CN107726532A - 一种热泵新风机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种热泵新风机，其包括壳体；具有排风进口的排风进腔室和具有排风出口的排风出腔室，所述排风进腔室和排风出腔室构成排风通道；具有新风进口的新风进腔室和具有新风出口的新风出腔室，所述新风进腔室和新风出腔室构成新风通道，且所述新风通道和排风通道在壳体的腔室内互不相通；热泵，设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件；和设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件。本申请提供的热泵新风机，热回收效率高，一般全热回收效率不低于80％，冬季热回收效率超过100％，夏季还具有除湿功能，降低室内空调负荷。

Description

一种热泵新风机
技术领域
本发明涉及一种新风机领域，特别是一种带热泵和辅助电加热的新风净化换气机。
背景技术
现在房间的气密性越来越好，人们长期处于密闭的环境中，由于缺乏必须的空气流通，室内空气质量很差，很容易引起不适和疾病的传播。因此，必须采取措施进行空气交换，在不开窗的条件下引入室外新鲜空气，排除室内混浊有害的气体。目前，市场上已经开发出新风机系统用于室内外的通风换气。
新风机是一种节能型的空调末端产品，该产品将污浊的空气从建筑内排除，又将室外新鲜的空气(富含氧气)送入建筑内。目前新风机分为三种：正压单向进风式、负压单向排风式、热泵新风机，前两种都没有热回收装置。第三种带热回收，其中热回收又分为两种方式：显热回收和潜热回收，在新风和排风两种空气流通时，机组把排风中的空调能量(夏季冷量、冬季热量)回收，并传递到新鲜空气中，从而达到节能的目的。
但近来随着大气雾霾的日益严重，室外新鲜空气虽然富含氧气，但却十分不卫生，特别是PM2.5颗粒物浓度高，同时也存在许多病毒、细菌等有害微生物，还有硫化物、氮化物和臭氧等这些无机污染气体，这样新鲜空气送入建筑房间内会给人们身体健康造成很大影响。
如果新风机不具备过滤这些粉尘颗粒、有害微生物和无机污染物的能力，那么新风的进入反而可能降低室内空气的质量。而且在冬季或者夏季，室内外的空气温度湿度差别较大，如果新风机不能有效地回收能量，将增加室内空调的负担，不但舒适性差，也不节能。
目前，很多新风机带了热回收换热器，但普遍存在以下一些问题：首先热回收效率低，全热回收效率一般低于60％，夏天除湿效果差，冬天进风温度低，降低舒适感，同时造成能量的浪费，增加室内空调的能耗；其次热回收换热器内漏严重，室内的污染空气泄漏到新风中，污染了新风，降低了进风的空气质量；第三热回收换热器表面潮湿发霉，滋生细菌，造成二次污染；第四，热回收换热器风阻普遍偏大，一般不低于100pa；最后，全热回收换热器寿命普遍不长，在长期潮湿恶劣环境中，一般一年就要更换，使用成本高。
发明内容
为了解决上述热泵新风机存在的问题，本申请提供一种热泵新风机，其特征在于，其包括：
壳体；
具有排风进口的排风进腔室和具有排风出口的排风出腔室，所述排风进腔室和排风出腔室构成排风通道；
具有新风进口的新风进腔室和具有新风出口的新风出腔室，所述新风进腔室和新风出腔室构成新风通道，且所述新风通道和排风通道在壳体的腔室内互不相通；
热泵机组，所述热泵机组包括位于排风进腔室和排风出腔室之间的第一换热器，位于新风进腔室和新风出腔室之间的第二换热器，压缩机，四通换向阀和气液分离器，其中所述压缩机的高压出口连接所述四通换向阀的一个接口，所述压缩机的低压进口连接所述气液分离器的出口，所述四通换向阀的另外三个接口分别连接所述气液分离器的进口、所述第一换热器的一个端口和所述第二换热器的一个端口，所述第一换热器的另一端口和所述第二换热器的另一端口经双向节流装置相连接；
设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件；和
设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件。
在一种实施方式中，在排风进腔室和/或排风出腔室内设置有排风风机；和/或，在新风进腔室和/或新风出腔室内设置有新风风机。
在一种实施方式中，在排风出腔室内设置有排风风机；和/或，在新风出腔室内设置有新风风机。
在一种实施方式中，在排风进腔室内还设置有排风初效过滤器。
在一种实施方式中，所述设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件包括新风初效过滤器、新风中效过滤器和活性炭过滤器。
在一种实施方式中，所述新风初效过滤器、新风中效过滤器和/或活性炭过滤器可拆卸地固定在所示新风进腔室内。
