排出室外。多余的除湿水流到污风通道换热器下部的余水接水盘21，余水接水盘也有两层，盘隔板上有漏水孔，底部没有孔，余水积存在余水接水盘下层中，达到一定积水量后，水泵22会自动将作水从吸水管24吸出水泵，从排水管23排出室外。由于污风通道换热器的散热量远大于新风通道换热器的制冷量，除湿水在正常情况下会被全部蒸发完，余水接水盘只为出现特殊情况时使用。

夏季，热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第一工位，热泵系统处于制冷除湿流程，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和左口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的中口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和进口—经新风通道换热器—通过热泵换向阀的右口和中口—返回压缩机，形成制冷循环。具体如图2所示，压缩机1将冷媒等熵压缩成为高温高压过热气体，经热泵换向阀6并通过此时作为的污风通道换热器2,由冷凝器换向阀7到达过冷器3，之后流出的冷媒从下部流经毛细管4节流膨胀后，由高压液体变为低压液汽混合体，经联接管引至过冷器换向阀7的另一通道排至下并联管5-2，气液混合冷媒在此分流至此时作为蒸发器的新风通道换热器5，从室外引入的高温（例如35℃）新风在此与蒸发器中的冷媒进行热交换，外部新风将热量传给系统内部的冷媒，冷媒吸热蒸发。系统外部的新风热量被蒸发器吸收，与蒸发器散热片和管外表面接触的新风低于露点温度而凝结成水，除湿水顺流到接水箱20，接水箱下部的分水孔分流到冷凝器，分流到冷凝器的除湿水由冷凝器加热蒸发后，变成水蒸汽与污风一起排至室外；降温除湿后的新风被蒸冷风机9吹到新风通道换热器2和过冷器3，达到人体舒适温度后吹进室内；系统内的冷媒蒸发吸热后成为过热气体，各分流通道的冷媒气体在蒸发器并联汇合后，从热泵换向阀6上部右侧管进入，并经中间管排出回到压缩机，完成整个制冷除湿过程。

冬季，热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第二工位，热泵系统处于制热保湿或加湿流程时，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—通过过冷器换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和中口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的左口和中口—返回压缩机，形成制热循环。具体如图3所示，压缩机1将冷媒压缩成为高温高压过热气体，经热泵换向阀6导流至此时作为冷凝器的新风通道换热器5，在此与蒸冷风机9吹来的低温新风和除湿低温水进行热交换。新风通道换热器5外部的低温新风和除湿水被加热，除湿水被蒸发气化为水蒸汽，同新风一起被送入室内。换热器内部冷媒放热冷却至冷凝温度，之后被连接管道引导至过冷换向阀7，经此时作为加热器的过冷器3后再通过冷凝器换向阀7引至此时作为加热器的新风通道换热器5，与被加湿后的新风继续进行热交换，系统外部加湿新风被加热至适合人体湿度，温度也又低温（例如5℃）升至到适合人需要的~20℃，被蒸冷风机9吹至室内。

归纳起来，与现有技术相比，本实施例具有如下显著优点：

1）采用热泵空调制冷制热原理，对产生的除湿水气化潜热回收利用，对气化后的除湿水排出室外为除湿，送入室内为加湿；同时低温新风送入室内为降湿制冷，高温新风送入室内为制热，其新风送入室内为恒氧，制冷制热可恒温，排湿与加湿运行为恒湿。

2）来自空气的除湿水通过气化后从污风口排出室外，加湿没有供水设备，除湿没有排水装置，降低了产品的制造成本和安装成本。

3）除湿水和加湿水的气化潜热和显热全部用于冷却制冷系统的冷凝器，水能源回收利用大幅度提升了制冷系统制冷和制热效率。

4）除湿后的高相对湿度空气经过冷器的低温加热，将高相对湿度降低至符合人类舒适度要求的湿度和温度，特别在梅雨季节的除湿舒适度是普通除湿机和空调无法实现的效果。

5）冬季空气湿度较低时，除了全部引进的新湿量外，回收了污风中的湿量，具有温和加湿的特效。

6）整体为分体结构，压缩机和风机安装在室外机，室内机为净化器和控制系统，具有极佳的低噪声效应。

7）恒氧系统引进新风，排出污风，引进新风排出污风引起的湿污染、干燥污染及高能耗在本发明得到了有效控制，实现了现有空气能量回收装置、空气调节器、普通加湿器和除湿机都无法实现的效果。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组，包括至少具有制冷除湿和制热湿润流程的热泵循环系统，所述热泵循环系统含有压缩机、毛细管、污风通道换热器、新风通道换热器、过冷器，以及控制压缩机流向的热泵换向阀和控制过冷器流向的过冷器换向阀；其特征在于：

所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别含有进口及左口、中口、右口，并分别具有进口与右口连通、中口与左口连通的第一工位以及进口与左口连通、中口与右口连通的第二工位；

当处于制冷除湿流程时，所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第一工位，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和左口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的中口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和进口—经新风通道换热器—通过热泵换向阀的右口和中口—返回压缩机，形成制冷循环；

当处于制热湿润流程时，所述热泵换向阀和过冷器换向阀分别切换至第二工位，冷媒由压缩机通过热泵换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—通过过冷器换向阀的进口和右口—经新风通道换热器—过毛细管—通过热泵换向阀的左口和中口—经污风通道换热器—通过热泵换向阀的左口和中口—返回压缩机，形成制热循环；

所述送风外侧换热器的下方安放引流至污风通道换热器的接水盘。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵恒温、恒湿空调机组，其特征在于：所述机组的机壳上部为两侧分别具有新风进风口和新风出风口的新风通道，下部为两侧分别具有污风出风口和污风进风口的污风通道。

3.根据权利要求2所述的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组，其特征在于：所述新风通道换热器为借助上并联管和下并联管的三进三出并联结构。

4.根据权利要求3所述的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组，其特征在于：所述新风通道和污风通道内分别装有位于蒸冷风罩中的蒸冷风机和位于冷凝器风罩中的冷凝风机。

5.根据权利要求4所述的空气源热泵恒温、恒湿、恒氧空调机组，其特征在于：压缩机位于机壳底部。