CN109595705A - 一种节能泳池热泵除湿机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能泳池热泵除湿机及其工作方法。该除湿机包括两个以上的制冷循环系统,制冷系统一为制冷加热联合系统,配置有一个蒸发器和一个冷凝器,可实现制冷或热泵制热;系统二为除湿制冷联合系统,配置有一个第一蒸发器和两个并联冷凝器,分别为再热冷凝器和池水冷凝器,可实现制冷除湿、空气升温、池水加热循环;两个工质环路之间设有风处理通道。本发明泳池除湿机节能方法能够将机组冷凝热回收再利用,调节改善送风状态,调节池厅温湿度和池水温度,同时回收排风的冷量,用于降低机组冷凝温度,提高能效。机组一体式机构,取消了室外机,避免了长距离、大高差对制冷系统带来的能量损失。从多个方面提高了整机能效。

Description

一种节能泳池热泵除湿机及其工作方法
技术领域
本发明涉及除湿机领域,具体涉及一种节能泳池热泵除湿机及其工作方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高,人们不仅要求有可以游泳的地方,对游泳的环境提出了更高的要求,室内泳池一般水温保持在26摄氏度到28摄氏度,空气温度保持在28摄氏度到30摄氏度,还需保证一定的新风换气量,因此,室内泳池温湿度控制越来越受到广泛重视。当相对湿度过高时,室内空气质量得不到保证;当相对湿度过低时,池水蒸发过快无疑会增加投入成本。泳池除湿机的功能也要求越来越多。
优质游泳场所,不仅需全年保持池水温度、池厅空气温度、相对湿度的恒定,还要保证新风足够的供给量,新风可以用于满足人体健康需求,可以排出室内污浊空气,根除异味,保证空气的新鲜舒适。对于泳池来说,基本可以认为池水带来的热湿负荷恒定不变,但是补充新风的负荷根据外界工况随机变化,新风量的加大,夏季高温高湿或冬季低温低湿的空气会给机组增加很大的负荷,对室内空气温湿度的控制带来难度甚至偏离出需求范围。同时室内温湿度相对舒适的空气直接排到室外,会造成能源的浪费。如果在能在春夏秋冬各种工况下,既保证室内环境工况稳定,又能满足新风量的需求,同时能将排风的能量不浪费,还能不增加机组负荷,成为了需要解决的难题。
同时一般泳池除湿机为了避免室内空气温度过高,均会配配置空调室外机,而泳池一般设置在大型的建筑和活动中心等处,这些活动中心一般位于繁华中心区域,外围区域空间寸土寸金,周边绿化和布置均要求很高,显然室外机的安装和布置是个很大的问题,一来室外机的安装会破坏整个规划的美感,二来室外机排出的高温空气对周围绿化和道路都会造成影响。有的场所将室外机安装在高层建筑楼顶,因而除湿机的主机和室外机距离会穿越数层楼,造成室内外机管路长、高差大,机组的制冷能力明显下降,回油差,整机能效降低,机组寿命缩短。三,整机在工厂完成可确保产品质量,避免现场施工对机组带来的一些影响。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供一种节能泳池热泵除湿机及其工作方法。
为实现上述目的,在第一方面,本发明提供了一种节能泳池热泵除湿机,至少包括除湿制冷联合系统、制冷加热联合系统、风处理通道和排风通道;
所述除湿制冷联合系统包括第一压缩机,所述第一压缩机的出口端分别通过电磁阀连接有再热冷凝器和池水冷凝器,所述再热冷凝器和池水冷凝器连接有第一膨胀阀,所述第一膨胀阀连接有第一蒸发器,所述第一蒸发器连接至第一压缩机的入口端,所述池水冷凝器上设有分别与泳池连接的入水管和出水管;
所述制冷加热联合系统包括第二压缩机,所述第二压缩机的进口端和出口端连接有四通换向阀,所述四通换向阀连接有排风冷凝器和第二蒸发器,所述排风冷凝器与第二蒸发器之间连接有第二膨胀阀;
