CN110345593A - 一种大空间集成型组合式空调机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及暖通空调末端空气集中处理设备、新风冷能利用和热回收领域，特别是指一种大空间集成型组合式空调机组。包括新风段、热回收段、回风段、混合段、过滤段、表冷/加热段和送风段；新风段包括机组新风口、新风主通道、新风支通道和腔体Ⅰ；热回收段包括机组排风口、新风换气机、排风通道和腔体Ⅱ，回风段包括回风口、气流通道和腔体Ⅲ；混合段为腔体Ⅳ；表冷/加热段包括表冷/加热器、供水/液主管道和回水/液主管道。本发明可有效克服普通组合式空调机组和新风换气两空气处理单元的缺点，综合其优势，实现简单、自动切换运行的无缝对接，达到空调过渡季充分利用新风冷源、空调冬、夏季排风热回收之目的。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调末端空气集中处理设备、新风冷能利用和热回收领域，特别是指一种大空间集成型组合式空调机组。
背景技术
大空间的空调设计常采用普通型组合式空调机组集中处理空气，这种系统的优点是设备数量少，维修方便，空调过渡季可充分利用新风冷源，不仅可以改善室内空气品质，还可以不开或推迟、部分负荷开启制冷机，实现大幅度节能运行；缺点是空调冬、夏季新风量的大小不易控制，过小影响室内空气品质，过大则能耗较高，而且直接对外排风（或门窗渗透排风）造成能量浪费，不符合节能标准要求。另外，资料表明，市场上已有的转轮除湿热回收型组合式空调机组，体积庞大，只能在冬、夏季起到部分热回收的效果，复杂的结构使得缺乏空调过渡季全新风运行功能，没有起到更大的节能效果。而且，其转轮除湿机上的氯化锂分子挥发随新风进入室内，对人体健康不利，长期吸入对人体中枢神经造成抑制。所以，其应用受到了极大的限制。
新风换气热回收系统主体为新风换气机，可以在空调冬、夏季，将室内排风与新风进行热交换（分全热和显热两种），回收近一半及以上能量，实现节能目的；缺点是风量小（仅为空调冬、夏季满足室内空气品质需求的最小新风量），空调过渡季节能效果差。新风换气机（系统）一般用在多联机或大空间采用风机盘系统的场合代替新风机组处理新风并实现部分排风的热回收。
目前，市场上尚缺乏一种集成型组合式空调机组，该机组可实现上述两种空气处理设备优势互补，在满足室内环境卫生要求的前提下，根据空调冬、夏季和过渡季对新风的需要，实现最小新风量热回收节能运行、利用自然冷源全新风运行及其处理过程的自动切换，从而实现最大限度的节能效果。本发明能够很好地解决这一问题。
发明内容
本发明提出一种大空间集成型组合式空调机组，在满足室内温、湿度和空气新鲜度要求的同时，空调过渡季充分利用新风冷源、空调冬、夏季对排风进行有效热回收、从而营造出一个节能、健康、舒适的生活环境。
本发明的技术方案是这样实现的：
大空间集成型组合式空调机组，包括新风段、热回收段、回风段、混合段、过滤段、表冷/加热段和送风段；新风段包括机组新风口、新风主通道、新风支通道和腔体Ⅰ；热回收段包括机组排风口、新风换气机、排风通道和腔体Ⅱ，回风段包括回风口、气流通道和腔体Ⅲ；混合段为腔体Ⅳ；表冷/加热段包括表冷/加热器、供水/液主管道和回水/液主管道。
所述腔体Ⅰ与腔体Ⅳ相通、新风支通道与新风主通道相连通、腔体Ⅲ与腔体Ⅳ相通。
所述新风换气机的排风经排风通道由机组排风口至室外；新风换气机的新风依次经过新风支通道、腔体Ⅱ从新风换气机新风入口引入。
所述新风换气机的送风经气流通道与腔体Ⅳ相通，新风换气机的回风经由回风口直接引自腔体Ⅲ。
所述新风支通道、新风主通道和回风口处均设有电动控制阀；新风主通道和腔体Ⅲ上均设有温度传感器和湿度传感器；供水/液主管道上设有温度传感器。
新风支通道上设有电动控制阀Ⅰ、新风主通道上设有电动控制阀Ⅱ，新风主通道上设温度传感器Ⅰ和湿度传感器Ⅰ，回风口上设有电动控制阀Ⅲ、腔体Ⅲ内设有温度传感器Ⅱ和湿度传感器Ⅱ，供水/液主管道上设有温度传感器Ⅲ。
所述空调机组还包括喷淋段、中间段、加湿段、回风机段、排风段、二次回风段、中效过滤段、杀菌段、消声段或送风段中的一种或几种组合。
