CN113310139A - 新风换热机组及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于换热技术领域，具体提供一种新风换热机组及其控制方法。本发明旨在解决现有新风系统和换热系统彼此独立运行而导致设备成本高、安装麻烦、占用空间大的问题。为此，本发明的新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，室内单元能够与室内空气进行换热，室外单元能够与室内单元在换热单元中实现换热，空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，空气处理单元中设置有除湿蒸发器，除湿蒸发器与室外单元相连，以便室外单元中的冷媒能够流入除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理。本发明通过一个室外单元就能同时实现换热功能和新风功能，有效降低了机组整体成本、减少机组占用空间、简化机组安装过程。

Description

新风换热机组及其控制方法
技术领域
本发明属于换热技术领域，具体提供一种新风换热机组及其控制方法。
背景技术
随着换热技术的不断发展，用户对空调机组的综合性能也提出了越来越高的要求。为了使空调机组能够有效满足用户对室内环境恒温、恒湿、恒净、恒氧的需求，现有很多空调机组都同时配置有换热系统和新风系统，换热系统用于满足用户对环境的恒温需求，新风系统则用于满足用户对环境的恒湿、恒净、恒氧需求。现有空调机组虽然已经能够满足用户的使用需求，但是，现有空调机组的新风系统和换热系统都是彼此独立的两个系统，两个系统独立运行、独立控制，各自实现其各自的功能，因而导致现有空调机组不仅需要较高的设备成本，而且还具有安装麻烦、占用空间大等问题。此外，由于新风系统大多需要安装在室内，因此，新风系统中的压缩机会在工作时产生较大的噪音，从而导致用户体验不佳的问题。
相应地，本领域需要一种新的新风换热机组及其控制方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有新风系统和换热系统彼此独立运行而导致设备成本高、安装麻烦、占用空间大的问题，本发明提供了一种新风换热机组，其特征在于，所述新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，所述室内单元能够与室内空气进行换热，所述室外单元能够与所述室内单元在所述换热单元中实现换热，所述空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，所述空气处理单元中设置有除湿蒸发器，所述除湿蒸发器与所述室外单元相连，以便所述室外单元中的冷媒能够流入所述除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述空气处理单元中还设置有第一热交换器，所述第一热交换器设置在所述除湿蒸发器的上游，并且所述第一热交换器与所述室内单元相连，以便所述室内单元中的换热介质能够流入所述第一热交换器中，从而对除湿前的空气进行初次冷却。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述空气处理单元中还设置有第二热交换器，所述第二热交换器设置在所述除湿蒸发器的下游，所述第二热交换器用于对除湿后的空气进行升温处理。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述第二热交换器的入口与所述第一热交换器的出口相连，以便从所述第一热交换器中流出的换热介质能够流入所述第二热交换器中，从而对除湿后的空气进行升温处理。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述空气处理单元包括进风口，所述进风口与室外相连通，并且所述进风口处设置有新风阀，所述新风阀用于控制所述进风口的开闭状态。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述空气处理单元还包括回风口，所述回风口与室内相连通，以便将室内空气引入所述空气处理单元中与室外空气混合处理后再送入室内。
在上述新风换热机组的优选技术方案中，所述室内单元中设置有辐射换热器，所述室内单元通过所述辐射换热器与室内空气进行换热。