所述风处理通道一端设有回风口,另一端设有送风口,且其内部设有风机,所述第一蒸发器、第二蒸发器和再热冷凝器均设置在风处理通道内,且所述再热冷凝器设置在第一蒸发器和第二蒸发器的后侧;
所述排风通道一端设有新风口,另一端设有排风口,且其内部设有排风机,且其与风处理通道上下并列设置,所述排风冷凝器设置在排风通道内,所述排风通道与风处理通道之间设有排风阀和新风阀,所述排风阀和新风阀的开度可调节。
进一步的,所述第一蒸发器和第二蒸发器上下并列设置,且所述第二蒸发器并列设置在第一蒸发器的上侧。
进一步的,所述风机包括设置在第一蒸发器与第二蒸发器前侧的回风机和设置在再热冷凝器后侧的送风机;所述排风机设置在排风冷凝器的前侧或后侧。
进一步的,所述排风阀在风处理通道中设置在回风机与第二蒸发器之间,且其在排风通道中设置在排风冷凝器与新风阀之间,所述新风阀在风处理通道中设置在再热冷凝器与送风机之间,且其在排风通道中设置在新风口侧。
进一步的,所述风处理通道与排风通道为一体框架结构,所述风处理通道与排风通道之间设有隔热保温层。
进一步的,所述排风冷凝器与四通换向阀和第二膨胀阀之间的连接管路穿插所述隔热保温层设置,并在穿插位置设置密封件。
在第二方面,本发明还提供了一种节能泳池热泵除湿机的工作方法,当启动夏季工作模式时,所述排风阀和新风阀保持满足新风量的最小开度,控制新风负荷,满足新风量要求,所述除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况,所述制冷加热联合系统运行制冷工况;
当启动冬季工作模式时,所述排风阀和新风阀根据送风的含湿量和温度调整开度,既满足送风温湿度要求同时保证室内足够的新鲜空气送入,所述除湿制冷联合系统运行加热除湿工况,所述制冷加热联合系统运行热泵制热工况;
当启动春秋过度季节工作模式时,室外新风热湿负荷满足室内送风要求时,所述排风阀和新风阀开度最大,所述除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统停止运行;池厅内空气湿负荷变小、热冷负荷小时,所述除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统根据池厅的空气温度、空气湿度和池水温度切换运行工况或单独运行。
进一步的,所述除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况时,所述第一压缩机启动,所述第一蒸发器对空气进行降温除湿,所述再热冷凝器根据设定值对空气加热,并使调节后的送风温度低于池厅的空气温度,所述池水冷凝器对池水加热;所述除湿制冷联合系统运行加热除湿工况时,所述第一压缩机启动,所述池水冷凝器不工作,第一蒸发器对空气进行降温除湿,所述再热冷凝器根据设定值对空气加热,并使调节后的送风温度高于池厅的空气温度。
进一步的,所述制冷加热联合系统运行制冷工况时,所述第二压缩机启动,所述第二蒸发器对空气进行降温除湿,所述空调风机将排风冷凝器的热量排出池厅;所述制冷加热联合系统运行热泵制热工况时,所述第二压缩机启动,所述四通换向阀得电切换制冷剂流向,以使所述第二蒸发器对空气加热,所述空调风机从池厅外取得热量。
进一步的,所述排风阀和新风阀打开时,部分回风通过排风阀进入排风通道内,以使排风冷凝器回收利用回风中的冷量或热量,从而改善所述排风冷凝器的冷凝温度或蒸发温度,部分新风通过新风阀与回风混合,以提高送风质量。
有益效果:第一、本发明一种泳池除湿机节能方法,机组为一体式结构,解决了安装现场和现场安装的难题。
第二、机组在优选位置设置新风阀和排风阀,既能满足室内回风能量回收,又能实现全排全送全新风运行。
第三、制冷系统运行模式和新排风阀的开启度相配合,满足四季工况变化带来的负荷变化,保证室内工况恒定。