在一种实施方式中，所述设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件包括高效过滤器。
在一种实施方式中，在所述新风出腔室内设置有辅助电加热器。
在一种实施方式中，所述双向节流装置为电子膨胀阀或热力膨胀阀或毛细管。
在一种实施方式中，在所述第一换热器和/或第二换热器底部均设置有水盘。
与现有新风机相比，本发明提供的热泵新风机，其热回收效率高，一般全热回收效率不低于80％，冬季热回收效率超过100％，夏季还具有除湿功能，降低室内空调负荷。本发明风阻低，没有内漏，不怕潮湿恶劣的环境，使用寿命长，另外高效过滤器位于热回收换热器后面，有效降低了二次污染带来的颗粒物、细菌等污染。
附图说明
图1是本申请的一个具体实施方式提供的热泵新风机结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，具体实施方式对本发明的保护范围不具有限定作用。
本申请提供一种热泵新风机，其特征在于，其包括：
壳体；
具有排风进口的排风进腔室和具有排风出口的排风出腔室，所述排风进腔室和排风出腔室构成排风通道；
具有新风进口的新风进腔室和具有新风出口的新风出腔室，所述新风进腔室和新风出腔室构成新风通道，且所述新风通道和排风通道在壳体的腔室内互不相通；
热泵机组，所述热泵机组包括位于排风进腔室和排风出腔室之间的第一换热器，位于新风进腔室和新风出腔室之间的第二换热器，压缩机，四通换向阀和气液分离器，其中所述压缩机的高压出口连接所述四通换向阀的一个接口，所述压缩机的低压进口连接所述气液分离器的出口，所述四通换向阀的另外三个接口分别连接所述气液分离器的进口、所述第一换热器的一个端口和所述第二换热器的一个端口，所述第一换热器的另一端口和所述第二换热器的另一端口经双向节流装置相连接；
设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件；和
设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件。
以下分别阐述本申请热泵新风机的各个部分。
图1示出本申请一个具体实施方式提供的一种热泵新风机的结构示意图。如图1所示，本申请的热泵新风机包括壳体30，用于容纳新风机的各个部件。新风机的壳体30可以使用塑料或者金属制成。
本申请的热泵新风机同样用于建筑物内外的通风换气，因而包括用于建筑物内空气向外排放的排风通道，以及用于由建筑物外向内输送新鲜空气的新风通道。如图1所示，在本申请的热泵新风机中，排风通道由排风进腔室1和排风出腔室2构成，其中排风进腔室1具有排风进口19，而排风出腔室2具有排风出口20。在安装本申请的热泵新风机时，该排风进口19与建筑物内部空间连通，建筑物内部的空气通过该排风进口19进入该排风进腔室1，而后进入排风出腔室2；该排风出口20与建筑物外部连通，进入排风出腔室2的空气通过该排风出口20排出。类似地，在本申请的热泵新风机中，新风通道由新风进腔室3和新风出腔室4构成，其中新风进腔室3具有新风进口21，而新风出腔室4具有新风出口22。在安装本申请的热泵新风机时，该新风进口21与建筑物外部相连通，建筑物外部的新鲜空气通过该新风进口21进入该新风进腔室3，而后进入新风出腔室4；该新风出口22与建筑物内部相连通，进入新风出腔室4的新鲜空气通过该新风出口22进入到建筑物内部，从而实现内外空气的交换。在本申请中，所述新风通道和所述排风通道在壳体的腔室内互不相通，以确保在内外空气的交换过程中新鲜空气和排出空气不出现混合现象。
为了提高内外空气的交换速率，在一种实施方式中，在排风进腔室1和/或排风出腔室2内设置有排风风机6；和/或，在新风进腔室3和/或新风出腔室4内设置有新风风机5。优选地，在排风出腔室2内设置有排风风机6；和/或，在新风出腔室4内设置有新风风机5。
如图1所示，本申请的热泵新风机还包括热泵机组。该热泵机组包括位于排风进腔室1和排风出腔室2之间的第一换热器14，位于新风进腔室3和新风出腔室4之间的第二换热器16，压缩机12，四通换向阀13和气液分离器17，其中所述压缩机12的高压出口连接所述四通换向阀13的一个接口，所述压缩机12的低压进口连接所述气液分离器17的出口，所述四通换向阀13的另外三个接口分别连接所述气液分离器17的进口、所述第一换热器14的一个端口和所述第二换热器16的一个端口，所述第一换热器14的另一端口和所述第二换热器16的另一端口经双向节流装置15相连接。
对于本申请中使用的第一换热器和第二换热器，可以使用常用的板式换热器、管式换热器等。优选地，第一换热器和第二换热器均可以使用翅片式管式换热器，以增大换热面积。在一种实施方式中，第一换热器和第二换热器使用结构相同的翅片式管式换热器，两者具有基本相同的热交换面积。
