CN107178836A - 一种设有双热交换芯的新风除湿系统 - Google Patents

一种设有双热交换芯的新风除湿系统 Download PDF

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CN107178836A CN201710532121.4A CN201710532121A CN107178836A CN 107178836 A CN107178836 A CN 107178836A CN 201710532121 A CN201710532121 A CN 201710532121A CN 107178836 A CN107178836 A CN 107178836A
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Abstract

本发明公开了一种设有双热交换芯的新风除湿系统，包括显热交换芯，全热交换芯，蒸发器，第一冷凝器，第二冷凝器，压缩机，四通换向阀，双向膨胀阀，排风风机和送风风机，所述压缩机通过冷媒输送管路与第二冷凝器、四通换向阀、第一冷凝器、双向膨胀阀、蒸发器依次连接；所述送风风机设置在第一冷凝器的一侧，所述排风风机设置在第二冷凝器的一侧，所述显热交换芯设置在室内回风入口，所述全热交换芯设置在室内新风入口。该新风除湿系统具有结构简单、使用便捷、节能效果好，不通过外部能源即可实现对新风进行预冷，用于达到降低能耗等特点。

Description

一种设有双热交换芯的新风除湿系统
技术领域
本发明涉及空气调节及空气处理技术领域，具体涉及一种设有双热交换芯的新风除湿系统。
背景技术
空气调节系统旨在对人的室内活动空间提供可控的、舒适的和健康的空气环境或者对仓储、加工过程、设备操作等活动空间提供特定的空气环境条件。空气调节的主要控制包括空气品质、空气温度、空气湿度和风速等。
空气品质的控制比较自然而有效的方法是利用室外新鲜空气对室内空气进行置换或者稀释，也即吸入室外新风，排出室内废气，对于现有的新风装置中，对于高湿环境下的新风，一般通过冷凝管冷凝新风中的水分，达到新风除湿的目的，而冷冻除湿使新风的温度大幅下降，一般低于室内所需的适宜温度，需要使用电加热或其他加热方式将冷凝除湿后的新风加热至适宜的温度后进入室内，而采用单独地冷源对新风中的水分进行冷凝再单独地对除湿后的新风进行加热，存在高能耗的问题。
目前，新风冷冻除湿系统预冷通常采用的形式：一种是不设置预冷段直接采用压缩机冷冻除湿，一种是采用外部冷水冷源进行预冷处理，称为双冷源；存在以下一个或者多个缺陷：
1、不设置预冷段，造成压缩机配置过大，增大了能源消耗、增加大设备体积、增大噪声干扰。
2、采用外部冷水冷源进行预冷处理，增加了系统繁琐程度，需要增加外部管道和部件，能量损失较大，能效不高。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、使用便捷、节能效果好，不通过外部能源即可实现对新风进行预冷，用于达到降低能耗的新风除湿系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种设有双热交换芯的新风除湿系统，所述系统包括显热交换芯，全热交换芯，蒸发器，第一冷凝器，第二冷凝器，压缩机，四通换向阀，双向膨胀阀，排风风机和送风风机，所述压缩机的冷媒出口通过冷媒输送管路与第二冷凝器的冷媒进口连接，第二冷凝器的冷媒出口通过冷媒输送管路与四通换向阀上的第一端口连接，四通换向阀上的第二端口通过冷媒输送管路与第一冷凝器上的第一冷媒端口连接，蒸发器上的第二冷媒端口通过冷媒输送管路与双向膨胀阀的一端连接，双向膨胀阀的另一端通过冷媒输送管路与蒸发器上的第一冷媒端口连接，蒸发器上的第二冷媒端口通过冷媒输送管路与四通换向阀上的第三端口连接，四通换向阀上的第四端口通过冷媒输送管路与压缩机上的冷媒进口连接；所述送风风机设置在第一冷凝器的一侧，所述排风风机设置在第二冷凝器的一侧，所述显热交换芯设置在室内回风入口，所述全热交换芯设置在室内新风入口。
