CN114459087A - 热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置 - Google Patents

热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，包括能够将空间内的空气吸入的回风道和导出的送风道。多级调温机构，将所述回风道吸入的空气经升降温处理并由所述送风道送出；所述多级调温机构包括升温单元和降温单元；所述回风道与所述降温单元的一端固接并连通；所述升温单元与所述降温单元分别通过回风箱固接并连通；热泵机构，其分别与所述送风道和所述多级调温机构固接并连通。本发明提供的热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，在充分有效的利用回风热能的同时，降低运行能耗，简化了加热系统流程，提高热回收装置的加热能力，提高了热回收换热效率，拥有稳定换热流道，实现节能减排的目的。

Description

热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置
技术领域
本发明涉及热回收利用技术领域，特别是涉及一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置。
背景技术
目前，热回收装置主要是各种换热器交叉通道进行换热回收热量，回收效率低，新风通道与回风通道分开进行设置，没有充分利用回风热量，且回风中大量的潜热热量被排出。新风加热热空气热量往往来自电加热或者热泵机组输出热量，热泵机组冷凝侧输出热量的同时蒸发侧吸收热量没有充分利用导致系统能耗较高。为了更好的利用回风中含有的潜热量，并将热泵机组蒸发段与冷凝段吸热放热充分利用，设计一种热泵机组与重力式热管结合的热回收装置，将使得热回收系统能效提高，热回收装置换热能力提升，扩展其适用领域，可有效推广利用到煤泥、木材等高湿场所的烘干及其他热风需求场所。
发明内容
本发明的目的是提供一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现充分利用回风潜热量，将重力式热管的蒸发段吸热端、冷凝放热段与热泵机组的蒸发器、冷凝器进行耦合，优化了空气的除湿加热系统流程，提供了热泵与热管耦合的热回收加热装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，包括能够将空间内的空气吸入的回风道和导出的送风道，
多级调温机构，将所述回风道吸入的空气经升降温处理并由所述送风道导出；所述多级调温机构包括升温单元和降温单元；所述回风道与所述降温单元的一端固接并连通；所述升温单元与所述降温单元分别通过回风箱固接并连通；
热泵机构，其分别与所述送风道和所述多级调温机构固接并连通。
优选的，所述降温单元包括降温箱；所述降温箱的一端与所述回风道的一端固接并连通；所述降温箱的另一端与所述回风箱的一端固接并连通；所述降温箱顶面设置有所述升温单元；所述降温箱内腔靠近所述回风道的一端设置有降温组件；所述降温组件顶端贯穿所述降温箱顶面并设置于所述升温单元内；所述降温组件朝向所述回风箱的一侧设置有表冷器；所述表冷器通过管道与所述热泵机构固接并连通。
优选的，所述升温单元包括升温箱；所述升温箱的一端与所述回风箱的另一端固接并连通；所述升温箱内腔靠近所述回风箱的一端固定安装有送风机；所述送风机远离所述回风箱的一侧设置有所述降温组件；所述降温组件的顶端贯穿所述升温箱底面并设置于所述升温箱内腔内；所述升温箱的另一端与所述热泵机构固接并连通。
优选的，所述热泵机构包括送风罩、热风管、回风罩、阀门a、阀门b和风冷热泵；所述送风罩两侧分别与所述升温箱远离所述回风箱（5）的一端和所述送风道固接并连通；所述送风罩顶端与所述热风管的一端固接并连通；所述热风管的另一端与所述回风罩固接并连通；所述回风罩底端与所述风冷热泵固接并连通；所述风冷热泵与所述表冷器通过两路所述管道固接并连通；两路所述管道上分别串联有所述阀门a和所述阀门b。
优选的，所述降温箱底面固接有集水箱；所述集水箱与所述降温箱固接并连通；所述集水箱设置于所述降温组件正下方。
优选的，所述降温组件包括若干热管；所述热管一端设置于所述降温箱内腔底面，另一端依次贯穿所述降温箱内腔顶面、所述升温箱底面并设置于所述升温箱内腔顶面。
本发明具有如下技术效果：
1、设置的重力式换热器热管可对回风进行除湿后再热过程，与风冷热泵的耦合可以对回风余热回收的时候进行二次深度除湿与二次再热，保证送风空气温湿度的同时节约了能耗。
2、设置的重力式换热器热管与风冷热泵耦合可以根据室内使用工况进行灵活调节，可以单独开始重力式热管进行回风余热回收后再利用；当回风不具备回收利用条件时，可单独开启风冷热泵段加热空气送入末端满足要求；亦可同时开启耦合运行进行深度除湿后二次再热。
3、设置的重力式热管换热器可根据室内回风工况进行配置不同的充液率与蒸发冷凝运行工况，满足不同场所去湿加热过程。通过热管蒸发段下部设置的集水箱储存排放冷凝水，该冷凝水可作为机组换热器部件的清洗水或者其余场所作为冲洗水使用。
4、本装置充分考虑了热管换热器的节能性与热本机组的稳定型，将两者进行有机耦合，提高了热回收系统的能效，节约投资，降低运行费用，同时是一种节能环保低碳余热利用技术，具备很好的推广前景与广阔应用方向。
5、本装置通过热管与热泵进行耦合设计组合，热管与热泵机组可根据需热量进行灵活调节配置，本装置可以模块化设计组装，方便灵活应用于实际工程。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明侧视结构示意图。
图2为本发明的运行过程焓湿图（i-d图）。
图3为集水箱和降温箱的主视结构示意图。
其中，1、回风道；2、集水箱；3、热管；4、表冷器；5、回风箱；6、送风机；7、降温箱；8、送风罩；9、送风道；10、热风管；11、回风罩；12、风冷热泵；13、阀门a；14、阀门b；15、升温箱；16、下水管；17、单向阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如附图1所示的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，包括能够将空间内的空气吸入的回风道1和导出的送风道9，
多级调温机构，将回风道1吸入的空气经升降温处理并由送风道9导出；多级调温机构包括升温单元和降温单元；回风道1与降温单元的一端固接并连通；升温单元与降温单元分别通过回风箱5固接并连通；
热泵机构，其分别与送风道9和多级调温机构固接并连通。
进一步优化方案，降温单元包括降温箱7；降温箱7的一端与回风道1的一端固接并连通；降温箱7的另一端与回风箱5的一端固接并连通；降温箱7顶面设置有升温单元；降温箱7内腔靠近回风道1的一端设置有降温组件；降温组件顶端贯穿降温箱7顶面并设置于升温单元内；降温组件朝向回风箱5的一侧设置有表冷器4；表冷器4通过管道与热泵机构固接并连通。
进一步的，表冷器4为现有技术，在此不再赘述。
进一步优化方案，升温单元包括升温箱15；升温箱15的一端与回风箱5的另一端固接并连通；升温箱15内腔靠近回风箱5的一端固定安装有送风机6；送风机6远离回风箱5的一侧设置有降温组件，且送风机6的出口朝向降温组件，入口朝向回风箱5，实现了将回风依次从降温箱7、回风箱5抽出并吹向降温组件；降温组件的顶端贯穿升温箱15底面并设置于升温箱15内腔内；升温箱15的另一端与热泵机构固接并连通。
进一步优化方案，热泵机构包括送风罩8、热风管10、回风罩11、阀门a13、阀门b14和风冷热泵12；送风罩8两侧分别与升温箱15的另一端和送风道9固接并连通；送风罩8顶端与热风管10的一端固接并连通；热风管10的另一端与回风罩11固接并连通；回风罩11底端与风冷热泵12固接并连通；风冷热泵12与表冷器4通过两路管道固接并连通；两路管道上分别串联有阀门a13和阀门b14。
进一步优化方案，降温箱7底面固接有集水箱2；集水箱2与降温箱7固接并连通；集水箱2设置于降温组件正下方，集水箱2的顶面与降温箱7的底面之间固接并连通有下水管16，下水管上串联有单向阀17，能够实现降温箱7内的热管3产生的冷凝水能够通过单向阀17流入集水箱2内，避免了集水箱2内的水再次与降温箱7产生热交换；同时，为了能够实现降温箱7内的冷凝水的收集，降温箱7底面做下凹集水设置（附图未表示），为常用技术，在此不再赘述。
进一步优化方案，降温组件包括若干热管3；热管3一端设置于降温箱7内腔底面，另一端依次贯穿降温箱7内腔顶面、升温箱15底面并设置于升温箱15内腔顶面。
进一步的，热管3为现有技术，在此不再赘述。
进一步的，为了避免降温箱7、升温箱15之间产生热交换，降温箱7、升温箱15分别与热管3固定连接，且降温箱7、升温箱15之间相互隔断，降低了热损失。
本实施例的工作过程如下：
本发明采用热管热回收利用技术，先将回风通过回风道1送至热管3进行一次降温去湿，再通过表冷器4进行二次深度除湿，除湿后的低温干燥空气之后再通过送风机6抽入升温箱15内腔的热管3放热后，实现加热空气，加热后的空气再次与风冷热泵12的冷凝器工作过程中产生的热量加热的高温空气依次通过回风罩11、热风管10和送风罩8与升温箱15内导出的热空气进行混合，达到对升温箱15内导出的热空气二次加热目的。
