CN113154547B - 一种新排风分级热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热回收技术领域,提供了一种新排风分级热回收系统,包括多级并列设置于新风管和排风管之间的热泵机组,所述热泵机组包括:并联设置的水循环回路和制冷剂循环回路,所述水循环回路的换热部分和所述制冷剂循环回路的换热部分均分别位于所述新风管和所述排风管内,所述热泵机组被配置为基于新风与排风的温差,切换所述水循环回路和所述制冷剂循环回路的开闭。本发明能够在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收利用,且具有结构简单、成本低和便于调控以满足各种工况的特点。
Description
技术领域
本发明涉及热回收技术领域,尤其涉及一种新排风分级热回收系统。
背景技术
传统新排风热回收系统是直接通过换热器回收排风能量,热回收效率低,排风能量回收不完全充分,无法实现排风能量的有效利用,如当室内排风温度与室外空气(新风)温度之间温差较大时,仍然有进一步回收排风能量的空间。
针对上述存在的缺陷,目前设计出了多级热泵热回收系统,例如专利号为CN201010606099.1的文献,公开了一种多级全工况连续热泵排风热回收空调系统,但是其无论新排风之间温差大小,均完全启动多级制冷系统,即制冷剂循环回路,导致能耗非常高,使用不经济,该空调系统无法在变工况下高效运行。因此,需要研发新的热回收系统,在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收。
发明内容
本发明提供一种新排风分级热回收系统,本发明系统能够在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收利用,且具有结构简单、成本低和便于调控以满足各种工况的特点。
本发明提供一种新排风分级热回收系统,包括多级并列设置于新风管和排风管之间的热泵机组,所述热泵机组包括:并联设置的水循环回路和制冷剂循环回路,所述水循环回路的换热部分和所述制冷剂循环回路的换热部分均分别位于所述新风管和所述排风管内,所述热泵机组被配置为基于新风与排风的温差,切换所述水循环回路和所述制冷剂循环回路的开闭。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述热泵机组被配置为基于新风与排风的温差,切换所述水循环回路和所述制冷剂循环回路的开闭,具体包括:当新风与排风的温差大于或等于预设温差时,开启所述水循环回路,关闭所述制冷剂循环回路;当新风与排风的温差小于预设温差时,关闭所述水循环回路,开启所述制冷剂循环回路。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述预设温差为7-12℃。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述水循环回路的换热部分和所述制冷剂循环回路的换热部分采用三介质换热器。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述热泵机组具体包括:两个三介质换热器,分别设置于所述新风管和所述排风管内;水泵,所述水泵的两端分别与所述两个三介质换热器的第一进口相连,所述两个三介质换热器的第一出口相连,构造出所述水循环回路;压缩机、四通换向阀和膨胀阀,所述压缩机的两端分别与所述四通换向阀的两个管口相连,所述四通换向阀的另外两个管口分别与所述两个三介质换热器的第二进口相连,所述膨胀阀的两端分别与所述两个三介质换热器的第二出口相连,构造出所述制冷剂循环回路。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述水循环回路中设有水阀。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述新风管和所述排风管相互平行设置。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,所述新风管的出口处设有第一风机,所述排风管的进口处设有第二风机,实现新风和排风逆流流动。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,还包括温度传感器,用于分别检测各级新风和排风的温度。
根据本发明提供的一种新排风分级热回收系统,还包括控制系统,所述控制系统分别与所述热泵机组和所述温度传感器相连。