为了便于缩小新风除湿系统的体积，提高除湿调温效率，优选的技术方案是，所述第二冷凝器、显热交换芯、蒸发器、全热交换芯和第一冷凝器呈依次排列分布，且所述第二冷凝器、显热交换芯、蒸发器全热交换芯和第一冷凝器被设置在室内的机壳中。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，进一步优选的技术方案还有，在所述机壳内设有由A区域、B区域和C区域构成的新风进气导流通道和由D区域、E区域F区域构成的回风排气通道。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，进一步优选的技术方案还有，在所述机壳内新风进气导流通道与回风排气通道之间设有两处交叉通道，所述显热交换芯与全热交换芯分别安装在两处交叉通道上。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，进一步优选的技术方案还有，所述新风进气导流通道分为两段，第一段的进风口与机壳上的新风进口连接，第一段的出风口与蒸发器的一侧对接，第二段的进风口与蒸发器的另一侧对接，第二段的出风口与第二冷凝器的另一侧对接，所述排风风机安装在机壳上的新风送出口上，第二冷凝器设置在四通换向阀的前侧，全年作为冷凝器带走压缩机冷凝热，输出热量。
为了提高系统的除湿换热效率，优选的技术方案还有，所述显热交换芯用于等湿温度交换，全热交换芯用于焓交换。
为了提高系统的除湿换热效率，进一步优选的技术方案还有，所述显热热交换芯的材质为铝板或者高分子材料；全热交换芯为纸质或者高分子材料。
为了提高系统的除湿换热效率，进一步降低能耗，优选的技术方案还有，所述压缩机为变频压缩机。
为了方便用户的使用，当室内达到预期的温度、湿度后及时关闭新风除湿系统，优选的技术方案还有，在所述排风风机和送风风机旁边设置温湿度传感器。
为了便于系统的安装与使用，优选的技术方案还有，所述机壳为立柜式结构或者吊顶式结构。
本发明的优点和有益效果在于：所述设有双热交换芯的新风除湿系统具有结构简单、使用便捷、节能效果好，不通过外部能源即可实现对新风进行预冷，可降低能耗，等特点。由于该系统采用了显热交换芯用双向气流排风带走了冷冻除湿后新风的低温能源，对新风进行了除湿前的预冷处理，该方法可有效的降低压缩机的负荷，对节能有显著意义，同时由于不采用外部冷源，杜绝了系统繁琐、防冻要求等问题；另一有益效果是将冷凝器一分为二，一部分设置在四通换向阀前侧，持续提供热量，制冷除湿时再热提高送风温度，满足室内温度需求，制热时，满足了新风制热时的最大供热效果，能够更大限度的提供高温热风，最大程度增加等焓加湿量，解决了新风系统等焓加湿量不足和采用等温加湿带来的高能耗问题。
该新风除湿系统可以实现夏季制冷除湿和冬季制热，可通过四通换向阀的切换实现转换；核心过程为显热交换芯对于送排风能量转换，全热交换心对于送排风能量转换，压缩机做功制冷制热系统的换热器能量转换。
该新风除湿系统可实现夏季通过显热交换芯吸收冷冻除湿后，新风多余冷量更有效的对新风进行了预冷处理，降低制冷系统功耗。
该新风除湿系统还实现了冬季通过将夏季作为再热部分的冷凝器，串联在四通换向阀前端继续发挥制热的效果，能够更好的匹配等焓加湿，解决加湿量不足问题。
附图说明
图1是本发明设有双热交换芯的新风除湿系统制冷除湿运行模式示意图；
图2是本发明设有双热交换芯的新风除湿系统新风制热运行模式示意图。
图中：1、显热交换芯；2、全热交换芯；3、蒸发器；3.1、第一冷媒端口；3.2、第二冷媒端口；4、第一冷凝器；4.1、第一冷媒端口；4.2、第二冷媒端口；5、第二冷凝器；5.1、冷媒进口；5.2、冷媒出口；6、压缩机；7、四通换向阀；7.1、第一端口；7.2、第二端口；7.3、第三端口；7.4、第四端口；8、双向膨胀阀；9、排风风机；10、送风风机；11、机壳；12、新风进气导流通道；13、回风排气通道；14、交叉通道；15、冷媒输送管路；16、新风进口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、2所示，本发明是一种设有双热交换芯的新风除湿系统，所述系统包括显热交换芯1，全热交换芯2，蒸发器3，第一冷凝器4，第二冷凝器5，压缩机6，四通换向阀7，双向膨胀阀8，排风风机9和送风风机10，所述压缩机6的冷媒出口通过冷媒输送管路15与第二冷凝器5的冷媒进口5.1连接，第二冷凝器5的