CN114110781B - 一种新风空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新风空调系统及其控制方法，新风空调系统包括空调主体、换热芯体、新风风道、排风风道、第一换热器和第二换热器，换热芯体设置在空调主体内，新风风道中的新风和排风风道中的排风分别经过换热芯体，并在换热芯体中进行热交换；第一换热器设置在新风风道上，且沿着新风流动方向位于换热芯体的下游，第二换热器设置在排风风道上，且沿着排风流动方向位于换热芯体的上游。夏季时，第一换热器产生冷凝水，冷凝水经第二换热器对排风风道内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体换热带走新风风道中的新风的热量；也就是说，将回收的冷凝水用于辅助制冷，降低制冷时的能耗，使得本发明的新风空调系统具有能耗低的优势。

Description

一种新风空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种新风空调系统及其控制方法。
背景技术
为了实现对建筑内环境品质的控制，改善人类活动场所的空气品质，市面上出现了很多对室内空气进行控制的设备。
传统的方式中，一般通过空调对温度进行调控，通过加湿器、除湿器对空气湿度进行调控，通过新风系统引入健康的新风，排出室内污浊的空气。为了满足多方面的要求，安装的电器越来越多，不仅占用了很大的空间，使用起来也比较麻烦。新风空调应运而生，而现有的新风空调仅仅是将各种电器集合在一起，未考虑运行时的功耗。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种新风空调系统及其控制方法，通过第二换热器的设置使得该系统在夏季时，可回收利用第一蒸发器产生的冷凝水间接处理新风，降低其温度，实现了节能的目的。
为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种新风空调系统，新风空调系统包括：
空调主体；
换热芯体，换热芯体设置在空调主体内；
新风风道和排风风道，新风风道中的新风和排风风道中的排风分别经过换热芯体，并在换热芯体中进行热交换；
第一换热器，第一换热器设置在新风风道内，且沿着新风流动方向位于换热芯体的下游；
第二换热器，第二换热器设置在排风风道内，且沿着排风流动方向位于换热芯体的上游；
夏季新风模式下，第一换热器产生冷凝水，冷凝水经第二换热器对排风风道内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体换热带走新风风道中的新风的热量。
在一些实施例中，新风空调系统还包括喷淋组件，喷淋组件用于接收第一换热器产生的冷凝水，并将冷凝水喷洒至第二换热器
在一些实施例中，喷淋组件包括冷凝水管、储水箱、循环水泵和喷淋管道；第一换热器产生的冷凝水经冷凝水管进入储水箱，在循环水泵的作用下进入喷淋管道，喷淋管道将冷凝水喷出。
在一些实施例中，新风空调系统还包括内循环风道，内循环风道的一端连接在排风风道上且位于换热芯体的下游，内循环风道的另一端连接在新风风道上且位于换热芯体的上游；
室内空气在排风风道内，依次经第二换热器和换热芯体换热后进入内循环风道中，进而与新风风道中的空气混合以提高空气的温度。
在一些实施例中，内循环风道上设置有内风机。
在一些实施例中，第二换热器还包括第二换热器，第二换热器通过冷媒管道与第一换热器连接。
在一些实施例中，新风风道的一端通过送风风口与室内连通，另一端通过新风风阀与室外连通；新风风道上设置有新风风机，新风风机用于将新风风道上的空气引入室内。
在一些实施例中，排风风道的一端通过排风风口与室内连通，另一端通过排风风阀与室外连通；排风风道上设置有排风风机，排风风机用于将室内空气通过排风风口和排风风阀排至室外。
在一些实施例中，排风风道上还设置有风阀，且风阀位于换热芯体和第二换热器之间。
在一些实施例中，空调主体上还开设有室内空气循环风口。
在一些实施例中，新风空调系统还包括设置在新风风道入口处的温湿度采集单元。
根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种新风空调系统的控制方法，控制方法用于控制上述的新风空调系统，控制方法包括：