第四、制冷系统二配置2个冷凝器,2个冷凝器为并联形式,可实现针对性的除湿、制冷、空气加热、池水加热多个功能。氟系统流程简单稳定。
第五、制冷系统一配有四通换向阀,机组冬季可转换为制热模式,满足冬季室内热负荷的增加。
第六、风系统中,第二蒸发器和第一蒸发器为并列安装,风系统阻力小。第二蒸发器和第一蒸发器可上下布置,也可左右布置,当上下布置时,蒸发器需在蒸发器上部。
第七、制冷系统一和制冷系统二可独立运行,可同时运行,多种运行模式组合,实现同时满足能适合各种工况和节能的目的。有效解决了在春秋过渡季节、冬季的冷(热)湿负荷不同的情况下的各种组合匹配模式运行,合理投入制冷量、除湿量、再热量、池水加热量、热泵制热量,将机组冷凝热的回收再利用,将排风能量回收再利用,补充新风,调节送风状态,恒定池厅温湿度,实现一台机组多种功能的同时达到节能的目的。
附图说明
图1是节能泳池热泵除湿机的原理示意图;
图2是节能泳池热泵除湿机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和2所示,本发明实施例提供了一种节能泳池热泵除湿机,该泳池热泵除湿机包括两个以上的直膨系统,本实施例以两个直膨系统为例说明。图中实线箭头方向表示制冷循环时制冷剂的流动方向,虚线箭头方向表示热泵制热循环时制冷剂的流动方向。
本发明实施例的两个直膨系统中,系统一制冷加热联合系统,系统二为除湿制冷联合系统。其中,除湿制冷联合系统包括第一压缩机6、池水冷凝器7、再热冷凝器8、第一膨胀阀9和第一蒸发器10。第一压缩机6的出口端分别通过电磁阀(图中未示出)与再热冷凝器8和池水冷凝器7连接,控制两个电磁阀的工作,即可控制制冷剂的流向。再热冷凝器8和池水冷凝器7的出口端与第一膨胀阀9连接,第一膨胀阀9与第一蒸发器10连接,第一蒸发器10连接至第一压缩机6的入口端。池水冷凝器7优选采用防腐蚀材料制成的换热器。在池水冷凝器7上设有分别与泳池连接的入水管A和出水管B。
本发明实施例的制冷加热联合系统包括第二压缩机1、四通换向阀2、排风冷凝器3、第二膨胀阀4和第二蒸发器5,第二压缩机1的进口端和出口端均与四通换向阀2,四通换向阀2与排风冷凝器3和第二蒸发器5分别连接,第二膨胀阀4连接在排风冷凝器3与第二蒸发器5之间。
本泳池热泵除湿机还包括一个风处理通道,风处理通道一端为回风口,另一端为送风口,池厅的空气从回风口进入本机的风处理通道内部,处理后的空气从送风口送入池厅内。在风处理通道内部设有风机,本发明实施例优选采用一个回风机15和一个送风机16,其中,回风机15设置在第一蒸发器10与第二蒸发器5的前侧,送风机16设置在再热冷凝器8的后侧。第一蒸发器10、第二蒸发器5和再热冷凝器8均设置在风处理通道内,并且,再热冷凝器8设置在第一蒸发器10和第二蒸发器5的沿气流方向上的后侧。作为优选实施例,第一蒸发器10和第二蒸发器5上下并列或左右并列设置,若采用上下并列设置时,第二蒸发器5优选并列设置在第一蒸发器10的上侧,以防止第一蒸发器10在冬季工作时产生的冷凝水滴在第二冷蒸发器5上,造成二次蒸发。
本发明实施例的排风通道的一端设有新风口,另一端设有排风口,且其内部设有排风机17,排风通道与风处理通道上下并列设置,并且优选将排风通道设置在上侧,排风冷凝器3设置在排风通道内,排风机17设置在排风冷凝器3的前侧,也可将排风机17设置排风冷凝器3的后侧。在排风通道与风处理通道之间设有排风阀14和新风阀13,排风阀14和新风阀13的开度可以根据需要调节。具体的,排风阀14在风处理通道中设置在回风机15与第二蒸发器5之间,排风阀14在排风通道中设置在排风冷凝器3与新风阀13之间。新风阀13在风处理通道中设置在再热冷凝器8与送风机16之间,新风阀13在排风通道中设置在新风口侧。