冷媒出口5.2通过冷媒输送管路15与四通换向阀7上的第一端口7.1连接，四通换向阀7上的第二端口7.2通过冷媒输送管路15与第一冷凝器4上的第一冷媒端口4.1连接，蒸发器3上的第二冷媒端口3.2通过冷媒输送管路15与双向膨胀阀8的一端连接，双向膨胀阀8的另一端通过冷媒输送管路15与蒸发器3上的第一冷媒端口3.1连接，蒸发器3上的第二冷媒端口3.2通过冷媒输送管路15与四通换向阀7上的第三端口7.3连接，四通换向阀7上的第四端口7.4通过冷媒输送管路15与压缩机6上的冷媒进口连接；所述送风风机10设置在第一冷凝器4的一侧，所述排风风机9设置在第二冷凝器5的一侧，所述显热交换芯1设置在室内回风入口，所述全热交换芯2设置在室内新风入口16。
为了便于缩小新风除湿系统的负荷，提高除湿调温效率，本发明优选的实施方案是，所述第二冷凝器5、显热交换芯1、蒸发器3、全热交换芯2和第一冷凝器4呈依次排列分布，且所述第二冷凝器5、显热交换芯1、蒸发器3全热交换芯2和第一冷凝器4被设置在室内的机壳11中。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述机壳11内设有由A区域、B区域和C区域构成的新风进气导流通道12和由D区域、E区域F区域构成的回风排气通道13。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述机壳11内新风进气导流通道12与回风排气通道13之间设有两处交叉通道14，所述显热交换芯1与全热交换芯2分别安装在两处交叉通道14上。
为了提高能源的利用率，提高除湿的功效，降低压缩机的功率，本发明进一步优选的实施方案还有，所述新风进气导流通道12分为两段，第一段的进风口与机壳11上的新风进口16连接，第一段的出风口与蒸发器3的一侧对接，第二段的进风口与蒸发器3的另一侧对接，第二段的出风口与第二冷凝器5的另一侧对接，所述排风风机9安装在机壳上的新风送出口上，第二冷凝器5设置在四通换向阀7的前侧，全年作为冷凝器带走压缩机冷凝热，输出热量。
为了提高系统的除湿换热效率，本发明优选的实施方案还有，所述显热交换芯1用于等湿温度交换，全热交换芯2用于焓交换。
为了提高系统的除湿换热效率，本发明进一步优选的实施方案还有，所述显热热交换芯1的材质为铝板或者高分子材料；全热交换芯2为纸质或者高分子材料。
为了提高系统的除湿换热效率，进一步降低能耗，本发明优选的实施方案还有，所述压缩机6为变频压缩机。
为了方便用户的使用，当室内达到预期的温度、湿度后及时关闭新风除湿系统，本发明优选的实施方案还有，在所述排风风机9和送风风机10旁边设置温湿度传感器(图中未视)。
为了便于系统的安装与使用，本发明优选的实施方案还有，所述机壳11为立柜式结构或者吊顶式结构。
本发明一种设有双热交换芯的新风除湿系统工作原理：
如图1所示，在制冷除湿模式：
1、在新风进气导流通道12与回风排气通道13的交汇处，在交叉通道14内，用显热交换芯1对双向流送排风进行显热交换；将冷冻除湿后的低温风与室内回风等湿换热，将多余冷量转换给室内回风，同时，使新风等湿升温实现一次再加热；
2、用全热交换芯2利用排风携带的多余冷量将新风降温降湿实现新风的预冷降温降湿，排风经过升温加湿，实现了排风冷量转换利用；
3、制冷除湿时，压缩机6与第一冷凝器4、第二冷凝器5、蒸发器3、四通换向阀7及双向膨胀阀8构成制冷系统，对新风进行深度除湿，应用蒸发器3使新风降温减湿实现新风的深度冷冻除湿；第二冷凝器5携带冷凝热对新风进行等湿升温再加热，来达到所需的送风温度参数；使新风实现等湿升温；应用第一冷凝器4使多余冷凝热由排风带出室外。
具体工作过程为，室内空气通过机壳14上的新风进口16进入新风进气导流通道12，新风在交叉通道14内通过全热交换芯2与室内回风进行双向回收换湿换热，使新风得到预冷处理，然后新风沿新风进气导流通道12进入蒸发器3，此时蒸发器3处于制冷状态，新风在蒸发器3内进行深度降温除湿，然后新风再沿新风进气导流通道12流向交叉通道14内，并通过显热交换芯1与室内回风再次进行等湿热交换，使得室内回风初步降温降湿，新风温度初步回升，然后新风再继续沿新风进气导流通道12流入第二冷凝器5，新风在流经第二冷凝器5后被加热到适宜的温度最后由机壳14上的排风风机9将新风排入室内。