夏季时，第一换热器产生冷凝水，冷凝水经第二换热器对排风风道内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体换热带走新风风道中的新风的热量。
在一些实施例中，控制方法还包括：
冬季时，当室外新风温度低于预设温度时，内风机工作，将排风风道内的空气依次经第二换热器和换热芯体换热后，与新风风道中的空气混合以提高空气的温度。
在一些实施例中，控制方法还包括：
当室内空气的湿度低于预设湿度时，排风风阀、新风风阀以及风阀均关闭，从排风风口进入的室内空气经第二换热器后含湿量增加，与经室内空气循环风口进入的室内空气混合后，从送风风口排入室内。
与现有技术相比，本发明的新风空调系统至少具有下列有益效果：
夏季时，第一换热器用做蒸发器，其在制冷后的空气中析出冷凝水，该冷凝水经第二换热器对排风风道内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体换热带走新风风道中的新风的热量；也就是说，将回收的冷凝水用于辅助制冷，降低制冷时的能耗，使得本发明的新风空调系统具有能耗低的优势。
另一方面，本发明提供的新风空调系统的控制方法是基于上述新风空调系统而设计的，其有益效果参见上述新风空调系统的有益效果，在此，不一一赘述。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的一种新风空调系统的结构示意图；
图2是本发明的实施例提供的一种新风空调系统在夏季时的空气流向示意图；
图3是本发明的实施例提供的一种新风空调系统在防冻结模式下的空气流向示意图；
图4是本发明的实施例提供的一种新风空调系统在加湿状态下的空气流向示意图；
图5是本发明的实施例提供的一种新风空调系统中第二换热器和喷淋组件的结构示意图；
图6是本发明的实施例提供的一种新风空调系统处于防冻结模式和加湿模式时的原理图；
图7是本发明的实施例提供的一种新风空调系统处于常规制冷制热模式时的原理图。
其中：1、换热芯体；2、新风风道；3、排风风道；4、第一换热器；5、第二换热器；6、内风机；7、室内空气循环风口；8、温湿度采集单元；21、送风风口；22、新风风阀；23、新风风机；31、排风风口；32、排风风阀；33、排风风机；34、风阀；51、冷凝水管；52、储水箱；53、循环水泵；54、喷淋管道；91、压缩机；92、四通阀；93、室外换热器；94、电子膨胀阀；95、第一截止阀；96、第二截止阀。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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中的具体含义。
实施例1
本实施例提供一种新风空调系统，如图1所示，新风空调系统包括：空调主体、换热芯体1、新风风道2、排风风道3、第一换热器4和第二换热器5，其中，换热芯体1设置在空调主体内，新风风道2中的新风和排风风道3中的排风分别经过换热芯体1，并在换热芯体1中进行热交换；第一换热器4设置在新风风道2内，且沿着新风流动方向位于换热芯体1的下游，第二换热器5设置在排风风道3内，且沿着排风流动方向位于换热芯体1的上游；夏季新风模式下，第一换热器4产生冷凝水，冷凝水经第二换热器5对排风风道3内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体1换热带走新风风道2中的新风的热量。
具体地，夏季时，第一换热器4用做蒸发器，其在制冷后的空气中析出冷凝水，该冷凝水流经第二换热器5的表面，而由于第二换热器5设置在排风风道3内，因此进而实现了对排风风道3内的排风进行降温。也就是说，在夏季时，本实施例通过第二换热器5回收第一换热器4产生的冷凝水，将回收的冷凝水用于辅助制冷，降低制冷产生的能耗，使得新风空调系统更加节能。
在具体实施例中：
新风空调系统还包括喷淋组件，喷淋组件用于接收第一换热器产生的冷凝水，并将冷凝水喷洒至第二换热器。具体地，喷淋组件包括冷凝水管51、储水箱52、循环水泵53和喷淋管道54；第一换热器4产生的冷凝水经冷凝水管51进入储水箱52，在循环水泵53的作用下进入喷淋管道54，喷淋管道54将冷凝水喷出。
具体地，第一换热器4的液体出口与冷凝水管51连接，当第一换热器4预冷析出冷凝水后，冷凝水通过冷凝水管51进入储水箱52中，储水箱52中的冷凝水在循环水泵53的作用下进入喷淋管道54中，在喷淋管道54的作用下以水雾的形式喷出，水雾作用于第二换热器5的表面，降低其温度，进而使得第二换热器5所在的排风风道3中的排风温度降低，温度降低后的排风经换热芯体换热可以带走新风风道2中的新风的热量。
具体地，喷淋管道54上开设有若干喷孔，冷凝水通过喷孔喷出，转化为水雾。
在具体实施例中：
新风空调系统还包括内循环风道，内循环风道的一端连接在排风风道3上且位于换热芯体1的下游，内循环风道的另一端连接在新风风道2上且位于换热芯体1的上游；室内空气在排风风道3内，依次经第二换热器5和换热芯体1换热后进入内循环风道中，进而与新风风道2中的空气混合以提高空气的温度；内循环风道上设置有内风机6；第二换热器5通过冷媒管道与第一换热器4连接。
具体地，冬季时，假如新风温度过低，则开启防冻结模式，在该模式下，内风机6工作，室内空气经第二换热器5，与第二换热器5进行热交换，之后，室内空气温度升高经过换热芯体1与新风风道2中的空气进行热交换，再在内风机6的驱动下进入新风风道2位于换热芯体1的上游部分与新风进行混合，混合后的新风相较于处理前的新风温度升高，避免了因引入新风温度过低对换热芯体1造成堵塞。
另外，为了更好的控制内循环风道的开启和关闭，可以在内循环风道上设置风阀。
在具体实施例中：
新风风道2的一端通过送风风口21与室内连通，另一端通过新风风阀22与室外连通；新风风道2上设置有新风风机23，新风风机23用于将新风风道2上的空气引入室内。排风风道3的一端通过排风风口31与室内连通，另一端通过排风风阀32与室外连通；排风风道3上设置有排风风机33，排风风机33用于将室内空气通过排风风口31和排风风阀32排至室外。
具体地，送风风口21和排风风口31均设置在空调主体上。
在具体实施例中：
排风风道3上还设置有风阀34，且风阀34位于换热芯体1和第二换热器5之间；空调主体上还开设有室内空气循环风口7。
在具体实施例中：
新风空调系统还包括设置在新风风道2入口处的温湿度采集单元8；优选地，温湿度采集单元8包括温湿度传感器。
本发明提供的新风空调系统的工作过程为：
如图2所示，当新风空调系统处于夏季新风模式，此时新风风阀22、排风风阀32和风阀34均处于打开状态；室内空气经排风风口31进入排风风道3内，在这个过程中，室内空气首先经过第二换热器5，此时，第一换热器4产生的冷凝水通过冷凝水管51进入储水箱52中，储水箱52中的冷凝水在循环水泵53的作用下进入喷淋管道54中，在喷淋管道54的作用下以水雾的形式喷出，水雾作用于第二换热器5的表面，降低其温度，进而使得第二换热器5所在的排风风道3中的排风温度降低，温度降低后的排风经换热芯体换热，带走新风管道内新风空气的热量，然后经排风风机33排至室外(如图2中虚线所示)。
室外空气新风风道2引入室内，通过换热芯体1与室内空气进行热交换，处理后的新风空气温度降低，然后通过第一换热器4进行降温处理，最终在新风风机23的驱动下，通过送风风口21到达室内(如图2中实线所示)。
如图3所示，新风空调系统处于冬季新风模式，当温湿度采集单元8采集的室外新风的温度低于预设的温度时，则开启新风防冻结模式，在该模式下，内风机6打开，流经第一换热器4的高温高压制冷剂分流出经过第二换热器5内，经换热后汇入冷媒管道内。
在室内空气经排风风口31进入排风风道3内的过程中，其首先经过第二换热器5，与其发生显热热交换；处理后，室内空气温度升高经过换热芯体1与新风风道2中的空气进行热交换；再在内风机6的驱动下进入新风风道2位于换热芯体1的上游部分与新风进行混合，混合的空气的温度升高；混合后的空气经过换热芯体1与室内空气发生热交换，经过热交换后的混合空气经过第一换热器4后，在新风风机23的作用下通过送风风口21到达室内。
如图4所示，冬季，当室内温湿度传感装置检测房间内湿度过低，需要加湿时，此时新风风阀22、排风风阀32和风阀34均处于关闭状态；流经第一换热器4的高温高压制冷剂分流出一部分经过第二换热器5内，经换热后汇入第一换热器4内；此时，储水箱52内的冷凝水经循环水泵53的驱动到达喷淋管道54中，形成水雾至喷至第二换热器5。
如图4中虚线所示，室内空气经排风风口31，室内空气循环风口7进入空调本体内，在这个过程中，经过排风风口31的空气首先通过第二换热器5，因此，该部分空气的温度和含湿量增加；之后该部分空气与通过室内空气循环风口7进入的室内空气混合，混合空气经过第一换热器4处理后在新风风机23的作用下通过送风风口21到达室内，实现了空气加湿的目的。
如图6所示，压缩机91通过四通阀92一路与第一换热器4连接，另一路与室外换热器93连接，室外换热器93通过电子膨胀阀94与第一换热器4连接，电子膨胀阀94与第一换热器4连接的管路上设置第一截止阀95，第一截止阀95与第二截止阀96并联，第二截止阀96与第二换热器5连接。
在防冻结模式和加湿模式下，如图6所示，第一截止阀95关闭，第二截止阀96打开，压缩机91排气侧的高温高压的制冷剂经过四通阀92后进入第一换热器4中进行热交换，流经第一换热器4的高温高压的制冷剂分流出一部分经过第二换热器5内，在第二换热器5中进行换热后，通过电子膨胀阀94和室外换热器93回到压缩机91中。
在常规的制冷和制热模式下，如图7所示，第一截止阀95打开，第二截止阀96关闭，压缩机91排气侧高温高压的制冷剂经四通阀92后进入第一换热器4中进行热交换，之后依次通过电子膨胀阀94和室外换热器93回到压缩机91中。
实施例2
本发明实施例2提供一种新风空调系统的控制方法，控制方法用于控制实施例1的新风空调系统，控制方法包括：
夏季时，第一换热器4产生冷凝水，冷凝水经第二换热器5对排风风道3内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体1换热带走新风风道2中的新风的热量。
冬季时，当室外新风温度低于预设温度时，内风机6工作，将排风风道3内的空气依次经第二换热器5和换热芯体1换热后，与新风风道2中的空气混合以提高空气的温度。
当室内空气的湿度低于预设湿度时，排风风阀32、新风风阀22以及风阀34均关闭，从排风风口31进入的室内空气经第二换热器5后含湿量增加，与经室内空气循环风口7进入的室内空气混合后，从送风风口21排入室内。
具体地，夏季时，第一换热器4用做蒸发器，其在制冷后的空气中析出冷凝水，该冷凝水流经第二换热器5的表面，而由于第二换热器5设置在排风风道3内，因此进而实现了对排风风道3内的排风进行降温。也就是说，在夏季时，本实施例通过第二换热器5回收第一换热器4产生的冷凝水，将回收的冷凝水用于辅助制冷，降低制冷产生的能耗，使得新风空调系统更加节能。
具体地，冬季时，当室外新风温度低于预设温度时，在室内空气经排风风口31进入排风风道3内的过程中，其首先经过第二换热器5，发生显热热交换；处理后，室内空气温度升高经过换热芯体1与新风风道2中的空气进行热交换；再在内风机6的驱动下进入新风风道2位于换热芯体1的上游部分与新风进行混合，混合的空气的温度升到；混合后的空气经过换热芯体1与室内空气发生热交换，经过热交换后的混合空气经过第一换热器4后，在新风风机23的作用下通过送风风口21到达室内。也就是说，冬季时，假如新风温度过低，则开启防冻结模式，在该模式下，内风机6工作，室内空气经第二换热器5进行热交换，之后，室内空气温度升高经过换热芯体1与新风风道2中的空气进行热交换，再在内风机6的驱动下进入新风风道2位于换热芯体1的上游部分与新风进行混合，混合后的新风相较于处理前的新风温度升高，避免了因引入新风温度过低对换热芯体1造成堵塞。
具体地，当室内空气湿度过低需要进行加湿时，新风风阀22、排风风阀32和风阀34均处于关闭状态；流经第一换热器4的高温高压制冷剂分流出一部分经过第二换热器5内，经换热后汇入第一换热器4内；此时，储水箱52内的冷凝水经循环水泵53的驱动到达喷淋管道54中，形成水雾至喷至第二换热器5内。室内空气经排风风口31，室内空气循环风口7进入空调本体内，在这个过程中，经过排风风口31的空气首先通过第二换热器5，因此，该部分空气的温度和含湿量增加；之后该部分空气与通过室内空气循环风口7进入的室内空气混合，混合空气经过第一换热器4处理后在新风风机23的作用下通过送风风口21到达室内，实现了空气加湿的目的。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种新风空调系统，其特征在于，所述新风空调系统包括：
空调主体；
换热芯体(1)，所述换热芯体(1)设置在空调主体内；
新风风道(2)和排风风道(3)，所述新风风道(2)中的新风和排风风道(3)中的排风分别经过所述换热芯体(1)，并在所述换热芯体(1)中进行热交换；
第一换热器(4)，所述第一换热器(4)设置在新风风道(2)内，且沿着新风流动方向位于所述换热芯体(1)的下游；
第二换热器(5)，所述第二换热器(5)设置在排风风道(3)内，且沿着排风流动方向位于所述换热芯体(1)的上游；
夏季新风模式下，所述第一换热器(4)产生冷凝水，所述冷凝水经第二换热器(5)对排风风道(3)内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体(1)换热带走新风风道(2)中的新风的热量；
所述新风风道(2)的一端通过送风风口(21)与室内连通，另一端通过新风风阀(22)与室外连通；所述新风风道(2)上设置有新风风机(23)，所述新风风机(23)用于将新风风道(2)上的空气引入室内；所述排风风道(3)的一端通过排风风口(31)与室内连通，另一端通过排风风阀(32)与室外连通；所述排风风道(3)上设置有排风风机(33)，所述排风风机(33)用于将室内空气通过排风风口(31)和排风风阀(32)排至室外；所述排风风道(3)上还设置有风阀(34)，且所述风阀(34)位于换热芯体(1)和第二换热器(5)之间；当室内空气的湿度低于预设湿度时，所述排风风阀(32)、新风风阀(22)以及风阀(34)均关闭，从所述排风风口(31)进入的室内空气经第二换热器(5)后含湿量增加，与经室内空气循环风口(7)进入的室内空气混合后，从送风风口(21)排入室内。
2.根据权利要求1所述的新风空调系统，其特征在于，所述新风空调系统还包括喷淋组件，所述喷淋组件用于接收所述第一换热器(4)产生的冷凝水，并将所述冷凝水喷洒至第二换热器(5)。
3.根据权利要求2所述的新风空调系统，其特征在于，所述喷淋组件包括冷凝水管(51)、储水箱(52)、循环水泵(53)和喷淋管道(54)；所述第一换热器(4)产生的冷凝水经冷凝水管(51)进入储水箱(52)，在所述循环水泵(53)的作用下进入喷淋管道(54)，所述喷淋管道(54)将冷凝水喷出。
4.根据权利要求1-3任一项所述的新风空调系统，其特征在于，所述新风空调系统还包括内循环风道，所述内循环风道的一端连接在所述排风风道(3)上且位于换热芯体(1)的下游，所述内循环风道的另一端连接在所述新风风道(2)上且位于换热芯体(1)的上游；
室内空气在所述排风风道(3)内，依次经所述第二换热器(5)和换热芯体(1)换热后进入内循环风道中，进而与所述新风风道(2)中的空气混合以提高所述空气的温度。
5.根据权利要求4所述的新风空调系统，其特征在于，所述内循环风道上设置有内风机(6)。
6.根据权利要求1所述的新风空调系统，其特征在于，所述空调主体上还开设有室内空气循环风口(7)。
7.根据权利要求1-3任一项所述的新风空调系统，其特征在于，所述新风空调系统还包括设置在新风风道(2)入口处的温湿度采集单元(8)。
8.一种新风空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制权利要求1-7任一项所述的新风空调系统，所述控制方法包括：
夏季时，所述第一换热器(4)产生冷凝水，所述冷凝水经第二换热器(5)对排风风道(3)内的排风进行降温，降温后的排风经换热芯体(1)换热带走新风风道(2)中的新风的热量。
9.根据权利要求8所述的新风空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
冬季时，当室外新风温度低于预设温度时，内风机(6)工作，将所述排风风道(3)内的空气依次经所述第二换热器(5)和换热芯体(1)换热后，与所述新风风道(2)中的空气混合以提高所述空气的温度。
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