本发明提供的一种新排风分级热回收系统,相对于传统热回收系统仅有制冷剂循环回路,本发明通过设置水循环回路和制冷剂循环回路联合工作的形式,根据新风与排风的温差切换多级热泵机组中两个循环回路的开闭,能够在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收利用,且具有结构简单、成本低和便于调控以满足各种工况的特点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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是本发明提供的新排风分级热回收系统的结构示意图;
附图标记:
1:新风管; 2:排风管; 3:热泵机组;
4:水循环回路; 5:制冷剂循环回路; 6:三介质换热器;
7:水泵; 8:第一进口; 9:第一出口;
10:压缩机; 11:四通换向阀; 12:膨胀阀;
13:第二进口; 14:第二出口; 15:水阀;
16:第一风机; 17:第二风机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
热回收:回收建筑物内外的余热/冷或废热/冷,并把回收的热/冷量作为供热/冷或其他加热设备的热源而加以利用,即热回收能量包括热能和冷能的回收。
根据本发明的实施例,如图1所示,本发明提供的新排风分级热回收系统,主要包括新风管1、排风管2和多级热泵机组3。其中,新风管1和排风管2相互平行设置,多级热泵机组3具有间隔地并列设置于新风管1和排风管2之间,每级热泵机组3包括:并联设置的水循环回路4和制冷剂循环回路5,水循环回路4的换热部分分别位于新风管1和排风管2内,且制冷剂循环回路5的换热部分分别位于新风管1和排风管2内,室外的新风进入新风管1内经多级水循环回路4或制冷剂循环回路5换热后进入室内,室内的空气进入排风管2内经多级水循环回路4或制冷剂循环回路5换热后排出,热泵机组3被配置为基于新风与排风的温差,切换水循环回路4和制冷剂循环回路5的开闭。
具体的,在冬季时,新风温度小于排风温度,通过排风管2内的多级换热部分逐级吸收排风的热能循环回流至新风管1内的多级换热部分与新风逐级换热,以提高新风的温度送入室内,避免了需要对新风加热升温的工艺,实现排风热能的回收利用,若新风与排风的温差大于或等于预设温差,开启水循环回路4直接换热,关闭制冷剂循环回路5,若新风与排风的温差小于预设温差,关闭水循环回路4,开启制冷剂循环回路5。
在夏季时,新风温度大于排风温度,通过排风管2内的多级换热部分逐级吸收排风的冷能循环回流至新风管1内的多级换热部分与新风逐级换热,以降低新风的温度送入室内,避免了需要对新风冷却降温的工艺,实现排风冷能的回收利用,若新风与排风的温差大于或等于预设温差,开启水循环回路4直接换热,关闭制冷剂循环回路5,若新风与排风的温差小于预设温差,关闭水循环回路4,开启制冷剂循环回路5。应当理解的是,在同等条件下,由于水循环回路4中水泵7正常工作的能耗小于制冷剂循环回路5中压缩机10正常工作的能耗,本发明新风与排风的温差较大时,只运行水循环回路4,相对于传统热回收系统全开制冷剂循环回路的方式,可以有效降低能耗。
因此,相对于传统热回收系统仅有制冷剂循环回路,本发明通过设置水循环回路4和制冷剂循环回路5联合工作的形式,根据新风与排风的温差切换多级热泵机组3中两个循环回路的开闭,能够在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收利用,且具有结构简单、成本低和便于调控以满足各种工况的特点。
在一个实施例中,本发明新排风分级热回收系统还包括控制系统以及温度传感器,控制系统可以采用PLC等控制系统,控制系统分别与热泵机组3和温度传感器相连,温度传感器分别设置于新风管1和排风管2上且位于每级热泵机组3处附近,主要用于检测各级新风和排风的温度,将检测的温度值发送至控制系统,控制系统将各级新风与排风的温差与预设温差进行对比,以控制各级热泵机组3水循环回路4和制冷剂循环回路5的开闭,实现各级不同工况的自动化控制,调控精确方便。
可以理解的是,本发明系统可以根据实际工况需求,选择性地开闭各级热泵机组3中水循环回路4和制冷剂循环回路5,实现排风能量的深度回收利用,使排风温度接近室外温度。
根据本发明的实施例,本发明预设温差为7-12℃。
