CN111043793B - 双新风、双排风多功能泳池热泵空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，该热泵空调机组沿着空气处理的方向依次设置一次混合段、降温除湿段、回风机段、二次混合段、主加热段、辅助加热段、送风机段；一次混合段和二次混合段均包括新风调节阀、排风调节阀和回风调节阀，回风调节阀分别连接新风调节阀、排风调节阀；降温除湿段为热泵系统的蒸发器；主加热段为热泵系统的冷凝器；蒸发器、内冷凝器、外冷凝器、压缩机构成一个完整的热泵系统。该机组设有两个新风口，可根据室外空气的热湿状态，确定引入一次和二次新风量；该机组可设定多种不同的工作模式，充分利用排风和新风中的能量，确定空气处理过程，具有更加节约能源，运行更加高效准确，控制更加灵活的特点。

Description

双新风、双排风多功能泳池热泵空调机组

技术领域

本发明涉及一种空调机组，具体涉及一种多功能泳池热泵空调机组。

背景技术

游泳馆的室内空气温度约为26～30℃，空气潮湿，相对湿度约为70～90％，人员较为密集，人均新风量大。由此，游泳馆类建筑空气调节的除湿负荷大，新风需求量大。针对上述特点，泳池所采用的空调机组也较为特殊，不仅要能为室内供冷、供热，还需要兼顾除湿功能。目前广泛采用的是热泵式空气处理机组，也称为三集一体机组，该类机组沿着送风气流的方向一般依次包括蒸发段、混合段和再热段。其工作原理是回风首先在热泵蒸发段被冷却除湿，然后与新风经混合，再利用热泵冷凝段加热。冬季冷凝热量不足时采用辅助加热；夏季工况，冷凝热一般过剩，需要排到室外或者用来加热池水；过渡季工况时全新风直接送入室内，必要时采用辅助加热器加热。该类空调机组的不足是，在夏季和一部分过渡季节，一部分降温除湿处理后的回风需要被排掉，浪费了冷量，新风量越大，浪费的冷量越多；另一方面，该空调机组并没有对新风进行降温除湿处理便送入室内，由于夏季室外空气高温高湿，只有将回风处理到温度和相对湿度都也很低时才能使混合后满足送风状态，导致机组的运行COP降低。

基于上述技术背景，需要设计一种新型的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组。

发明内容

本发明是要提供一种双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其目的是改善目前常用的泳池热泵空调机组的缺陷，提高能源利用效率，降低游泳馆类建筑的空调系统能耗和运行费用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，该热泵空调机组沿着空气处理的方向依次设置一次混合段、降温除湿段、回风机段、二次混合段、主加热段、辅助加热段、送风机段；所述一次混合段和二次混合段均包括新风调节阀、排风调节阀和回风调节阀，回风调节阀分别连接新风调节阀、排风调节阀；所述降温除湿段为热泵系统的蒸发器；所述主加热段为热泵系统的冷凝器；蒸发器、内冷凝器、外冷凝器、压缩机构成一个完整的热泵系统。

进一步，所述的热泵空调机组根据室外空气的热湿状态，通过一次、二次混合段上新风调节阀、排风调节阀和回风调节阀的调节，确定从一次混合段与二次混合段进入新风的比例，控制参与降温除湿的新风量。

进一步，所述的外冷凝器与内冷凝器并联，可以采用风冷或者水冷，并可用来加热池水。

进一步，所述一次混合段和二次混合段、新风调节阀和排风调节阀均采用多叶平行调节阀，均向送风气流行进方向倾斜，沿对角线从上到下设置多叶平行回风调节阀：所述一、二次混合段均通过新风调节阀、排风调节阀与回风调节阀的启闭与调节，控制新风、回风、排风的量和流向。

进一步，所述混合段有以下工作模式：

1)回风全通过模式：新风调节阀和排风调节阀均关闭，回风调节阀阀片水平，此时无新风进入和排风，只有回风通过；

2)回风全排加无新风模式：新风调节阀关闭、排风调节阀开启，回风调节阀阀片向下旋转、搭接，形成关闭状态，此时无新风，回风全部排出；

3)回风全排加全新风模式：新风调节阀开启、排风调节阀开启，回风调节阀调节阀片向下旋转、搭接，形成关闭状态，此时新风进入，回风全部排出；

4)新风与回风混合模式：新风调节阀、排风调节阀和回风调节阀均处于调节状态，一部分回风排出，其余排风与进入的新风混合。

进一步，所述的多功能热泵空调机组，根据热泵的运行状态有三种运行工况：

1)夏季工况，以降温除湿为主：回风与一次新风混合后，在降温除湿段热泵的蒸发器吸收热量，空气进行降温除湿，之后与二次新风混合，然后进行主加热段，热泵的主加热器将空气加热至送风状态点，多余的冷凝热通过外冷凝器排掉或者利用起来；

2)冬季工况，以加热为主：回风与一次新风混合后，进入降温除湿段，热泵的蒸发器提取空气里的热量，部分处理后的回风排掉，其余部分回风与二次新风混合后进入主加热段，热泵的内冷凝器对空气加热，如果加热量不足，则启动辅助加热；