在制冷的状态下压缩机6运转后，冷媒由压缩机的冷媒出口排出通过冷媒输送管路15流入第二冷凝器5的冷媒进口5.1，冷媒在第二冷凝器5内初步散热后由第二冷凝器5的冷媒出口5.2流出，通过冷媒输送管路15流入四通换向阀7上的第一端口7.1，然后由四通换向阀7上的第三端口7.3流出，冷媒再通过冷媒输送管路15流入第一冷凝器4的冷媒第二端口4.2，冷媒在第一冷凝器4再次散热后，由第一冷凝器4的冷媒第一端口4.1流出，冷媒通过冷媒输送管路15流入双向膨胀阀8的另一端，冷媒通过双向膨胀阀8后膨胀再由双向膨胀阀8的一端流出，膨胀后的冷媒通过冷媒输送管路15流入蒸发器3的第二冷媒端口，冷媒通过蒸发器3吸热后由蒸发器3的第一冷媒端口流出，冷媒在通过冷媒输送管路15流入四通换向阀7上的第二端口7.2，然后通过四通换向阀7上的第四端口7.4流出，最后冷媒通过冷媒输送管路15流入压缩机6的冷媒进口。
如图2所示，在制热模式：
1、制热时通过四通换向阀7的转换，实现第一冷凝器4和蒸发器3的互换，特别指出的是，由于本系统为满足夏季除湿再热需求将系统冷凝器拆分为第一冷凝器4和第二冷凝器5两部分，而本系统为了更好地实现制热效果，将作为新风再热功能的第二冷凝器5设置在了四通换向阀7的前端(四通换向阀7和压缩机6之间)，这样可以实现第二冷凝器5全年提供热量。
2、制热时四通换向阀7将夏季的蒸发器3转换为冷凝器与制冷时的第二冷凝器5进行串联；使新风等湿升温；同时，由于第二冷凝器5制热时依然作为冷凝器使用，确保了第一冷凝器4和蒸发器3的合理配比，给压缩机6稳定运行提供有利条件；
3、制热时四通换向阀7将夏季的第一冷凝器4转换为蒸发器，用排风将蒸发器多余冷量带出室外，排风经过等湿降温实现了排风自身热量有效利用；
4、显热交换芯1制热运行时进行短路旁通，显热交换芯不发挥作用，短路后有效降低了新风送风风阻。
5、用全热交换芯2对新风和回风状进行能量转换；使新风升温加湿；使回风降温减湿，实现排风能量的充分回收；
具体工作过程为，室内空气通过机壳14上的新风进口16进入新风进气导流通道12，新风在交叉通道14内通过全热交换芯2与室内回风进行双向回收换湿换热，使新风得到预热加湿升温处理，然后新风沿新风进气导流通道12进入蒸发器3(此时的作用为冷凝器)，此时蒸发器3处于制热状态，新风在蒸发器3内等湿升温，然后新风再沿新风进气导流通道12流向交叉通道14内，新风通过旁通将热交换芯1短路，不与显热交换芯1内的排风进行换热，不发挥作用。然后新风再继续沿新风进气导流通道12流入第二冷凝器5，新风在流经第二冷凝器5后被等湿加热到适宜的温度最后由机壳14上的排风风机9将新风排入室内。
在制热的状态下压缩机6运转后，冷媒由压缩机6的冷媒出口排出通过冷媒输送管路15流入第二冷凝器5的冷媒进口5.1，冷媒在第二冷凝器5内初步散热后由第二冷凝器5的冷媒出口5.2流出，通过冷媒输送管路15流入四通换向阀7上的第一端口7.1，然后由四通换向阀7上的第三端口7.2流出，冷媒再通过冷媒输送管路15流入蒸发器3的冷媒第一端口3.1，冷媒在蒸发器3再次散热后，由蒸发器3的冷媒第二端口3.2流出，冷媒通过冷媒输送管路15流入双向膨胀阀8的一端，冷媒通过双向膨胀阀8后膨胀再由双向膨胀阀8的另一端流出，膨胀后的冷媒通过冷媒输送管路15流入第一冷凝器4的第一冷媒端口，冷媒通过第一冷凝器4吸热后由第一冷凝器4的第二冷媒端口流出，冷媒在通过冷媒输送管路15流入四通换向阀7上的第三端口7.3，然后通过四通换向阀7上的第四端口7.4流出，最后冷媒通过冷媒输送管路15流入压缩机6的冷媒进口。
该新风除湿系统：包括排风风机9、送风风机10、压缩机6、全热交换芯2、显热交换芯1、四通换向阀7、双向膨胀阀8部件；通过显热交换芯1充分利用深度除湿后的多余冷量实现新风的预冷来降低制冷系统的功耗；夏季用于再热的冷凝器串联在四通换向阀7前端，全年持续供应热量。
由于该新风除湿系统设置了显热交换芯1，显热交换芯1实现等湿升温，对新风实现了再热；排风实现等湿降温，为更好的对新风进行预冷换热提供条件。
该新风除湿系统将夏季冷凝器拆分为两部分一部分作为新风再热，另外部分与排风换热。
该新风除湿系统增加了四通换向阀7，可以实现夏季制冷除湿，冬季制热.
该新风系统作为夏季再热的第二冷凝器5串联在四通换向阀7前端，不受四通换向阀7的影响，冬季制热时持续供应热量，实现更好的制热效果，尤其对等焓加湿量的增加有有益效果。
该新风机采用双向膨胀阀8能够使制冷系统实现冬季制热转换。
该新风机夏季冷凝器由两部分串联组成，一部分承担新风再热，一部分由双向流排风带到室外。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以增加新风净化段和加湿段或作出其他若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述系统包括显热交换芯(1)，全热交换芯(2)，蒸发器(3)，第一冷凝器(4)，第二冷凝器(5)，压缩机(6)，四通换向阀(7)，双向膨胀阀(8)，排风风机(9)和送风风机(10)，所述压缩机(6)的冷媒出口通过冷媒输送管路(15)与第二冷凝器(5)的冷媒进口连接，第二冷凝器(5)的冷媒出口通过冷媒输送管路(15)与四通换向阀(7)上的第一端口连接，四通换向阀(7)上的第二端口通过冷媒输送管路(15)与第一冷凝器(4)上的第一冷媒端口连接，蒸发器(3)上的第二冷媒端口通过冷媒输送管路(15)与双向膨胀阀(8)的一端连接，双向膨胀阀(8)的另一端通过冷媒输送管路(15)与蒸发器(3)上的第一冷媒端口连接，蒸发器(3)上的第二冷媒端口通过冷媒输送管路(15)与四通换向阀(7)上的第三端口连接，四通换向阀(7)上的第四端口通过冷媒输送管路(15)与压缩机(6)上的冷媒进口连接；所述送风风机(10)设置在第一冷凝器(4)的一侧，所述排风风机(9)设置在第二冷凝器(5)的一侧，所述显热交换芯(1)设置在室内回风入口，所述全热交换芯(2)设置在室内新风入口。
2.如权利要求1所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述第二冷凝器(5)、显热交换芯(1)、蒸发器(3)、全热交换芯(2)和第一冷凝器(4)呈依次排列分布，且所述第二冷凝器(5)、显热交换芯(1)、蒸发器(3)全热交换芯(2)和第一冷凝器(4)被设置在室内的机壳(11)中。
3.如权利要求2所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，在所述机壳(11)内设有由A区域、B区域和C区域构成的新风进气导流通道(12)和由D区域、E区域F区域构成的回风排气通道(13)。
4.如权利要求3所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，在所述机壳(11)内新风进气导流通道(12)与回风排气通道(13)之间设有两处交叉通道(14)，所述显热交换芯(1)与全热交换芯(2)分别安装在两处交叉通道(14)上。
5.如权利要求4所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述新风进气导流通道(12)分为两段，第一段的进风口与机壳(11)上的新风进口(16)连接，第一段的出风口与蒸发器(3)的一侧对接，第二段的进风口与蒸发器(3)的另一侧对接，第二段的出风口与第二冷凝器(5)的另一侧对接，所述排风风机(9)安装在机壳上的新风送出口上，第二冷凝器(5)设置在四通换向阀(7)的前侧，全年作为冷凝器带走压缩机冷凝热，输出热量。
6.如权利要求1所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述显热交换芯(1)用于等湿温度交换，全热交换芯(2)用于焓交换。
7.如权利要求6所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述显热热交换芯(1)的材质为铝板或者高分子材料；全热交换芯(2)为纸质或者高分子材料。
8.如权利要求1所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述压缩机为变频压缩机。
9.如权利要求8所述的设有双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，在所述排风风机(9)和送风风机(10)旁边设置温湿度传感器。
10.如权利要求2所述的双热交换芯的新风除湿系统，其特征在于，所述机壳为立柜式结构或者吊顶式结构。
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