根据本发明的实施例,本发明水循环回路4的换热部分和制冷剂循环回路5的换热部分采用三介质换热器6,由于三介质换热器6为本领域常规设备,此处不作详述,其原理大致为:三介质换热器6可以通入三种介质进行换热。本发明水循环回路4中的水和制冷剂循环回路5中的制冷剂通入一个三介质换热器6中,将两种介质集成在一个三介质换热器6中,使得每级热泵机组3只需设置两个三介质换热器6,不必在新风管1和排风管2内分别设置两个普通换热器,即每级热泵机组3需要设置四个普通换热器,本发明通过采用三介质换热器6将水循环回路4和制冷剂循环回路5集成为一体结构,可以避免增加结构复杂性和成本,并且通过该设置方式,可以有效减小风阻,提高换热效率。
根据本发明的实施例,热泵机组3具体包括:两个三介质换热器6、水泵7、压缩机10、四通换向阀11和膨胀阀12。其中,两个三介质换热器6分别设置于新风管1和排风管2内,作为水循环回路4的换热部分和制冷剂循环回路5的换热部分;水泵7的两端分别与两个三介质换热器6的第一进口8相连,两个三介质换热器6的第一出口9相连,构造出水循环回路4。
压缩机10的两端分别与四通换向阀11的两个管口相连,四通换向阀11的另外两个管口分别与两个三介质换热器6的第二进口13相连,膨胀阀12的两端分别与两个三介质换热器6的第二出口14相连,构造出制冷剂循环回路5,以进行制冷制热。具体的,制冷剂循环回路5夏季制冷时,新风管1内的三介质换热器6为蒸发器,吸热以降低新风的温度,排风管2内的三介质换热器6为冷凝器,回收排风的冷能;相应的,制冷剂循环回路5冬季制热时,新风管1内的三介质换热器6为冷凝器,放热以降低新风的温度,排风管2内的三介质换热器6为蒸发器,回收排风的热能。
进一步的,水循环回路4中还设有水阀15,用于调节循环水流量。
并且,新风管1的出口处设有第一风机16,用于向室内送入新风,排风管2的进口处设有第二风机17,用于将室内的空气排出,本发明通过将两个风机设置在同侧,实现新风和排风逆流流动,分级回收排风能量,实现能量的深度回收利用,进一步提高热回收效率。
综上所述,本发明新排风分级热回收系统能够在降低能耗的同时,实现排风能量的高效深度热回收利用,且具有结构简单、成本低和便于调控以满足各种工况的特点,实现全年变工况高效运行。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种新排风分级热回收系统,包括多级并列设置于新风管和排风管之间的热泵机组,其特征在于,所述热泵机组包括:并联设置的水循环回路和制冷剂循环回路,所述水循环回路的换热部分和所述制冷剂循环回路的换热部分均分别位于所述新风管和所述排风管内,所述热泵机组被配置为基于新风与排风的温差,切换所述水循环回路和所述制冷剂循环回路的开闭,具体包括:
当新风与排风的温差大于或等于预设温差时,开启所述水循环回路,关闭所述制冷剂循环回路;当新风与排风的温差小于预设温差时,关闭所述水循环回路,开启所述制冷剂循环回路;
所述水循环回路的换热部分和所述制冷剂循环回路的换热部分采用三介质换热器。
2.根据权利要求1所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,所述预设温差为7-12℃。
3.根据权利要求1所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,所述热泵机组具体包括:
两个三介质换热器,分别设置于所述新风管和所述排风管内;
水泵,所述水泵的两端分别与所述两个三介质换热器的第一进口相连,所述两个三介质换热器的第一出口相连,构造出所述水循环回路;
压缩机、四通换向阀和膨胀阀,所述压缩机的两端分别与所述四通换向阀的两个管口相连,所述四通换向阀的另外两个管口分别与所述两个三介质换热器的第二进口相连,所述膨胀阀的两端分别与所述两个三介质换热器的第二出口相连,构造出所述制冷剂循环回路。
4.根据权利要求3所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,所述水循环回路中设有水阀。
5.根据权利要求1所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,所述新风管和所述排风管相互平行设置。
6.根据权利要求1所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,所述新风管的出口处设有第一风机,所述排风管的进口处设有第二风机,实现新风和排风逆流流动。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,还包括温度传感器,用于分别检测各级新风和排风的温度。
8.根据权利要求7所述的新排风分级热回收系统,其特征在于,还包括控制系统,所述控制系统分别与所述热泵机组和所述温度传感器相连。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |