CN108518769A - 一种多功能新风处理机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能新风处理机组，特别涉及一种能制冷、制热、除湿、加湿、净化和热回收的多功能新风处理机组。该多功能新风处理机组由箱体、排风机、室外冷凝器、第一风阀、新风接口、热回收器、排风接口、第二风阀、水洗过滤器、第三风阀、蒸发器、第四风阀、室内冷凝器、新风机、水泵、水箱、水阀、压缩机、双向节流元件、四通阀、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀等组成；本发明能对进入室内的新风实现降温、升温、加湿、除湿、净化等单一、二个或多个功能组合的处理过程，而且还能保证这些处理过程的高效地完成，有效地解决了建筑节能和室内舒适健康这个诉求矛盾的问题。

Description

一种多功能新风处理机组
技术领域
本发明主要涉及建筑物和空调系统的新风处理技术领域，特别是涉及一种能制冷、制热、除湿、加湿、净化和热回收的多功能新风处理机组。
背景技术
随着建筑节能的法规越来越严厉，被动房、近零能耗建筑等低能耗建筑将是新建建筑的努力方向；对已有建筑，运行能耗也必须显著降低下来。因此，不管已有建筑或新建建筑，高能效、低能耗是其必备的特性。另外，随着社会物质丰富和生活水平的提高，人们对室内居住和工作环境的健康和舒适要求也越来越高，室内环境的健康就要求加大室外新风的引入量，并对空气进行净化，剔除其中的有害物质；舒适就要求对室内空气的温度、湿度、成分等进行控制，并将其调节到人体舒适的范围内。因此，营造室内舒适和健康的环境，就需要多消耗能量。为了解决建筑节能和舒适健康这一相互矛盾的要求，人们在技术上提出了不少的解决方案。例如，专利CN201310293056.6提出热回收空调机组，将热泵的二个换热器分别置于送风箱和排风箱，利用热泵来回收室内排风的能量，用于处理新风，节能效果显著；专利CN201210029966.9和CN201310189238.9和CN201210117824.8提出带空气热交换芯体的热泵空调系统，将空气热交换芯体和热泵室内、外换热器集成在空调系统的新、排风系统中，热交换芯体先回收排风能量并释放给新风后，再进入热泵换热器，有效地降低新风处理的能耗。以上技术方案均通过回收排风能量，来降低处理新风的能耗，达到空调系统节能的目的。但是，这些技术方案尚未考到人们对室内空气环境需要的多样性要求，以及气候因素对这些需求的影响。例如，雾霾天气或沙尘天气的空气净化、南方梅雨季节的升温除湿、北方采暖季节的加湿等需求。这些方案更未考虑到气候因素影响下满足不同需求时如何改进运行能效水平的问题。
本发明的目的，是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种具备制冷、制热、除湿、加湿、净化和热回收等多功能的新风处理机组，它根据季节变化组合出多种运行模式，以满足人们对室内环境多样化需求的同时，也有效地改善机组在各种运行模式下的能效水平。
为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：一种多功能新风处理机组，该多功能新风处理机组由箱体1、排风机2、室外冷凝器3、第一风阀4、新风接口5、热回收器6、排风接口7、第二风阀8、水洗过滤器9、第三风阀10、蒸发器11、第四风阀12、室内冷凝器13、新风机14、水泵15、水箱16、水阀17、压缩机18、双向节流元件19、四通阀20、第一三通阀21、第二三通阀22、第三三通阀23和第四三通阀24等组成；风管路的连接次序如下：室外新风通过新风管接到新风接口5，新风接口5连接到热回收器6的新风通道的进口，热回收器6的新风通道出口依次与水洗过滤器9、蒸发器11、室内冷凝器13相连接；室内冷凝器13出风口处装有新风机14，新风机14将处理后的新风送入室内；热回收器与水洗过滤器9的风道上接有第二风阀8，水洗过滤器9与蒸发器11的风道上接有第三风阀10，蒸发器11与室内冷凝器13的风道上接有第四风阀12；室内排风通过排风管接到排风接口7，排风接口7连接到热回收器6排风通道的进口，热回收器6排风通道的出口与室外冷凝器3相连接，室外冷凝器3出风口处装有排风机2，排风机2将处理后的排风排到室外；热回收器6与室外冷凝器3的风道上接有第一风阀4；排风机2、室外冷凝器3、第一风阀4、新风接口5、热回收器6、排风接口7、第二风阀8、水洗过滤器9、第三风阀10、蒸发器11、第四风阀12、室内冷凝器13和新风机14均安装在箱体1内。