对于本申请新风机的热泵机组中使用的压缩机，四通换向阀和气液分离器等可以使用本领域通常用于热泵机组的各种压缩机，四通换向阀和气液分离器等。在一种实施方式中，所述双向节流装置15为电子膨胀阀或热力膨胀阀或毛细管。
在一种实施方式中，在所述第一换热器14和/或第二换热器16底部均设置有水盘18，以收集热泵新风机在运行过程中可能产生的冷凝水。
该热泵用于实现通过新风进口21进入到新风机的新鲜空气与通过排风进口19进入到新风机的排出空气在新风机内部的热交换，从而可以回收排出空气的热(冷)量，进而节约能源，并保持建筑物内部的空气温度，提高舒适度。
当热泵新风机在夏季工作时，热泵机组在制冷模式下工作：压缩机12中被压缩的高压高温气态冷媒通过四通换向阀13进入第一换热器14，冷媒在第一换热器14中经与排风换热之后被冷却成液体，经过双向节流装置15节流成两相状态进入第二换热器16蒸发吸收新风的热量后成为过热气体，经过四通换向阀13进入气液分离器17，然后被吸入压缩机12，完成一个循环。新风经过第二换热器16冷却可能产生的冷凝水落入水盘18，然后被泵出室外。
当热泵新风机在冬季工作时，热泵机组在加热模式下工作：压缩机12中被压缩的高压高温气态冷媒通过四通换向阀13进入第二换热器16，冷媒在第二换热器16中经与新风换热之后被冷却成液体(同时，新风被加热)，经过双向节流装置15节流成两相状态进入第一换热器14蒸发吸收排风的热量后成为过热气体，经过四通换向阀13进入气液分离器17，然后被吸入压缩机12，完成一个循环。排风经过第一换热器14被冷却可能产生的冷凝水落入水盘18，然后被泵出室外。
在过渡季节，当室内外空气的温度差异较小甚至相当时，可以停止热泵机组的运行，仅将室外的新风经新风通道送入室内，将室内的排风经排风通道排出室外，而不发生新风和排风的热交换。此时，热泵机组处于停止模式，以节约能源。
在一种实施方式中，本申请热泵新风机还包括档位调节器(未示出)，用于调节热泵机组的工作模式(加热、制冷和停止)。由此，本申请热泵新风机的热泵机组的工作模式可以由使用者通过调节热泵机组的档位调节器(加热、制冷和停止)来手动控制。
在一种实施方式中，本申请热泵新风机还包括控制组件(未示出)，用于自动控制热泵机组的工作模式。所述控制组件包括控制模块、用于测定室外空气温度(即新风温度，Tout)的新风温度传感器以及用于测定室内空气温度(即排风温度，Tin)的排风温度传感器。该控制模块可以根据新风温度Tout和排风温度Tin之间的差值来自动调节热泵机组的工作模式(加热、制冷和停止)。
例如，可以如下预先设定控制模块对热泵机组的控制：
当Tin-Tout≥A，则开启热泵机组的加热模式；
当Tin<Tout，且|Tin-Tout|≥B，则开启热泵机组的制冷模式；
在其他条件，则控制热泵机组处于停止模式。
室内外温差A与室内外温差的绝对值B可以相同，也可以不同，可以由本申请热泵新风机的生产者预先设定，或者由使用者根据需要自行调整。在一种实施方式中，A值为至少10℃，例如至少12℃，至少15℃，且至多30℃，或者至多25℃。在一种实施方式中，B值为至少10℃，例如至少12℃，至少15℃，且至多50℃，或者至多30℃，或者至多25℃。
在一种实施方式中，在排风进腔室1内还设置有排风初效过滤器11。该排风初效过滤器11使排出空气接触第一换热器14之前先经该排风初效过滤器11过滤。在一种实施方式中，该排风初效过滤器11可拆卸地固定在排风进腔室1内，以便于其更换。表1列出了空气过滤器的过滤效率规格的欧洲现行标准。根据欧洲标准，该排风初效过滤器11的过滤效率为G1-G4规格，优选为G3-G4规格。
表1空气过滤器过滤效率规格的欧洲现行标准
如上所述，由于目前空气污染等问题，新鲜空气直接输送入室内是不利的。本申请的热泵新风机还包括设置在新风进腔室3内的至少一个过滤组件，以及设置在新风出腔室4内的至少一个过滤组件。设置在新风进腔室3内的至少一个过滤组件可以过滤掉新风中的毛发、树叶、花粉、大颗粒物和一些无机气态污染物等。在一种实施方式中，设置在新风进腔室3内的至少一个过滤组件包括新风初效过滤器7、新风中效过滤器8和活性炭过滤器9。所述新风初效过滤器7、新风中效过滤器8和活性炭过滤器9可拆卸地设置在新风进腔室3内，以便于更换。
在一种实施方式中，为了不会不利地使得新风初效过滤器7的过滤阻力太大，根据欧洲标准，新风初效过滤器7的过滤效率可以为G3-F6规格。在优选的实施方式中，新风初效过滤器7可以为袋式过滤器，该袋式过滤器可拆卸地与所述新风进口相连，以便于其更换。该新风初效过滤器7采用袋式结构，相比于一般的平板式过滤器，过滤效果更好，容尘量高，过滤阻力上升慢，进而使用寿命长，而且还可以有效杜绝室外蚊虫爬虫通过风道进入室内。在一种实施方式中，新风初效过滤器7可以使用静电棉制成。