本发明还提供了一种用于新风换热机组的控制方法，所述新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，所述室内单元能够与室内空气进行换热，所述室外单元能够与所述室内单元在所述换热单元中实现换热，所述空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，所述空气处理单元中设置有除湿蒸发器，所述除湿蒸发器与所述室外单元相连，以便所述室外单元中的冷媒能够流入所述除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理，所述空气处理单元包括进风口和回风口，所述进风口与室外相连通，所述回风口与室内相连通，以便将室内空气引入所述空气处理单元中与室外空气混合处理后再送入室内；所述控制方法包括：获取室内的二氧化碳浓度；根据所述二氧化碳浓度，控制所述进风口的开闭状态。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述二氧化碳浓度，控制所述进风口的开闭状态”的步骤具体包括：如果所述二氧化碳浓度小于或等于预设浓度，则控制所述进风口关闭；并且/或者，如果所述二氧化碳浓度大于所述预设浓度，则控制所述进风口开启。
在上述控制方法的优选技术方案中，“控制所述进风口开启”的步骤具体包括：根据所述二氧化碳浓度与所述预设浓度的差值大小，控制所述进风口的开启程度。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，本发明的新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，室内单元能够与室内空气进行换热，以便有效保证新风换热机组的换热效果，室外单元能够与室内单元在换热单元中实现换热，空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，空气处理单元中设置有除湿蒸发器，除湿蒸发器与室外单元相连，以便室外单元中的冷媒能够流入除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理，以使新风换热机组能够具备新风功能，本申请中的室外单元不仅能够与室内单元进行换热，以便有效保证新风换热机组的换热功能，而且还能够给空气处理单元中的除湿蒸发器供应冷媒，以便有效保证新风换热机组的除湿功能，即通过一个室外单元就能同时保证新风换热机组的换热效果和除湿效果，进而有效降低设备成本、减少占用空间、简化安装过程，并且还能够有效降低空气处理单元工作时产生的噪音，达到有效提升用户体验的效果。
附图说明
图1是本发明的新风换热机组的整体结构示意图；
图2是本发明的控制方法的优选实施例的具体步骤流程图；
附图标记：
1、室外单元；
11、压缩机；12、气液分离器；13、四通阀；14、室外换热器；15、室外膨胀阀；
2、换热单元；
21、水氟换热器；22、换热膨胀阀；23、水泵；
3、室内单元；
31、顶棚辐射换热器；32、顶棚辐射电磁阀；33、地板辐射换热器；34、地板辐射电磁阀；
4、空气处理单元；
41、除湿蒸发器；42、除湿膨胀阀；43、第一热交换器；44、第二热交换器；45、三通阀；46、进风口；47、新风阀；48、回风口；49、回风管道；50、送风扇；51、送风管道。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。
需要说明的是，在本优选实施例的描述中，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先参照图1，该图是本发明的新风换热机组的整体结构示意图。如图1所示，该新风换热机组包括室外单元1、换热单元2、室内单元3和空气处理单元4，其中，室内单元3能够与室内空气进行换热，从而实现换热效果，室外单元1能够与室内单元3在换热单元2中实现换热，室外单元1不断与室外空气进行换热，再与室内单元3换热，以便室内单元3能够源源不断地将冷量或热量输送至室内，空气处理单元4能够将室外空气处理后送入室内，从而实现新风功能，空气处理单元4中设置有除湿蒸发器41，除湿蒸发器41与室外单元1相连，以便室外单元1中的冷媒能够流入除湿蒸发器41中，从而对被引入的空气进行除湿处理。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对室外单元1、换热单元2、室内单元3和空气处理单元4的具体结构作任何限制，只要室外单元1既能够与室内单元3换热而实现换热功能，又能够给除湿蒸发器41供应冷媒而实现除湿功能即可，换言之，室内单元3和空气处理单元4共用一个室外单元1即可实现相应功能。此外，还需要说明的是，本发明不对除湿蒸发器41的具体类型作任何限制，只要空气处理单元4能够通过除湿蒸发器41实现除湿功能即可。
进一步地，室外单元1中设置有一条换热支路，所述换热支路上设置有压缩机11、气液分离器12、四通阀13、室外换热器14和室外膨胀阀15，其中，四通阀13的s口与气液分离器12的入口相连，气液分离器12的出口与压缩机11的入口相连，四通阀13的d口与压缩机11的出口相连，四通阀13的c口与室外换热器14相连，室外换热器14的远离四通阀13的一端与室外膨胀阀15相连，室外换热器14能够与室外空气进行换热，以便改变所述换热支路中的冷媒温度；当然，需要说明的是，本发明不对室外单元1的具体结构作任何限制，只要室外单元1能够与室外空气进行换热以改变冷媒温度即可。此外，位于室外膨胀阀15的远离室外换热器14的一端的冷媒管道能够向外延伸至换热单元2中而与室内单元3进行换热，再与四通阀13的e口相连，从而实现冷媒的循环；换热单元2中设置有换热膨胀阀22，换热膨胀阀22设置在室外膨胀阀15的远离室外换热器14的一侧，以便控制管道中的冷媒流量。
继续参阅图1，室内单元3中设置有顶棚辐射换热器31和地板辐射换热器33，以便与室内空气进行换热。需要说明的是，辐射换热不需要像普通室内盘管换热一样依靠风机来实现换热，其仅通过毛细管或地暖管辐射的方式向室内辐射冷量或热量，从而达到恒温、恒静的效果，以便进一步提升用户体验。顶棚辐射换热器31的入口端设置有顶棚辐射电磁阀32，以便控制顶棚辐射换热器31的换热能力；地板辐射换热器33的入口端设置有地板辐射电磁阀34，以便控制地板辐射换热器33的换热能力。此外，还需要说明的是，本发明不对室内单元3中设置的辐射换热器的具体数量和类型作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。进一步地，换热单元2中设置有水氟换热器21，室外单元1中的冷媒与室内单元3中的换热介质能够在水氟换热器21中进行换热；当然，虽然本优选实施例中的室外单元1中的冷媒为氟，室内单元3中的换热介质为水，但这并不是限制性的，技术人员可以根据实际使用需求自行选定冷媒和换热介质的类型，只要能够实现换热即可；并且本发明也不对水氟换热器21的具体结构类型作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。换热单元2中还设置有水泵23，水泵23能够保证换热后的水顺利进入室内单元3中，技术人员可以根据实际使用需求自行选定水泵23的型号。
进一步地，空气处理单元4中还设置有第一热交换器43和第二热交换器44，第一热交换器43设置在除湿蒸发器41的上游，用于对流过空气处理单元4的空气进行初步冷却，以便有效保证后续的除湿效果，除湿蒸发器41用于对流过空气处理单元4的空气进行深度冷却和除湿处理，第二热交换器44设置在除湿蒸发器41的下游，用于对流过空气处理单元4的空气进行升温处理，以使空气处理单元4输送的空气尽量接近室温，以免引起用户不适；需要说明的是，此处的上游和下游均是以空气流通方向为准。在本优选实施例中，除湿蒸发器41的两端分别与从室外单元1中延伸出的两根冷媒管道相连，以便室外单元1中的冷媒能够输送至除湿蒸发器41中，并且除湿蒸发器41的入口端设置有除湿膨胀阀42，以便控制冷媒流量；第一热交换器43的入口端与室内单元3的出水端相连，第一热交换器43的出口端与三通阀45的A口(入口)相连，三通阀45的B口(第一出口)与室内单元3的进水端相连，三通阀45的C口(第二出口)与第二热交换器44的入口端相连，第二热交换器44的出口端与室内单元3的进水端相连。所述新风换热机组可以通过用户的目标温度来控制三通阀45的连通状态，以便满足不同换热需求；具体地，当除湿处理后的空气需要升温时则连通AC，而当除湿处理后的空气不需要升温时则连通AB。第一热交换器43借助室内单元3原本就需要使用的换热水既可实现初步冷却的效果，而无需再借助其他换热系统，从而有效节省了设备成本。在第一热交换器43换热升温后的水还能够直接流入第二热交换器44中，以便对流过空气处理单元4的空气进行升温处理，从而实现热量回收利用，进而最大程度地简化机组结构和运行成本。需要说明的是，第二热交换器44也可以与其他元件相连而实现升温效果，例如，直接将第二热交换器44的入口端直接与室内单元3的出水端相连，或者给第二热交换器44单独设置电加热装置也可，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要第二热交换器44能够对空气进行升温处理即可。此外，本领域技术人员能够理解的是，本发明不对除湿蒸发器41、第一热交换器43和第二热交换器44的具体结构作任何限制，只要其各自能够实现相应功能即可。