制冷剂管路的连接次序如下：四通阀20的a口通过管道接到压缩机18的排气口，四通阀20的b口接到三通阀21的o1口，四通阀20的c口接到压缩机18的吸气口，四通阀20的d口接到蒸发器11的出口；第一三通阀21的r1口接到室外冷凝器3的进口，第一三通阀21的s1口接到室内冷凝器13的进口；第二三通阀22的s2口接到第三三通阀23的s3口，第二三通阀22的n口接到第一三通阀21的r1口后的管道上，第二三通阀22的o2口接到室内冷凝器13的出口，第三三通阀23的r3口接到第四三通阀24的r4口，第三三通阀23e3口接到双向节流元件19出口，节流元件19进口接到蒸发器11进口，第四三通阀24的o4口与室外冷凝器3出口连接，第四三通阀24的m口接到第一三通阀21的s1口后的管道上；水管路的连接次序如下：水箱16进口通过水管与水洗过滤器9下部的水池与蒸发器11底部水盘连接、其出口接到水泵15进口，水泵15出口接到水洗过滤器9上部的进水管，水箱16底部接口通过水阀17分别与排水管和补水管连接。
热回收器6是热管-板片一体式，或者省去，还能够是转轮式、热管式、板式或者高分子膜全热式等型式的热回收器。
水洗过滤器9能够用一个空气加湿器和一个空气净化器替代，也能够省去。
室内冷凝器13能够置于水洗过滤器9之前，也能够置于水洗过滤器9之中，还能够省去。
新风接口5和排风接口7能够通过管道连接起来。
热回收器6排风通道的进口与出口能够通过管道连接起来，热回收器6新风通道的进口与出口也能够通过管道连接起来。
机组所有的零部件均置于箱体1内，也能够把制冷剂管路部分单独集于一体另置，或者能够把制冷剂管路部分和室外冷凝器3单独集于一体另置。
制冷剂管路中第二三通阀22和第四三通阀24能够省去；也能够增补气液分离器、油分离器和贮液器等部件。
压缩机18能够是普通单级压缩机，也能够是带补气口的压缩机或单机二级压缩机，制冷剂管路部分能够相应变化以与压缩机的需要相适应。
水管路中能够增加对水加热、软化、过滤等功能部件，水中也能够添加食醋、食用碱和家用洗涤剂或消毒剂等物质。
本发明采用了热回收器、水洗过滤器和热泵换热器嵌套排布的结构，根据气候条件和室内环境需求，其中的部分或全部设备投入运行，不仅能对排风能量最大限度地回收利用，也能对进入室内的新风实现降温、升温、加湿、除湿、净化等单一、二个或多个功能组合的处理过程，而且还能保证这些处理过程的高效地完成，有效地解决了建筑节能和室内舒适健康这个诉求矛盾的问题。
附图说明
下面结合附图及具体的实施方式对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一的构成示意图。
图2是本发明实施例二的构成示意图。
图3是本发明实施例三的构成示意图。
图中：1—箱体，2—排风机，3—室外冷凝器，4—第一风阀，5—新风接口，6—热回收器，7—排风接口，8—第二风阀，9—水洗过滤器，10—第三风阀，11—蒸发器，12—第四风阀，13—室内冷凝器，14—新风机，15—水泵、16—水箱，17—水阀，18—压缩机，19—双向节流元件，20—四通阀，21—第一三通阀，22—第二三通阀，23—第三三通阀，24—第四三通阀。
具体实施方式
实施例一