风处理通道与排风通道为一体框架结构,在风处理通道与排风通道之间设有隔热保温层,隔热保温层可以为隔热密封的隔板。由于排风冷凝器3设置在排风通道中,优选在隔热保温层上开孔,并将排风冷凝器3与四通换向阀2和第二膨胀阀4之间的连接管路穿插隔热保温层设置,并在穿插位置设置密封件,以保证开孔与连接管之间的密封性。
为了便于对池水的温度进行控制,在入水管A上设置有温度传感器11,在出水管B上还设有水流量开关12,当水流量开关12在检测到无池水流过时,自动保护系统控制第一压缩机6与池水冷凝器7之间的电磁阀关闭,使高温制冷剂不通过池水冷凝器7,保证池水加热工况时,系统安全正常运行。
在工作时,本发明实施例具有夏季工作模式、冬季工作模式和春秋过度季节工作模式。在夏季,池厅内空气高温高湿,室外新风冷湿负荷大于室内回风带来的冷湿负荷,当启动夏季工作模式时,排风阀14和新风阀13保持满足新风量的最小开度,控制新风负荷,满足新风量要求,除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况,制冷加热联合系统运行制冷工况。
在冬季,室内负荷为湿负荷和热负荷,当启动冬季工作模式时,排风阀14和新风阀13根据送风的含湿量和温度调整开度,干燥低温的新风与除湿升温后的空气混合,既满足送风温湿度要求同时保证室内足够的新鲜空气送入。除湿制冷联合系统运行加热除湿工况,制冷加热联合系统运行热泵制热工况。
在春秋季过度季节,当启动春秋过度季节工作模式时,如果室外新风热湿负荷基本满足室内送风要求,机组可以开启全新风节能运行,排风阀14和新风阀13开度最大,此时,除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统中的制冷元器件不工作,最大程度达到节能的目的。当池厅内空气湿负荷变小、热(冷)负荷小时,除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统根据池厅的空气温度和池水温度切换运行工况,除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统可灵活匹配运行。除湿制冷联合系统可根据空气温度和池水温度检测情况,控制再热冷凝器和池水冷凝器的加热投入,使池厅温度不至于过低,同时保持池水温度。制冷加热联合系统可以根据室内湿度情况、空气湿度和温度情况,判断启动制冷模式还是热泵模式,保持室内空气的温湿度。具体的,两个直膨系统可以有以下几种工作方式:制冷加热联合系统运行制冷除湿工况、制冷加热联合系统运行热泵运行工况、制冷加热联合系统运行降温除湿工况、除湿制冷联合系统运行升温除湿工况、除湿制冷联合系统运行调温除湿工况、制冷加热联合系统运行制冷除湿工况+除湿制冷联合系统运行降温除湿工况、制冷加热联合系统运行制冷除湿工况+除湿制冷联合系统运行升温除湿工况、制冷加热联合系统运行制冷除湿工况+除湿制冷联合系统运行调温除湿工况、制冷加热联合系统运行热泵运行工况+除湿制冷联合系统运行池水加热工况、制冷加热联合系统运行热泵运行工况+除湿制冷联合系统运行升温除湿工况和制冷加热联合系统热泵运行工况+除湿制冷联合系统运行调温除湿工况。
当除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况时,第一压缩机6启动,压缩出的高压高温制冷剂同时进入再热冷凝器8和池水冷凝器7内,然后通过第一膨胀阀9进入第一蒸发器10内,最后回至第一压缩机11,往复循环。
当除湿制冷联合系统运行加热除湿工况时,第一压缩机6启动,第一压缩机6与池水冷凝器7之间的电磁阀关闭,使得池水冷凝器7不工作。第一压缩机6压缩出的高压高温制冷剂进入再热冷凝器8内,然后通过第一膨胀阀9进入第一蒸发器10内,最后回至第一压缩机6,往复循环。
当制冷加热联合系统运行制冷工况时,第二压缩机1启动,被压缩后的制冷剂依次流经四通换向阀2、排风冷凝器3、第二膨胀阀4、第二蒸发器5和四通换向阀2,最后从四通换向阀2流回至第二压缩机2的入口端,往复循环。