继续参阅图1，空气处理单元4还包括进风口46和回风口48，空气处理单元4通过进风口46与室外相连通，以便通过进风口46引入室外空气，回风口48通过回风管道49与室内相连通，室内空气通过回风管道49引入空气处理单元4中，并能够与通过进风口46引入的室外空气相混合，再依次通过第一热交换器43、除湿蒸发器41和第二热交换器44进行处理，空气处理单元4中还设置有送风扇50，送风扇50能够加速空气处理单元4中的空气通过送风管道51被输送至室内，从而实现空气净化的效果。需要说明的是，本发明不对进风口46和回风口48的具体数量和结构作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。此外，进风口46处设置有新风阀47，新风阀47用于控制进风口46的开闭状态，以便控制室外空气的引入量，进而有效控制空气处理单元4中室外空气与室内空气的混合比例。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对新风阀47的具体结构作任何限制，技术人员可以根据实际需求自行设定，只要新风阀47能够控制进风口46的开闭程度即可。
接着参阅图2，该图是本发明的控制方法的优选实施例的具体步骤流程图。如图2所示，基于上述优选实施例中所述的新风换热机组，所述新风换热机组还包括控制器和二氧化碳浓度检测仪，所述控制器能够执行本发明的控制方法，所述二氧化碳浓度检测仪能够检测室内的二氧化碳浓度，所述控制器能够根据检测到的二氧化碳浓度控制所述新风换热机组的运行。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对所述控制器的具体结构和型号作任何限制，并且所述控制器可以是所述新风换热机组原有的控制器，也可以是为执行本发明的控制方法而单独设置的控制器，技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述控制器的结构和型号。本发明的控制方法的优选实施例具体包括下列步骤：
S101：获取室内的二氧化碳浓度；
S102：根据二氧化碳浓度，控制进风口的开闭状态；
S103：如果二氧化碳浓度≤800ppm，则控制新风阀关闭；
S104：如果800ppm＜二氧化碳浓度≤900ppm，则控制新风阀开启至第一预设开度；
S105：如果900ppm＜二氧化碳浓度≤1000ppm，则控制新风阀开启至第二预设开度；
S106：如果二氧化碳浓度＞1000ppm，则控制新风阀全开。
具体地，在步骤S101中，所述控制器能够通过所述二氧化碳浓度检测仪检测室内的二氧化碳浓度；当然，本发明不对二氧化碳浓度的具体检测方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。接着，在步骤S102中，所述控制器能够根据检测到的二氧化碳浓度控制进风口46的开闭状态；需要说明的是，本发明不对其具体控制方式作任何限制，只要该控制方法是基于二氧化碳浓度来控制进风口46的开闭状态而控制室外空气与室内空气的混合比例，就属于本发明的保护范围。
进一步地，在本优选实施例中，所述控制器通过控制新风阀47的开度来控制进风口46的开闭状态；当然，这并不是限制性的，技术人员也可以借助其他方式来控制进风口46的开闭状态，这种具体控制方法的改变并不偏离本发明的基本原理。如果所述控制器判断出检测到的二氧化碳浓度小于或等于800ppm，则说明室内氧气充足，在此情形下，所述控制器控制新风阀47关闭，以便空气处理单元4仅需要对室内回风进行处理即可，从而有效达到节能效果；如果所述控制器判断出检测到的二氧化碳浓度大于800ppm且小于或等于900ppm，则说明室内二氧化碳略多，在此情形下，所述控制器控制新风阀47开启至所述第一预设开度，以便在保证节能效果的同时，还能够有效保证室内的恒氧环境；如果所述控制器判断出检测到的二氧化碳浓度大于900ppm且小于或等于1000ppm，则说明室内二氧化碳稍多，在此情形下，所述控制器控制新风阀47开启至所述第二预设开度，其中，所述第二预设开度大于所述第一预设开度，以便引入更多室外新风，从而在保证节能效果的同时，有效保证室内的恒氧环境；如果所述控制器判断出检测到的二氧化碳浓度大于1000ppm，则说明室内二氧化碳较多，在此情形下，所述控制器控制新风阀47全开，以便尽量多地引入室外新风，从而有效保证室内的恒氧环境。需要说明的是，技术人员可以根据实际使用需求自行设定不同数值区间以及第一预设开度和第二预设开度的具体数值。