参考图1，该实施例是具备制冷、制热、除湿、加湿、净化和热回收的多功能新风处理机组，它由箱体1、排风机2、室外冷凝器3、第一风阀4、新风接口5、热回收器6、排风接口7、第二风阀8、水洗过滤器9、第三风阀10、蒸发器11、第四风阀12、室内冷凝器13、新风机14、水泵15、水箱16、水阀17、压缩机18、双向节流元件19、四通阀20、第一三通阀21、第二三通阀22、第三三通阀23和第四三通阀24等组成，风管路的连接次序如下：室外新风通过新风管接到新风接口5，新风接口5连接到热回收器6新风通道的进口，其出口依次与水洗过滤器9、蒸发器11、室内冷凝器13相连接，室内冷凝器13出风口装有新风机14，可将处理后的新风送入室内；热回收器与水洗过滤器9的风道上接有风阀8、水洗过滤器9与蒸发器11的风道上接有风阀10、蒸发器11与室内冷凝器13的风道上接有风阀12；室内排风通过排风管接到排风接口7，排风接口7连接到热回收器6排风通道的进口，其出口与室外冷凝器3相连接，室外冷凝器3出风口装有排风机2，可将处理后的排风排到室外；热回收器6与室外冷凝器3的风道上接有风阀4；制冷剂管路的连接次序如下：四通阀20的a口通过管道接到压缩机18排气口、b口接到三通阀21的o1口、c口接到压缩机18吸气口、d口接到蒸发器11出口,三通阀21的r1口接到室外冷凝器3进口、s1口接到室内冷凝器13进口,三通阀22的s2口接到三通阀23的s3口、n口接到三通阀21的r1口后的管道上、o2口接到室内冷凝器13出口，三通阀23的r3口接到三通阀24的r4口、e3口接到双向节流元件19出口、节流元件19进口接到蒸发器11进口，三通阀24的o4口与室外冷凝器3出口连接、m口接到三通阀21的s1口后的管道上；水管路的连接次序如下：水箱16进口通过水管与水洗过滤器9下部的水池与蒸发器11底部水盘连接、其出口接到水泵15进口，水泵15出口接到水洗过滤器9上部的进水管，水箱16底部接口通过水阀17分别与排水管和补水管连接。
热回收功能的实现方式如下：室内排风通过排风管接到排风接口7，流过热回收器6排风通道，室外新风通过新风管接到新风接口5，流过热回收器6新风通道。这样，排风携带的能量通过热回收器6时，在气流隔离的情况下转移到新风中，有效减少了新风处理的能量消耗。
加湿和净化功能的实现方式如下：水洗过滤器9内有不吸水的多孔结构芯体，水泵15将水送到其上部的进水管，并均匀地喷洒到多孔结构芯体上，空气经过芯体时得到过滤和水洗，实现了净化和加湿。
热泵系统通过四通阀20和三通阀21～24转换制冷剂的流向，可以实现如下功能：
升温的实现方式如下：四通阀20的a口和d口、b口和c口相通，三通阀21的r1口和o1口、三通阀22的s2口和o2口、三通阀23的r3口和e3口、三通阀24的r4口和o4口相通。这时，制冷剂的循环回路是：压缩机19→四通阀20→蒸发器11→双向膨胀阀19→室外冷凝器3→四通阀20→压缩机19。热泵系统工作时，工质携带的热量在蒸发器11中释放给新风，起到加热升温的作用；工质在室外冷凝器3中蒸发吸收排风的热量，进一步降温后的排风排放到室外。
降温和除湿的实现方式如下：四通阀20的a口和b口、c口和d口相通，三通阀21的r1口和o1口、三通阀22的s2口和o2口、三通阀23的r3口和e3口、三通阀24的r4口和o4口相通。这时，制冷剂的循环回路是：压缩机19→四通阀20→室外冷凝器3→双向膨胀阀19→蒸发器11→四通阀20→压缩机19。热泵系统工作时，工质携带的热量在室外冷凝器3中释放给排风，进一步升温后的排风排放到室外；工质在蒸发器11中蒸发吸收新风的热量，对新风进行降温，温度降到空气露点以下时即对空气除湿，起到降温除湿的作用。
升温和除湿的实现方式如下：四通阀20的a口和b口、c口和d口相通，三通阀21的s1口和o1口、三通阀22的s2口和o2口、三通阀23的s3口和e3口、三通阀24的r4口和o4口相通。这时，制冷剂的循环回路是：压缩机19→四通阀20→室内冷凝器13→双向膨胀阀19→蒸发器11→四通阀20→压缩机19。热泵系统工作时，工质携带的热量在室内冷凝器13中释放给新风，升温后的新风送入室内；工质在蒸发器11中蒸发吸收新风的热量，对新风进行降温，温度降到空气露点以下时即对空气除湿，起到降温除湿的作用。