3)过渡季工况，无冷热处理：回风全部排掉，全部使用新风，热泵不启动，不对空气进行冷热处理，直接送出。

本发明的双新风、双排风的泳池热泵空调机组与现有技术相比具以下有益效果：

(1)设置了一次、二次混合段，可以根据室外空气状态，调节需要进行冷却除湿的新风量，避免了对回风进行冷却除湿后再排掉，节约了冷量，提高了机组运行能效。

(2)该机组可根据不同季节的室外工况，切换不同的工作模式，控制更加灵活，不但可以节能能源，而且能更准确地实现所需的空气处理要求。

附图说明

图1为本发明泳池热泵空调机组的组成示意图；

图2为夏季工况时室外温湿度较高时的机组工作原理示意图；

图3为夏季工况时室外温湿度较适宜时的机组工作原理示意图；

图4为冬季工况时室外温湿度较低时机组的工作原理示意图；

图5为冬季工况时室外温湿度较高时机组的工作原理示意图；

图6为过渡季工况时机组的工作原理示意图；

编号对应热泵空调机组部件名称：1、一次混合段；2、降温除湿段；3、压缩机；4、节流阀；5、回风机段；6、二次混合段；7、主加热段；8、辅助加热段；9、送风机段；10、一次新风调节阀；11、一次排风调节阀；12、一次回风调节阀；13、二次新风调节阀；14、二次排风调节阀；15、二次回风调节阀；16、外冷凝器；17、蒸发器；18、内冷凝器；19、辅助加热器；20、三通阀；21、回风机；22、送风机。

具体实施方式

以下结合附图和给出的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，沿着送风气流的方向，该热泵空调机组包括依次设置的一次混合段1、降温除湿段2、回风机段5、二次混合段6、主加热段7、辅助加热段8、送风机段9、热泵系统等。所述一次混合段1包括一次新风调节阀10、一次排风调节阀11和一次回风调节阀12，一次回风调节阀12分别连接一次新风调节阀10、一次排风调节阀11。所述二次混合段6包括二次新风调节阀13、二次排风调节阀14和二次回风调节阀15，二次回风调节阀15分别连接二次新风调节阀13、二次排风调节阀14。所述降温除湿段2为热泵系统的蒸发器17；所述主加热段7为热泵系统的内冷凝器18；蒸发器17、内冷凝器18、外冷凝器16、压缩机3、节流阀4等构成一个完整的热泵系统。所述的外冷凝器16通过三通阀20与内冷凝器18并联连接。所述降温除湿段2通过压缩机3、三通阀20、节流阀4与内冷凝器18并联连接。所述回风机段内设有回风机21。所述送风机段9内设有送风机22.

所述双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组有多种运行工况，典型运行工况如下：

所述双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组有多种运行工况：

1.在制冷工况时

1)当室外空气温湿度均很高，其焓值高于室内空气焓值时，如图2所示，打开一次混合段1上的一次新风调节阀10、一次排风调节阀11，关闭二次混合段6上的二次新风调节阀13和二次排风调节阀14。在一次混合段1里，新风经一次新风调节阀10进入，部分回风经一次排风调节阀11排掉，剩余回风与一次新风混合，之后一起进入降温除湿段2内被热泵蒸发器17冷却除湿，经过回风机段5加压再经过二次混合段6后进入主加热段7，在主加热段7被热泵冷凝器18加热，经送风机段9加压送出，最终送入室内。

2)当室外空气温湿度合适，其焓值低于室内空气焓值时，如图3所示，一次混合段1上一次新风调节阀10和一次排风调节阀11关小，二次混合段6上二次新风调节阀13、二次排风调节阀14部分开启。在一次混合段1里，一次新风经过一次新风调节阀10进入，部分回风被一次排风调节阀11排掉一部分，剩余回风与一次新风混合，之后一起进入降温除湿段2被热泵蒸发器17冷却除湿。经过回风机段5加压再经过二次混合段6时，回风被二次排风调节阀14排掉一部分，二次新风经过二次新风调节阀13进入二次混合段6，剩余回风与二次新风混合，之后一起在主加热段7被热泵冷凝器18加热，经送风机段9加压送出，最终送入室内。

2.制热工况

1)当室外温度和含湿量均较低时，如图4所示，关闭一次混合段1上的一次新风调节阀10和一次排风调节阀11；打开二次混合段6上的二次新风调节阀13和二次排风调节阀14，关闭回风调节阀15。回风经过一次混合段1，进入降温除湿段2被热泵蒸发器17冷却除湿处理以后，经过回风机段5加压，在二次混合段6经二次排风调节阀14全部被排掉。新风经过二次混合段6上的二次新风调节阀13进入，再进入主加热段7被热泵冷凝器18加热，经过辅助加热段8被辅助加热器19加热后经送风机段9加压送出，最终送入室内。这时送风中不包含回风，系统只是从回风中取热，由于回风中包含大量的冷凝热，热泵的蒸发温度较高，因此能效也较高。