当制冷加热联合系统运行热泵制热工况时,第二压缩机1启动,四通换向阀2得电切换制冷剂流向,使得被压缩后的制冷剂依次流经四通换向阀2、第二蒸发器5、第二膨胀阀4、排风冷凝器3和四通换向阀2,最后从四通换向阀2流回至第二压缩机1的入口端,往复循环。
在夏季工作模式下空气处理流程为:送风机16、回风机15和排风机17开启,池厅回风由回风机15引入到机组内部,一部分经过排风阀14进入到排风通道,一部分经过第一蒸发器10和第二蒸发器5对空气进行深度的降温除湿,再热冷凝器8根据设定值对空气加热,并使调节后的送风温度低于池厅的空气温度,经过处理后的这部分回风与通过新风阀13引入的新鲜空气混合后,满足送风要求的混合空气通过送风机16送入室内。池水冷凝器7对池水加热,保持池水恒温。在排风通道内,一部分新风通过新风阀13进入到风处理通道,一部分与通过排风阀14引入的相对新风而言的较低温低湿回风混合后,混合后的空气温湿度工况较新风工况温湿度都略低,略低温湿度的空气经过排风冷凝器3,带走冷凝热,整个过程中将排风中的冷量进行了能量回收,同时降低了机组冷凝温度,提高了机组能效。
在冬季工作模式下空气处理流程为:送风机16、回风机15和排风机17开启,池厅回风由回风机15引入到机组内部,一部分经过排风阀14进入到排风通道,一部分经过第二蒸发器5(热泵工况为冷凝器)升温,一部分经过第一蒸发器10对处理风进行深度的降温除湿,然后再经过再热冷凝器8根据设定值进行升温,经过处理后的这两部分回风与通过新风阀13引入的新鲜空气混合后,满足送风要求的混合空气通过送风机送入室内。在排风通道内,一部分新风通过新风阀13进入到风处理通道,一部分与通过排风阀14引入的相对新风而言的较高温高湿回风混合后,混合后的空气温湿度工况较新风工况温湿度都略高,略高温湿度的空气经过排风冷凝器3(热泵工况为蒸发器),排风冷凝器3从空气中吸收热量转移到室内,整个过程中将排风中的热量进行了能量回收,同时提高了机组蒸发温度,提高了机组能效。
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,其它未具体描述的部分,属于现有技术或公知常识。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)

1.一种节能泳池热泵除湿机,其特征在于,至少包括除湿制冷联合系统、制冷加热联合系统、风处理通道和排风通道;
所述除湿制冷联合系统包括第一压缩机,所述第一压缩机的出口端分别通过电磁阀连接有再热冷凝器和池水冷凝器,所述再热冷凝器和池水冷凝器连接有第一膨胀阀,所述第一膨胀阀连接有第一蒸发器,所述第一蒸发器连接至第一压缩机的入口端,所述池水冷凝器上设有分别与泳池连接的入水管和出水管;
所述制冷加热联合系统包括第二压缩机,所述第二压缩机的进口端和出口端连接有四通换向阀,所述四通换向阀连接有排风冷凝器和第二蒸发器,所述排风冷凝器与第二蒸发器之间连接有第二膨胀阀;
所述风处理通道一端设有回风口,另一端设有送风口,且其内部设有风机,所述第一蒸发器、第二蒸发器和再热冷凝器均设置在风处理通道内,且所述再热冷凝器设置在第一蒸发器和第二蒸发器的后侧;
所述排风通道一端设有新风口,另一端设有排风口,且其内部设有排风机,且其与风处理通道上下并列设置,所述排风冷凝器设置在排风通道内,所述排风通道与风处理通道之间设有排风阀和新风阀,所述排风阀和新风阀的开度可调节。
2.根据权利要求1所述的节能泳池热泵除湿机,其特征在于,所述第一蒸发器和第二蒸发器上下并列设置,且所述第二蒸发器并列设置在第一蒸发器的上侧。
3.根据权利要求2所述的节能泳池热泵除湿机,其特征在于,所述风机包括设置在第一蒸发器与第二蒸发器前侧的回风机和设置在再热冷凝器后侧的送风机;所述排风机设置在排风冷凝器的前侧或后侧。