变温和除湿的实现方式有二种，第一种方式是高温高压工质放热时先流经室外冷凝器3，再流经室内冷凝器13，可以将处理后的新风温度升至不高于处理前温度；第二种方式是高温高压工质放热时先流经室内冷凝器13，再流经室外冷凝器3，可以将处理后的新风温度升至高于处理前温度。第一种方式的实现如下：四通阀20的a口和b口、c口和d口相通，三通阀21的r1口和o1口、三通阀22的s2口和o2口、三通阀23的s3口和e3口、三通阀24的m口和o4口相通。这时，制冷剂的循环回路是：压缩机19→四通阀20→室外冷凝器3→室内冷凝器13→双向膨胀阀19→蒸发器11→四通阀20→压缩机19。热泵系统工作时，工质携带的热量在室外冷凝器3中释放给排风，进一步升温后的排风排放到室外；接着工质再流过室内冷凝器13并释放给新风；工质在蒸发器11中蒸发吸收新风的热量，对新风进行降温，温度降到空气露点以下时即对空气除湿，起到变温除湿的作用。第二种方式的实现如下：四通阀20的a口和b口、c口和d口相通，三通阀21的s1口和o1口、三通阀22的n口和o2口、三通阀23的r3口和e3口、三通阀24的r4口和o4口相通。这时，制冷剂的循环回路是：压缩机19→四通阀20→室内冷凝器13→室外冷凝器3→双向膨胀阀19→蒸发器11→四通阀20→压缩机19。热泵系统工作时，工质携带的热量在室内冷凝器13中释放给新风，升温后的新风送入室内；接着工质再流过室外冷凝器3并释放给排风；工质在蒸发器11中蒸发吸收新风的热量，对新风进行降温，温度降到空气露点以下时即对空气除湿，起到变温除湿的作用。
通过以上运行模式的组合：可以实现热回收、净化加湿、升温、升温除湿、降温除湿、变温除湿、热回收+净化加湿、热回收+升温、热回收+升温除湿、热回收+降温除湿、热回收+变温除湿、净化加湿+升温、净化加湿+升温除湿、净化加湿+降温除湿、净化加湿+变温除湿、热回收+净化加湿+升温、热回收+净化加湿+升温除湿、热回收+净化加湿+降温除湿、热回收+净化加湿+变温除湿等近20种处理新风的功能，可以满足不同气候条件下不同人群对室内空气环境的不同需求。为了降低风阻，在风路上各个部件前或其间配有风阀4、8、10、12，当该功能部件不发挥作用时，可以打开其前和/或后的风阀，让空气旁通该功能部件。
当新风接口5和排风接口7在箱体内或外通过风道连通时，同时切断风路与室外的联系，就可以室内空气的封闭处理。
实施例二
该实施例为具备热回收和净化加湿功能的新风处理机组.参考图2，与实施例一相比，该实施例中省去热泵系统，仅保留箱体1、排风机2、新风接口5、热回收器6、排风接口7、风阀8、水洗过滤器9、新风机14、水泵15、水箱16、水阀17等，保留部分的构成与实施例一相同。该机组仅具备实施例一种的热回收和加湿净化功能。
实施例三
该实施例为具备制冷、制热、除湿功能空气处理机组。参考图3，与实施例一相比，该实施例中省去热回收器6、水洗过滤器9及其辅助部件，仅保留热泵系统的构件：风阀10、蒸发器11、风阀12、室内冷凝器13、新风机14；排风机2、室外冷凝器3、压缩机18、双向节流元件19、四通阀20、三通阀21、三通阀22、三通阀23和三通阀24。前部分的构件置于箱体1a内，后部分的构件置于箱体1b内，用4个连接管见二个箱体内的热泵构件连接起来，连接次序与实施例一该部分的相同。该机组可对空气进行升温、升温除湿、降温除湿、变温除湿等处理过程，具体工作原理与实施例一同类功能过程相同。

Claims (10)

1.一种多功能新风处理机组，其特征在于：该多功能新风处理机组由箱体(1)、排风机(2)、室外冷凝器(3)、第一风阀(4)、新风接口(5)、热回收器(6)、排风接口(7)、第二风阀(8)、水洗过滤器(9)、第三风阀(10)、蒸发器(11)、第四风阀(12)、室内冷凝器(13)、新风机(14)、水泵(15)、水箱(16)、水阀(17)、压缩机(18)、双向节流元件(19)、四通阀(20)、第一三通阀(21)、第二三通阀(22)、第三三通阀(23)和第四三通阀(24)组成；风管路的连接次序如下：室外新风通过新风管接到新风接口(5)，新风接口(5)连接到热回收器(6)的新风通道的进口，热回收器(6)的新风通道出口依次与水洗过滤器(9)、蒸发器(11)、室内冷凝器(13)相连接；室内冷凝器(13)出风口处装有新风机(14)，新风机(14)将处理后的新风送入室内；热回收器与水洗过滤器(9)的风道上接有第二风阀(8)，水洗过滤器(9)与蒸发器(11)的风道上接有第三风阀(10)，蒸发器(11)与室内冷凝器(13)的风道上接有第四风阀(12)；室内排风通过排风管接到排风接口(7)，排风接口(7)连接到热回收器(6)排风通道的进口，热回收器(6)排风通道的出口与室外冷凝器(3)相连接，室外冷凝器(3)出风口处装有排风机(2)，排风机(2)将处理后的排风排到室外；热回收器(6)与室外冷凝器(3)的风道上接有第一风阀(4)；排风机(2)、室外冷凝器(3)、第一风阀(4)、新风接口(5)、热回收器(6)、排风接口(7)、第二风阀(8)、水洗过滤器(9)、第三风阀(10)、蒸发器(11)、第四风阀(12)、室内冷凝器(13)和新风机(14)均安装在箱体(1)内；
制冷剂管路的连接次序如下：四通阀(20)的a口通过管道接到压缩机(18)的排气口，四通阀(20)的b口接到第三三通阀(21)的o1口，四通阀(20)的c口接到压缩机(18)的吸气口，四通阀(20)的d口接到蒸发器(11)的出口；第一三通阀(21)的r1口接到室外冷凝器(3)的进口，第一三通阀(21)的s1口接到室内冷凝器(13)的进口；第二三通阀(22)的s2口接到第三三通阀(23)的s3口，第二三通阀(22)的n口接到第一三通阀(21)的r1口后的管道上，第二三通阀(22)的o2口接到室内冷凝器(13)的出口，第三三通阀(23)的r3口接到第四三通阀(24)的r4口，第三三通阀(23)e3口接到双向节流元件(19)出口，节流元件19进口接到蒸发器(11)进口，第四三通阀(24)的o4口与室外冷凝器(3)出口连接，第四三通阀(24)的m口接到第一三通阀(21)的s1口后的管道上；水管路的连接次序如下：水箱(16)进口通过水管与水洗过滤器(9)下部的水池与蒸发器(11)底部水盘连接、其出口接到水泵(15)进口，水泵(15)出口接到水洗过滤器(9)上部的进水管，水箱(16)底部接口通过水阀(17)分别与排水管和补水管连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：热回收器(6)是热管-板片一体式，或者省去，还能够是转轮式、热管式、板式或者高分子膜全热式型式的热回收器。
3.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：水洗过滤器(9)能够用一个空气加湿器和一个空气净化器替代，也能够省去。
4.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：室内冷凝器(13)能够置于水洗过滤器(9)之前，也能够置于水洗过滤器(9)之中，还能够省去。
5.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：新风接口(5)和排风接口(7)能够通过管道连接起来。
6.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：热回收器(6)排风通道的进口与出口能够通过管道连接起来，热回收器(6)新风通道的进口与出口也能够通过管道连接起来。
7.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：机组所有的零部件均置于箱体(1)内，也能够把制冷剂管路部分单独集于一体另置，或者能够把制冷剂管路部分和室外冷凝器(3)单独集于一体另置。
8.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：制冷剂管路中第二三通阀(22)和第四三通阀(24)能够省去；也能够增补气液分离器、油分离器和贮液器部件。
9.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：压缩机(18)能够是普通单级压缩机，也能够是带补气口的压缩机或单机二级压缩机，制冷剂管路部分能够相应变化以与压缩机的需要相适应。
10.根据权利要求1所述的一种多功能新风处理机组，其特征在于：水管路中能够增加对水加热、软化、过滤功能部件，水中也能够添加食醋、食用碱和家用洗涤剂或消毒剂物质。
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