2)当室外温度不是很低，且含湿量高时，如图5所示，一次新风调节阀10、一次排风调节阀11、二次新风调节阀13和二次排风调节阀14部分开启。一次新风经过新风调节阀10进入一次混合段1，回风经过一次混合段1时被一次排风调节阀11排掉一部分，剩余回风与一次新风混合，之后一起进入降温除湿段2被热泵蒸发器17冷却除湿，经过回风机段5加压再经过二次混合段6时，回风被二次排风调节阀14排掉一部分，二次新风经过二次新风调节阀13进入二次混合段6，二次新风与剩余回风混合，之后一起在主加热段7被热泵冷凝器18加热，经过辅助加热段8加热后经送风机段9加压送出，最终送入室内。

3.全新风工况

在过渡季工况时，如图6所示，一次新风调节阀10和二次新风调节阀13部分开启，一次排风调节阀11和二次排风调节阀14全部开启，一次回风调节阀12关闭、二次回风调节阀开启15。在一次混合段1里，一次新风经新风调节阀10进入，回风经排风调节阀11被全部排掉，一次新风再进入降温除湿段2内被热泵蒸发器17冷却除湿，经过回风机段5加压再经过二次混合段6时，一次新风被二次排风调节阀14排掉一部分，二次新风经过二次新风调节阀13进入二次混合段6，与一次新风混合，一起经过主加热段7，经送风机段9加压送出，最终送入室内。

通过调节一次新风调节阀10与二次新风调节阀13的开闭程度，调节需要被热泵蒸发器17降温除湿的一次新风量的比例，然后在主加热段7被热泵冷凝器18加热。

当室外空气状态合适时，也可以不做任何加热或者冷却处理，直接送出。

Claims (6)

1.一种双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：该热泵空调机组沿着空气处理的方向依次设置一次混合段、降温除湿段、回风机段、二次混合段、主加热段、辅助加热段、送风机段；所述一次混合段包括一次新风调节阀、一次排风调节阀和一次回风调节阀，所述二次混合段包括二次新风调节阀、二次回风调节阀、二次排风调节阀；一次新风调节阀、一次回风调节阀、一次排风调节阀与二次新风调节阀、二次回风调节阀、二次排风调节阀均通过电路相连接；所述降温除湿段为热泵系统的蒸发器；所述主加热段为热泵系统的冷凝器；蒸发器、内冷凝器、外冷凝器、压缩机构成一个完整的热泵系统。

2.根据权利要求1所述的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：所述的热泵空调机组根据室外空气的热湿状态，通过一次新风调节阀、一次排风调节阀和一次回风调节阀、二次新风调节阀、二次排风调节阀和二次回风调节阀的调节，确定从一次混合段与二次混合段进入新风的比例，控制参与降温除湿的新风量。

3.根据权利要求1所述的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：所述的外冷凝器与内冷凝器并联，内冷凝器用来加热送风气流，外冷凝器采用室外空气进行冷却，或用来加热泳池水。

4.根据权利要求1所述的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：所述一次新风调节阀、一次回风调节阀、一次排风调节阀与二次新风调节阀、二次回风调节阀、二次排风调节阀均采用多叶平行调节阀，均向送风气流行进方向倾斜，沿对角线从上到下设置多叶平行回风调节阀，以调节控制新风、回风、排风的量和流向。

5.根据权利要求1所述的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：所述混合段有以下工作模式：

1)回风全通过模式：新风调节阀和排风调节阀均关闭，回风调节阀阀片水平，此时无新风进入和排风，只有回风通过；

2)回风全排加无新风模式：新风调节阀关闭、排风调节阀开启，回风调节阀阀片向下旋转、搭接，形成关闭状态，此时无新风，回风全部排出；

3)回风全排加全新风模式：新风调节阀开启、排风调节阀开启，回风调节阀调节阀片向下旋转、搭接，形成关闭状态，此时新风进入，回风全部排出；

4)新风与回风混合模式：新风调节阀、排风调节阀和回风调节阀均处于调节状态，一部分回风排出，其余排风与进入的新风混合。

6.根据权利要求1所述的双新风、双排风的泳池多功能热泵空调机组，其特征在于：所述的多功能热泵空调机组，根据热泵的运行状态有三种运行工况：

1)夏季工况，以降温除湿为主：回风与一次新风混合后，在降温除湿段热泵的蒸发器吸收热量，空气进行降温除湿，之后与二次新风混合，然后进行主加热段，热泵的主加热器将空气加热至送风状态点，多余的冷凝热通过外冷凝器排掉或者利用起来；

2)冬季工况，以加热为主：回风与一次新风混合后，进入降温除湿段，热泵的蒸发器提取空气里的热量，部分处理后的回风排掉，其余部分回风与二次新风混合后进入主加热段，热泵的内冷凝器对空气加热，如果加热量不足，则启动辅助加热；

3)过渡季工况，无冷热处理：回风全部排掉，全部使用新风，热泵不启动，不对空气进行冷热处理，直接送出。

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