4.根据权利要求3所述的节能泳池热泵除湿机,其特征在于,所述排风阀在风处理通道中设置在回风机与第二蒸发器之间,且其在排风通道中设置在排风冷凝器与新风阀之间,所述新风阀在风处理通道中设置在再热冷凝器与送风机之间,且其在排风通道中设置在新风口侧。
5.根据权利要求1所述的节能泳池热泵除湿机,其特征在于,所述风处理通道与排风通道为一体框架结构,所述风处理通道与排风通道之间设有隔热保温层。
6.根据权利要求5所述的节能泳池热泵除湿机,其特征在于,所述排风冷凝器与四通换向阀和第二膨胀阀之间的连接管路穿插所述隔热保温层设置,并在穿插位置设置密封件。
7.一种如权利要求1所述的节能泳池热泵除湿机的工作方法,其特征在于,
当启动夏季工作模式时,所述排风阀和新风阀保持满足新风量的最小开度,控制新风负荷,满足新风量要求,所述除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况,所述制冷加热联合系统运行制冷工况;
当启动冬季工作模式时,所述排风阀和新风阀根据送风的含湿量和温度调整开度,既满足送风温湿度要求同时保证室内足够的新鲜空气送入,所述除湿制冷联合系统运行加热除湿工况,所述制冷加热联合系统运行热泵制热工况;
当启动春秋过度季节工作模式时,室外新风热湿负荷满足室内送风要求时,所述排风阀和新风阀开度最大,所述除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统停止运行;池厅内空气湿负荷变小、热冷负荷小时,所述除湿制冷联合系统与制冷加热联合系统根据池厅的空气温度、空气湿度和池水温度切换运行工况或单独运行。
8.根据权利要求7所述的节能泳池热泵除湿机的工作方法,其特征在于,所述除湿制冷联合系统运行制冷除湿和池水加热工况时,所述第一压缩机启动,所述第一蒸发器对空气进行降温除湿,所述再热冷凝器根据设定值对空气加热,并使调节后的送风温度低于池厅的空气温度,所述池水冷凝器对池水加热;所述除湿制冷联合系统运行加热除湿工况时,所述第一压缩机启动,所述池水冷凝器不工作,第一蒸发器对空气进行降温除湿,所述再热冷凝器根据设定值对空气加热,并使调节后的送风温度高于池厅的空气温度。
9.根据权利要求7所述的节能泳池热泵除湿机的工作方法,其特征在于,所述制冷加热联合系统运行制冷工况时,所述第二压缩机启动,所述第二蒸发器对空气进行降温除湿,所述空调风机将排风冷凝器的热量排出池厅;所述制冷加热联合系统运行热泵制热工况时,所述第二压缩机启动,所述四通换向阀得电切换制冷剂流向,以使所述第二蒸发器对空气加热,所述空调风机从池厅外取得热量。
10.根据权利要求7所述的节能泳池热泵除湿机的工作方法,其特征在于,所述排风阀和新风阀打开时,部分回风通过排风阀进入排风通道内,以使排风冷凝器回收利用回风中的冷量或热量,从而改善所述排风冷凝器的冷凝温度或蒸发温度,部分新风通过新风阀与回风混合,以提高送风质量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111043793A (zh) * 2019-12-17 2020-04-21 上海理工大学 双新风、双排风多功能泳池热泵空调机组
CN112050307A (zh) * 2019-06-05 2020-12-08 宁波港菱环境科技股份有限公司 全新风厨房空气调节户用除湿消毒型热回收水冷一体机
CN113669860A (zh) * 2021-07-29 2021-11-19 中洁环境科技(西安)集团有限公司 热泵型新风一体除湿机及其控制方法和装置

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