本发明一是改变了热管3单独使用一侧功能传统使用方式，充分利用了热管换热器的蒸发除湿特性与冷凝放热特性；二是通过分二次除湿二次加热过程，使得回风能够深度除湿后再二次加热，除湿的同时回收了热量。三是回风流与风冷热泵12新风流两路混合回收了回风热量，同时保证室内新风循环与空气流需求。四是针对回风一部分热风来自热泵机组冷凝器自带热量，此部分也可由冷凝器直接加热回风构成，冷凝器只放出热量，不增加风量。
为了对本发明进一步的了解，现对其工作过程结合附图2做出如下说明：
风路运行模型：室内回风温湿度在状态点N通过回风道1之后进入热管3进行一次冷凝去湿过程，经过热管3之后空气状态点变为L，之后经过表冷器4进行深度除湿，空气状态点变为K，之后经过送风机6后再次通过热管3的冷凝段将回风一次加热至状态点H，H之后的空气经过冷凝器二次或者冷凝器热排风再次混合二次加热后，空气的状态点变为送风状态点O，干燥高温的空气经过送风道9送至室内进行干燥除湿过程。
水路运行模式：风冷热泵12产生的冷冻水通过阀门a13进入表冷器4进行深度除湿降温，将空气的状态点从L变为K，之后升温的冷冻水通过阀门b14回至风冷热泵12，并不断循环。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，包括能够将空间内的空气吸入的回风道（1）和导出的送风道（9），其特征在于，
多级调温机构，将所述回风道（1）吸入的空气经升降温处理并由所述送风道（9）导出；所述多级调温机构包括升温单元和降温单元；所述回风道（1）与所述降温单元的一端固接并连通；所述升温单元与所述降温单元分别通过回风箱（5）固接并连通；
热泵机构，其分别与所述送风道（9）和所述多级调温机构固接并连通。
2.根据权利要求1所述的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，其特征在于：所述降温单元包括降温箱（7）；所述降温箱（7）的一端与所述回风道（1）的一端固接并连通；所述降温箱（7）的另一端与所述回风箱（5）的一端固接并连通；所述降温箱（7）顶面设置有所述升温单元；所述降温箱（7）内腔靠近所述回风道（1）的一端设置有降温组件；所述降温组件顶端贯穿所述降温箱（7）顶面并设置于所述升温单元内；所述降温组件朝向所述回风箱（5）的一侧设置有表冷器（4）；所述表冷器（4）通过管道与所述热泵机构固接并连通。
3.根据权利要求2所述的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，其特征在于：所述升温单元包括升温箱（15）；所述升温箱（15）的一端与所述回风箱（5）的另一端固接并连通；所述升温箱（15）内腔靠近所述回风箱（5）的一端固定安装有送风机（6）；所述送风机（6）远离所述回风箱（5）的一侧设置有所述降温组件；所述降温组件的顶端贯穿所述升温箱（15）底面并设置于所述升温箱（15）内腔内；所述升温箱（15）的另一端与所述热泵机构固接并连通。
4.根据权利要求3所述的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，其特征在于：所述热泵机构包括送风罩（8）、热风管（10）、回风罩（11）、阀门a（13）、阀门b（14）和风冷热泵（12）；所述送风罩（8）两侧分别与所述升温箱（15）远离所述回风箱（5）的一端和所述送风道（9）固接并连通；所述送风罩（8）顶端与所述热风管（10）的一端固接并连通；所述热风管（10）的另一端与所述回风罩（11）固接并连通；所述回风罩（11）底端与所述风冷热泵（12）固接并连通；所述风冷热泵（12）与所述表冷器（4）通过两路所述管道固接并连通；两路所述管道上分别串联有所述阀门a（13）和所述阀门b（14）。
5.根据权利要求4所述的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，其特征在于：所述降温箱（7）底面固接有集水箱（2）；所述集水箱（2）与所述降温箱（7）固接并连通；所述集水箱（2）设置于所述降温组件正下方。
6.根据权利要求5所述的一种热管与风冷热泵耦合的除湿再热型热回收装置，其特征在于：所述降温组件包括若干热管（3）；所述热管（3）一端设置于所述降温箱（7）内腔底面，另一端依次贯穿所述降温箱（7）内腔顶面、所述升温箱（15）底面并设置于所述升温箱（15）内腔顶面。
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