所述电动控制阀Ⅱ和电动控制阀Ⅲ形成反向连锁，电动控制阀Ⅰ与新风换气机形成正向连锁。
所述空调机组运行控制系统对于电动控制阀Ⅰ和电动控制阀Ⅱ的启、闭指令，来源于室内外焓差和表冷/加热器、供水/液主管道内介质温度的大小综合判断：当室外空气焓值大于室内空气焓值，且介质温度在5-20℃时，视为空调夏季；当室外空气焓值小于室内空气焓值，且介质温度在30℃以上时，视为空调冬季；在上述判断范围外、其它需要开启空调系统的季节，称为空调过渡季；空调冬、夏季时，电动控制阀Ⅱ关闭、电动控制阀Ⅰ开启，空调机组以一次回风热回收状态运行；空调过渡季时，电动控制阀Ⅰ关闭，电动控制阀Ⅱ开启，机组以最大风量全新风状态节能运行。
所述室内外焓差为通过室内外温度传感器Ⅰ、湿度传感器Ⅰ与温度传感器Ⅱ、湿度传感器Ⅱ采集数据的逻辑运算；所述介质为水或制冷剂。
本发明的工作原理是：本发明将普通型组合式空气处理机组和新风换气空调系统高度集成为新风节能型组合式空调机组，辅以新风量双位切换控制系统的精准调控，在空调冬、夏季采用最小新风量运行，电动控制阀Ⅰ开启（新风换气机连锁开启）、电动控制阀Ⅱ关闭（电动控制阀Ⅲ连锁开启），新风换气机通过吸入回风段腔体Ⅲ中的回风，回收其部分冷/热量后，排风经排放通道和机组排风口排至室外；与此同时，来自于新风段新风支通道、经电动控制阀Ⅰ、进入热回收段腔体Ⅱ、再由新风入口进入新风换气机的、满足卫生条件的最小新风量新风，通过交换获取部分冷/热量后，经回风段气流通道进入混合段腔体Ⅳ，与来自于机组所接空调系统、流经开启的电动控制阀Ⅲ、机组排风口、回风段腔体Ⅲ的回风，在混合段腔体Ⅳ内进行混合，然后依次经过滤段、表冷/加热段处理后，通过送风段送入本机组所接空调系统，机组完成一次回风新风热回收节能运行。在空调过渡季，电动控制阀Ⅱ开启，电动控制阀Ⅲ连锁关闭，同时电动控制阀Ⅰ关闭，新风换气机连锁停止动作，室外空气经机组新风口进入新风段腔体Ⅰ后，直接进入混合段，后面的空气处理流程与空调冬、夏季相同，不再赘述，此时，组合式空调机组空气处理系统以全新风状态节能运行。
本申请的大空间集成型组合式空调机组控制系统对于电动控制阀Ⅰ和电动控制阀Ⅱ的启、闭指令，来源于室内外焓差（通过室内外温度传感器Ⅰ、湿度传感器Ⅰ与温度传感器Ⅱ、湿度传感器Ⅱ采集数据的逻辑运算）和表冷/加热器、供水/液主管道内介质温度的大小（通过温度传感器Ⅲ测得）综合判断。
本发明的优点是：
空调冬、夏季以满足室内卫生条件的最小新风量运行，排风得到了热回收，达到节能及卫生要求；空调过渡季全新风运行，经过滤后可最大限度改善室内空气品质、不开或推迟、部分负荷开启制冷机，实现大幅度节能。本发明可有效克服普通组合式空调机组和新风换气两空气处理单元的缺点，综合其优势，实现简单、自动切换运行的无缝对接，达到空调过渡季充分利用新风冷源、空调冬、夏季排风热回收之目的。其控制系统所需设定的切换运行逻辑简单实用，各电动控制阀只有启、闭两个状态，调控精准可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明空调机组运行控制程序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所述的一种大空间集成型组合式空调机组，它的基本结构形式由新风段1、热回收段2、回风段3、混合段4、过滤段5、表冷/加热段6和送风段7组成。所述的新风段1包括机组新风口1-1、新风主通道1-2、新风支通道1-3、分别安装于新风支通道1-3和新风主通道1-2上的电动控制阀Ⅰ1-4和电动控制阀Ⅱ1-5、安装于新风主通道1-2上的温度传感器Ⅰ1-6、湿度传感器Ⅰ1-7、腔体Ⅰ1-8；所述的热回收段2包括机组排风口2-1、新风换气机2-2、排风通道2-4和腔体Ⅱ2-6；所述的回风段3包括回风口3-1、安装于回风口3-1上的电动控制阀Ⅲ3-2、气流通道3-3、腔体Ⅲ3-4、伸入腔体Ⅲ3-4内的温度传感器Ⅱ3-5和湿度传感器Ⅱ3-6；所述的混合段4主要包括腔体Ⅳ4-1；所述的表冷/加热段6主要包括表冷/加热器6-1、位于表冷/加热段6内部的表冷/加热器6-1、供水/液主管道6-2和回水/液主管道6-3、安装于供水/液主管道6-2上的温度传感器Ⅲ6-4。其中，新风段1的腔体1-8与混合段4腔体Ⅳ4-1相通；回风段3腔体Ⅲ3-4与混合段4腔体Ⅳ4-1相通，新风支通道1-3与新风主通道1-2相连通；热回收段2新风换气机2-2的排风经排风通道2-4由机组排风口2-1排至至室外；新风换气机2-2的新风由新风段1新风支通道1-3经电动控制阀Ⅰ1-4、腔体Ⅱ2-6和新风换气机2-2新风入口2-3引入；新风换气机2-2的送风经回风段的气流通道3-3与混合段4腔体Ⅳ4-1相通，新风换气机2-2的回风由回风口2-5直接引自于回风段3的腔体Ⅲ3-4；回风段3腔体Ⅲ3-4与混合段4腔体Ⅳ4-1相通。
本发明的工作原理是：本发明将普通型组合式空气处理机组和新风换气空调系统高度集成为新风节能型组合式空调机组，辅以新风量双位切换控制系统的精准调控，在空调冬、夏季采用最小新风量运行，电动控制阀Ⅰ1-4开启（新风换气机2-2连锁开启）、电动控制阀Ⅱ1-5关闭（电动控制阀Ⅲ3-2连锁开启），新风换气机2-2通过吸入回风段3腔体Ⅲ3-4中的回风，回收其部分冷/热量后，排风经排放通道2-4和机组排风口2-1排至室外；与此同时，来自于新风段1新风支通道1-3、经电动控制阀Ⅰ1-4、进入热回收段2腔体Ⅱ2-6、再由新风入口2-3进入新风换气机2的、满足卫生条件的最小新风量新风，通过交换获取部分冷/热量后，经回风段3气流通道3-3进入混合段4腔体Ⅳ4-1，与来自于机组所接空调系统、流经开启的电动控制阀Ⅲ3-2、机组排风口2-1、回风段3腔体Ⅲ3-4的回风，在混合段4腔体Ⅳ4-1内进行混合，然后依次经过滤段5、表冷/加热段6处理后，通过送风段7送入本机组所接空调系统，机组完成一次回风新风热回收节能运行。在空调过渡季，电动控制阀Ⅱ1-5开启，电动控制阀Ⅲ3-2连锁关闭，同时电动控制阀Ⅰ1-4关闭，新风换气机2-2连锁停止动作，室外空气经机组新风口1-1进入新风段1腔体Ⅰ1-8后，直接进入混合段4，后面的空气处理流程与空调冬、夏季相同，不再赘述，此时，组合式空调机组空气处理系统以全新风状态节能运行。
本申请的大空间集成型组合式空调机组控制系统对于电动控制阀Ⅰ1-4和电动控制阀Ⅱ1-5的启、闭指令，来源于室内外焓差（通过室内外温度传感器Ⅰ1-6、湿度传感器Ⅰ1-7与温度传感器Ⅱ3-5、湿度传感器Ⅱ3-6采集数据的逻辑运算）和表冷/加热器6-1、供水/液主管道6-2内介质温度的大小（通过温度传感器Ⅲ6-4测得）综合判断。
空调季，新风节能型组合式空调机组运行控制程序图如图2所示；由图2可知，当室外空气焓值大于室内空气焓值，且介质（水或制冷剂）温度在5-20℃时，视为空调夏季；当室外空气焓值小于室内空气焓值，且介质（水或制冷剂）温度在30℃以上时，视为空调冬季；在上述判断范围外、其它需要开启空调系统（制冷机是否开启不限）的季节，称为空调过渡季。空调冬、夏季时，电动控制阀1-5关闭，1-4开启；空调过渡季时，电动控制阀1-4关闭，1-5开启。相应的，机组内的换气机2和回风电动控制阀3-2分别做出启、停连锁反应，可以在充分保证室内空气品质的前提下，实现机组以一次回风新风热回收状态或全新风状态节能运行。
按照以上空调运行冬夏季和过渡季的界定，在夏季早上，或者阳光充足的冬季早上（比如大型商场一般9:00后开业），此时前者室外空气焓值可能小于室内空气焓值，后者则相反，在系统未达到正常运行状态之前，这段时间内仍然可以视为空调过渡季，不仅可以全新风节能运行，而且还可以进行空气置换，有效消除室内散发的污染物，改善大空间空气品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：包括新风段（1）、热回收段（2）、回风段（3）、混合段（4）、过滤段（5）、表冷/加热段（6）和送风段（7）；新风段（1）包括机组新风口（1-1）、新风主通道（1-2）、新风支通道（1-3）和腔体Ⅰ（1-8）；热回收段（2）包括机组排风口（2-1）、新风换气机（2-2）、排风通道（2-4）和腔体Ⅱ（2-6），回风段（3）包括回风口（3-1）、气流通道（3-3）和腔体Ⅲ（3-4）；混合段（4）为腔体Ⅳ（4-1）；表冷/加热段（6）包括表冷/加热器（6-1）、供水/液主管道（6-2）和回水/液主管道（6-3）。
2.根据权利要求1所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述腔体Ⅰ（1-8）与腔体Ⅳ（4-1）相通、新风支通道（1-3）与新风主通道（1-2）相连通、腔体Ⅲ（3-4）与腔体Ⅳ（4-1）相通。
3.根据权利要求1所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述新风换气机（2-2）的排风经排风通道（2-4）由机组排风口（2-1）排至室外；其新风依次经过新风支通道（1-3）和腔体Ⅱ（2-6），然后从新风换气机（2-2）的新风入口（2-3）引入。
4.根据权利要求1所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述新风换气机（2-2）的送风经气流通道（3-3）与腔体Ⅳ（4-1）相通，新风换气机（2-2）的回风经由回风口（2-5）直接引自腔体Ⅲ（3-4）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述新风支通道（1-3）、新风主通道（1-2）和回风口（3-1）处均设有电动控制阀；新风主通道（1-2）和腔体Ⅲ（3-4）上均设有温度传感器和湿度传感器；供水/液主管道（6-2）上设有温度传感器。
6.根据权利要求5所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：新风支通道（1-3）上设有电动控制阀Ⅰ（1-4）、新风主通道（1-2）上设有电动控制阀Ⅱ（1-5），新风主通道（1-2）上设温度传感器Ⅰ（1-6）和湿度传感器Ⅰ（1-7），回风口（3-1）上设有电动控制阀Ⅲ（3-2）、腔体Ⅲ（3-4）内设有温度传感器Ⅱ（3-5）和湿度传感器Ⅱ（3-6），供水/液主管道（6-2）上设有温度传感器Ⅲ（6-4）。
7.根据权利要求5所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述空调机组还包括喷淋段、中间段、加湿段、回风机段、排风段、二次回风段、中效过滤段、杀菌段或消声段中的一种或几种组合。
8.根据权利要求6所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述电动控制阀Ⅱ（1-5）和电动控制阀Ⅲ（3-2）形成反向连锁，电动控制阀Ⅰ（1-4）与新风换气机（2-2）形成正向连锁。
9.根据权利要求8所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于，所述空调机组运行控制系统对于电动控制阀Ⅰ（1-4）和电动控制阀Ⅱ（1-5）的启、闭指令，来源于室内外焓差和表冷/加热器（6-1）、供水/液主管道（6-2）内介质温度的大小综合判断：当室外空气焓值大于室内空气焓值，且介质温度在5-20℃时，视为空调夏季；当室外空气焓值小于室内空气焓值，且介质温度在30℃以上时，视为空调冬季；在上述判断范围外、其它需要开启空调系统的季节，称为空调过渡季；空调冬、夏季时，电动控制阀Ⅱ（1-5）关闭、电动控制阀Ⅰ（1-4）开启，空调机组以一次回风热回收状态运行；空调过渡季时，电动控制阀Ⅰ（1-4）关闭，电动控制阀Ⅱ（1-5）开启，机组以最大风量全新风状态节能运行。
10.根据权利要求8所述的大空间集成型组合式空调机组，其特征在于：所述室内外焓差为通过室内外温度传感器Ⅰ（1-6）、湿度传感器Ⅰ（1-7）与温度传感器Ⅱ（3-5）、湿度传感器Ⅱ（3-6）采集数据的逻辑运算；所述介质为水或制冷剂。
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