在一种实施方式中，新风中效过滤器8可以使用平板式过滤器结构，其可拆卸地固定在新风进腔室3内。根据欧洲标准，新风中效过滤器8的过滤效率不低于F7级，优选为F7-H12规格。活性炭过滤器9用于去除硫化物、氮化物和臭氧等无机气态污染物，也可以使用平板式过滤器结构，并可拆卸地固定在新风进腔室3内。
在一种实施方式中，设置在新风出腔室4内的至少一个过滤组件包括高效过滤器10，其可以进一步过滤经过第二换热器16热交换的新风空气。该高效过滤器10可以过滤细微颗粒物和细菌病毒等以及经过第二换热器热交换之后产生的二次污染物，进一步提高进入室内的新风空气质量。根据欧洲标准，高效过滤器的过滤效率不低于H12规格，优选为H12-H14规格。
在一种实施方式中，在新风出腔室4内设置有新风风机5，所述设置在新风出腔室4内的至少一个过滤组件包括高效过滤器10。在新风通道中设置多级过滤组件，可以提高进入室内的新风空气质量，同时降低各个过滤组件的过滤载荷，降低制造成本。
在图1所示的热泵新风机中，排出空气的路径为经排风进口19进入排风进腔室1，经过排风初效过滤器11过滤之后，通过第一换热器14的外表面进行热交换，之后进入排风出腔室2，以排风风机6经排风出口20排出；而新风的路径为经新风进口21进入新风进腔室3，依次经过新风初效过滤器7、新风中效过滤器8和活性炭过滤器9进行过滤，通过第二换热器16的外表面进行热交换，之后进入新风出腔室3，以排风风机5经新风出口22排入到室内。
在一种实施方式中，在所述新风出腔室4内设置有辅助电加热器23，以当冬季室外温度太低，可开启辅助电加热器23对进来的新风进行辅助加热，改善舒适度。在一种实施方式中，所述辅助电加热器23位于所述高效过滤器10和新风风机5之间。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵新风机，其特征在于，其包括：
壳体；
具有排风进口的排风进腔室和具有排风出口的排风出腔室，所述排风进腔室和排风出腔室构成排风通道；
具有新风进口的新风进腔室和具有新风出口的新风出腔室，所述新风进腔室和新风出腔室构成新风通道，且所述新风通道和排风通道在壳体的腔室内互不相通；
热泵机组，所述热泵机组包括位于排风进腔室和排风出腔室之间的第一换热器，位于新风进腔室和新风出腔室之间的第二换热器，压缩机，四通换向阀和气液分离器，其中所述压缩机的高压出口连接所述四通换向阀的一个接口，所述压缩机的低压进口连接所述气液分离器的出口，所述四通换向阀的另外三个接口分别连接所述气液分离器的进口、所述第一换热器的一个端口和所述第二换热器的一个端口，所述第一换热器的另一端口和所述第二换热器的另一端口经双向节流装置相连接；
设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件；和
设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件。
2.根据权利要求1所述的热泵新风机，其特征在于，在排风进腔室和/或排风出腔室内设置有排风风机；和/或
在新风进腔室和/或新风出腔室内设置有新风风机。
3.根据权利要求2所述的热泵新风机，其特征在于，在排风出腔室内设置有排风风机；和/或
在新风出腔室内设置有新风风机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，在排风进腔室内还设置有排风初效过滤器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，所述设置在新风进腔室内的至少一个过滤组件包括新风初效过滤器、新风中效过滤器和活性炭过滤器。
6.根据权利要求5所述的热泵新风机，其特征在于，所述新风初效过滤器、新风中效过滤器和/或活性炭过滤器可拆卸地固定在所示新风进腔室内。
7.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，所述设置在新风出腔室内的至少一个过滤组件包括高效过滤器。
8.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，在所述新风出腔室内设置有辅助电加热器。
9.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，所述双向节流装置为电子膨胀阀或热力膨胀阀或毛细管。
10.根据权利要求1-3任一项所述的热泵新风机，其特征在于，在所述第一换热器和/或第二换热器底部均设置有水盘。
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