此外，本发明还提供了一种控制方法，所述控制器需要控制顶棚辐射换热器31的出水温度始终高于室内露点温度，并且其差值达到第一预设温度；当所述控制器检测到顶棚辐射换热器31的出水温度低于室内露点温度且差值达到第二预设温度时，所述控制器控制所述新风换热机组停机，以便有效防止天花板凝露问题。
最后需要说明的是，上述实施例均是本发明的优选实施方案，并不作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在实际使用本发明时，可以根据需要适当添加或删减一部分步骤，或者调换不同步骤之间的顺序。这种改变并没有超出本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
至此，已经结合附图描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新风换热机组，其特征在于，所述新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，
所述室内单元能够与室内空气进行换热，所述室外单元能够与所述室内单元在所述换热单元中实现换热，
所述空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，所述空气处理单元中设置有除湿蒸发器，所述除湿蒸发器与所述室外单元相连，以便所述室外单元中的冷媒能够流入所述除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理。
2.根据权利要求1所述的新风换热机组，其特征在于，所述空气处理单元中还设置有第一热交换器，
所述第一热交换器设置在所述除湿蒸发器的上游，并且所述第一热交换器与所述室内单元相连，以便所述室内单元中的换热介质能够流入所述第一热交换器中，从而对除湿前的空气进行初次冷却。
3.根据权利要求2所述的新风换热机组，其特征在于，所述空气处理单元中还设置有第二热交换器，
所述第二热交换器设置在所述除湿蒸发器的下游，所述第二热交换器用于对除湿后的空气进行升温处理。
4.根据权利要求3所述的新风换热机组，其特征在于，所述第二热交换器的入口与所述第一热交换器的出口相连，以便从所述第一热交换器中流出的换热介质能够流入所述第二热交换器中，从而对除湿后的空气进行升温处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的新风换热机组，其特征在于，所述空气处理单元包括进风口，
所述进风口与室外相连通，并且所述进风口处设置有新风阀，所述新风阀用于控制所述进风口的开闭状态。
6.根据权利要求5所述的新风换热机组，其特征在于，所述空气处理单元还包括回风口，
所述回风口与室内相连通，以便将室内空气引入所述空气处理单元中与室外空气混合处理后再送入室内。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的新风换热机组，其特征在于，所述室内单元中设置有辐射换热器，所述室内单元通过所述辐射换热器与室内空气进行换热。
8.一种用于新风换热机组的控制方法，其特征在于，所述新风换热机组包括室外单元、换热单元、室内单元和空气处理单元，
所述室内单元能够与室内空气进行换热，所述室外单元能够与所述室内单元在所述换热单元中实现换热，
所述空气处理单元能够将室外空气处理后送入室内，所述空气处理单元中设置有除湿蒸发器，所述除湿蒸发器与所述室外单元相连，以便所述室外单元中的冷媒能够流入所述除湿蒸发器中，从而对被引入的空气进行除湿处理，
所述空气处理单元包括进风口和回风口，所述进风口与室外相连通，所述回风口与室内相连通，以便将室内空气引入所述空气处理单元中与室外空气混合处理后再送入室内；
所述控制方法包括：
获取室内的二氧化碳浓度；
根据所述二氧化碳浓度，控制所述进风口的开闭状态。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，“根据所述二氧化碳浓度，控制所述进风口的开闭状态”的步骤具体包括：
如果所述二氧化碳浓度小于或等于预设浓度，则控制所述进风口关闭；并且/或者
如果所述二氧化碳浓度大于所述预设浓度，则控制所述进风口开启。
10.根据权利要求9中所述的控制方法，其特征在于，“控制所述进风口开启”的步骤具体包括：
根据所述二氧化碳浓度与所述预设浓度的差值大小，控制所述进风口的开启程度。
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