CN107631382A - 热管型自再热式空调新风处理机 - Google Patents

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于国清
陈恒韬
刁竹正
於继康
姚宏飞
杜成君
熊乐
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Abstract

本发明涉及一种热管型自再热式空调新风处理机,包括新风预冷段、冷却除湿段、新风再热段,所述新风预冷段、冷却除湿段、新风再热段沿着新风的流向依次排列,所述新风预冷段与新风再热段通过上连通管与下连通管连接,形成一个分离式热管,所述新风预冷段为分离式热管的蒸发端,所述新风再热段为分离式热管的冷凝端;所述分离式热管外空间均为空气通道,通过分离式热管使新风预冷段与新风再热段与空气进行换热,实现入口新风的预冷以及降温除湿后空气的再热。本发明通过分离式热管利用新风自身热量解决了“冷热相抵”的能耗问题;并通过在下连通管内设置温控式流量调节阀实现对再热量的自动控制,具有很好的节能效果,而且简单可靠。

Description

热管型自再热式空调新风处理机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种空调新风处理机,具体涉及一种热管型自再热式空调新风处理 机,属于空调新风处理技术领域。
背景技术
[0002] 空调用能在建筑能耗中占有相当的比重,降低空调能耗是建筑节能的重要内容, 温湿度独立控制空调系统的出现为降低空调能耗提供了一种新的途径。但是在实际工程应 用中,空调新风大多采用冷却除湿的方法,为了提供房间除湿所需的低湿度空气,新风必须 被处理到低温状态,为了避免风管结露或者送风温度过低,在送入房间时往往又需要进行 再热,这就出现了 “冷热相抵”的问题,造成了严重的能源浪费,使得温湿度独立控制空调系 统的节能效果大大降低。目前也有一些措施来解决“冷热相抵”问题,比如利用空调回风来 预处理新风的方式。此类措施需要把排风管道与新风管道引到一起然后进行换热,但由于 风管尺寸较大,在建筑上往往没有空间进行相应风管的布置,因此常常无法应用。本发明考 虑利用新风在除湿处理前后自身所具有的冷量和热量,设计一种新型的空调新风处理机, 避免“冷热抵消”问题,节约新风处理的能耗。
发明内容
[0003] 本发明提出了一种热管型自再热式空调新风处理机,用于解决现存在的空调新风 处理中的“冷热相抵”问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种热管型自再热式空调新风处理机,包 括新风预冷段、冷却除湿段、新风再热段,所述新风预冷段、冷却除湿段、新风再热段沿着新 风的流向依次排列,所述新风预冷段与新风再热段通过上连通管与下连通管连接,形成一 个分离式热管,所述新风预冷段为分离式热管的蒸发端,所述新风再热段为分离式热管的 冷凝端;所述分离式热管的蒸发端和冷凝端管外空间均为空气通道,通过分离式热管使新 风预冷段和新风再热段与空气进行换热,实现入口新风的预冷以及降温除湿后空气的再 热。
[0005] 所述下连通管内设置温控式流量调节阀,所述温控式流量调节阀由动作部件、波 纹管、热管工质流通管路、膨胀液、固定栓组成,所述波纹管一端与调节阀的动作部件相连, 另一端固定在下连通管的内壁上,波纹管内填充膨胀液,从新风再热段来的热管工质的温 度变化,引起温控式流量调节阀开度变化,来调节热管工质流量和换热量,实现出风温度的 稳定。
[0006]所述新风预冷段和新风再热段均由上联箱、下联箱和换热立管,上联箱、下联箱之 间通过换热立管连接,所述换热立管外空间为空气通道,空气与换热立管为交叉流换热;所 述换热立管采用微通道形式或采用立管外加肋片的形式。
[0007] 本发明的有益效果是:
[0008] 1 •本发明采用分离式热管,实现了新风和降温除湿后的空气的换热,在实现降温 隊ffi后新风再热的町也买现了入口新风的预冷,避免了 “冷热相抵”的问题,大幅节约新 风处理的能耗。
[0009] 2•采用热管,换热效果好,换热效率高。三个空气段依次连接,不需拐弯,风管阻力 小,占地面积小,布置方便。
[0010] 3 •连接新风预冷段和新风再热段的下连通管内设有温控式流量调节阀能有效对 再热量的控制,实现出风温度稳定。
附图说明
[0011]图1为热管型自再热式空调新风处理机的立体示意图;
[0012]图2为冷却除湿段结构示意图;
[0013]图3为温控式流量调节阀结构示意图;
[00M]图4为微通道式换热立管结构示意图;
[0015]图5为肋片式换热立管结构示意图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。
[0017]如图I,2所示,本发明为热管型自再热式空调新风处理机,包括新风预冷段1、冷却 除湿段2、新风再热段3。新风预冷段1、冷却除湿段2、新风再热段3沿着新风的流向依次排 列。如图1,4,5所示,新风预冷段1由再热段上联箱8、再热段下联箱7和换热立管11组成,再 热段上联箱8、再热段下联箱7之间通过换热立管n连接。新风再热段3由预冷段上联箱10、 预冷段下联箱9和换热立管11组成,预冷段上联箱1〇、预冷段下联箱9之间通过换热立管11 连接。再热段上联箱8与预冷段上联箱1〇结构相同,再热段下联箱7与预冷段下联箱9结构相 同。换热立管11外空间为空气通道,空气与换热立管n交叉流换热;冷却除湿段2由冷冻水 联箱和冷却盘管14组成,冷却盘管14置于冷冻水联箱内,冷却盘管14外为空气通道,冷却盘 管14一端设有冷冻水出口 12;另一端设有冷冻水进口 13。新风预冷段1和新风再热段3通过 上、下连通管4,5连接组成一个分离式热管对新风进行预冷和再热。在本实施例中,选用热 阻较小、导热系数较高的铜制换热立管;选用铜制的冷却盘管与上、下连通管。上、下连通管 外均敷设保温层。热管内的工质选用汽化潜热较高、粘性较低、性质稳定的R22或与R22性质 相近的替代环保型制冷剂。
[0018]在连接新风预冷段1与新风再热段3的下连通管5内设置温控式流量调节阀6。如图 4所示,温控式流量调节阀6由动作部件16、波纹管17、热管工质流通管路18、膨胀液、固定栓 I9组成,波纹管17—端与调节阀的动作部件16相连,另一端固定在下连通管5的内壁上。在 本实施例中,波纹管17内的膨胀液选用膨胀系数较大、与换热立管11相容性较好、沸点较高 的丙酮。
[0019]换热立管11可以采用多种形式,比如图4所示的微通道式15,本实施例中选用多条 外径为2〇mm的微通道组成的平板式换热立管;也可以采用图5的肋片式换热立管,本实施例 中采用铜管外加铝制平行式矩形通肋。
[0020]在本实施例中新风再热段3的标高比新风预冷段1要高一些比如预冷段高度的 20 %,连接新风再热段3和新风预冷段1的连通管4、5与水平面具有至少5。倾角,便于工质流 动。
[0021]在夏季工况下,新风处理机运行时,高温高湿的室外空气首先进入新风预冷段,新 风的热量传递给新风预冷段热管内工质,新风温度降低;液态的热管工质吸热、汽化、蒸发, 上升到新风预冷段的上联箱,进而通过上连通管进入新风再热段的上联箱内。新风从新风 预冷段出来后进入冷却除湿段,与盘管内的冷却介质换热,温度降低到露点温度以下,并有 冷凝水析出,实现空气的降温除湿。最后空气进入新风再热段,从气态的热管工质吸热,温 度升高,送出;气态的热管工质向空气传热,冷凝,在重力作用下流到新风再热段的下联箱, 液态的热管工质通过下连通管重新回到新风预冷段内。这样新风依次完成进行冷却降温、 降温降湿和加热升温,热管内的工质也完成一个循环。
[0022]本发明技术方案中,为了对再热量进行调节,在下连通管内设置温控式流量调节 阀,波纹管一端与调节阀的动作部件相连,另一端固定在下连通管的内壁上。波纹管内填充 膨胀系数较大的膨胀液,当从新风再热段回流的液态热管工质的温度较高时,膨胀液体积 增大,波纹管伸长,调节阀开度减小,冷凝液回流到新风预冷段的热管工质流量减小,换热 量减小。当热管工质的温度较低时,膨胀液收缩,阀门开度增大,热管工质流量增大,换热量 增大。这样就可以实现对再热量的自动控制,实现出风温度稳定。
[0023]在冬季工况下,冷却除湿段的盘管内通热水,对新风进行加热。由于所采用分离式 热管,新风再热段高于新风预冷段,因此热管不工作,加之温控式流量调节阀的设置,可以 确保热管工质不循环,不会出现入口新风对加温后的新风进行降温的现象。这时可以将整 个分离式热管从新风处理机里面取出,减小新风系统的阻力,降低风机耗电量。
[0024]本发明所述的热管型自再热式空调新风处理机工作模式如下:
[0025] 1在夏季工况
[0026]当热管型自再热空调新风处理机运行时,室外温度高温高湿新风,比如温度T: 35 °C ;相对湿度RH: 50 • 2%,首先进入新风预冷段1,新风的热量传递给新风预冷段1换热立管 11内的热管工质,换热立管11工质蒸发,进入新风预冷段1的预冷段上联箱10,并通过上连 通管4进入新风再热段3的再热段上联箱8内,新风因为向换热立管11工质传热而温度降低, 如T:27.9°C;RH:75.2%。然后新风进入冷却除湿段2,与盘管内的冷冻水如7°C换热,温度降 低到露点温度以下,如T: 11 °C ; RH: 90%,并有冷凝水析出,实现空气的降温除湿。最后空气 进入新风再热段3,换热立管11内的热管工质向空气传热后,冷凝,在重力作用下流到新风 再热段3的再热段下联箱7,并通过下连通管5重新回到新风预冷段1内,新风加热升温,如T: 18.5°C;RH:55.5%后送出。这样新风依次完成进行冷却降温、降温降湿和加热升温。热管工 质也完成一个循环。
[0027]本发明所述的热管型自再热式空调新风机按上述实施方式对新风进行处理,单位 时间每秒每处理lm3新风,需要的制冷量为50kff,再热量为〇;常规新风机组按上述实施方式 对新风进行处理,单位时间每秒每处理lm3新风,机组需要的制冷量58.5kW,再热量8.5kW。 本发明较常规新风机组单位时间处理lm3新风节省了 8.5kW冷量,8.5kW再热量,相比常规新 风机组本发明节省了13%的制冷量,而且省去了再热所需的制热设备、管路系统和能耗。 [0028]按照本实施例中所述的新风处理方式,设置室外新风温度为35°C,送风温度为 1S_5°C。室外新风高于:35°C时,从新风再热段3回流的液态热管工质的温度较高,波纹管内 的膨胀液受热体积增大,波纹管17伸长,调节阀开度减小,热管工质回流到新风预冷段1的 流量减小,换热量减小。室外新风低于35。(:时,热管工质的温度较低,波纹管内的膨胀液收 缩,波纹管缩短,阀门开度增大,热管工质流量增大,换热量增大。这样就可以实现对再热量 的自动控制,实现出风温度稳定。
[0029] 2冬季工况
[0030] 冷却除湿段的盘管内通热水,对新风进行加热。由于所采用分离式热管,新风再热 段3高于新风预冷段1,因此热管不工作,加之温控式流量调节阀的设置,可以确保热管工质 不循环,从而不会出现入口新风对加温后的新风进行降温的现象。这时可以将整个分离式 热管从新风处理机里面取出,减小新风系统的阻力,降低风机耗电量。
[0031] 如上所述,便可较好的实现本发明,解决“冷热相抵”的能耗问题;上述实施例仅为 本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围;即凡依本发明内容所作的均等变 化与修饰,都为本发明权利要求保护的范围所涵盖。

Claims (3)

  1. l. 一种热管型自再热式空调新风处理机,包括新风预冷段a)、冷却除湿段(2)、新风再 热段(3),其特征在于:所述新风预冷段a)、冷却除湿段(2)、新风再热段(3)沿着新风的流 向依次排列,所述新风预冷段(1)与新风再热段(3)通过上连通管(4)与下连通管(5)连接, 形成一个分离式热管,所述新风预冷段(1)为分离式热管的蒸发端,所述新风再热段(3)为 分离式热管的冷凝端;所述分离式热管的蒸发端和冷凝端管外空间均为空气通道,通过分 离式热管使新风预冷段(1)和新风再热段(3)与空气进行换热,实现入口新风的预冷以及降 温除湿后空气的再热。
  2. 2.根据权利要求1所述的热管型自再热式空调新风处理机,其特征在于:所述下连通管 (5)内设置温控式流量调节阀(6),所述温控式流量调节阀6由动作部件(16)、波纹管(17)、 热管工质流通管路(1®、膨胀液、固定栓(19)组成,所述波纹管(17) —端与调节阀的动作部 件(I6)相连,另一端固定在下连通管(5)的内壁上,波纹管(17)内填充膨胀液,从新风再热 段(3)来的热管工质的温度变化,引起温控式流量调节阀(6)开度变化,来调节热管工质流 量和换热量,实现出风温度的稳定。
  3. 3.根据权利要求1所述的热管型自再热式空调新风处理机,其特征在于:所述新风预冷 段(1)和新风再热段(3)均由上联箱、下联箱和换热立管(1D,上联箱、下联箱之间通过换热 立管(11)连接,所述换热立管(11)外空间为空气通道,空气与换热立管(11)为交叉流换热; 所述换热立管(11)采用微通道形式或采用立管外加肋片的形式。
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