CN201672610U

CN201672610U - 一种船舶用水源热泵热回收新排风机组

Info

Publication number: CN201672610U
Application number: CN 201020147783
Authority: CN
Inventors: 谢峤; 李丁丁
Original assignee: BEIJING SHUIMU ZEQING ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING SHUIMU ZEQING ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-03-30

Abstract

针对现行船舶中央空调新风机组无排风热湿回收或热湿回收效率低、空调和热水两套系统初投资高、能源综合利用率低的现状，本实用新型提出了一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，包括由风口、过滤器、风机、加热器、加湿通道、热湿回收器组成的新风处理系统和由四通换向阀、冷凝器、水换热器、压缩机、单向阀、膨胀阀、风换热器组成的热泵循环系统，具有新排风热湿回收、新风热湿处理和卫生热水热回收功能，本实用新型实现了能量的综合利用过程，提高了一次能源利用效率，同时，本实用新型为集中组合、工厂定制，从而实现了高效可靠、安装维护简便的发明目的。

Description

一种船舶用水源热泵热回收新排风机组

技术领域

本发明涉及一种新风机组，特别是船舶或建筑用中央空调新风机组。

背景技术

目前，常规的建筑中央空调机组处理新风的能耗占空调系统总能耗的20％左右，一些对新风质量要求较高的场合，新风能耗占到空调系统总能耗的40％左右。与常规建筑中央空调系统相比，船舶中央空调由于增大了新风量与新风的除湿负荷，处理新风的能耗变得更高，达到了空调系统总能耗的60％左右。船舶的舱内排风和建筑的室内排风都包含有大量可回收的能量，若能把这部分能量用来对新风进行预处理，则可以大大降低中央空调新风系统的能耗。中央空调新风机组除了排风中的余热可以利用以外，热泵系统的冷凝热同样可以被新风机组回收用来制备卫生热水，实现能量的综合利用过程。

现行船舶中央空调新风机组大部分都不带排风热回收功能，舱外新风经过直接冷却或加热后送入舱内，排风通过舱内外空气压力差排出舱外；小部分带排风热回收功能的船舶中央空调新风机组的新风与部分排风直接混合后经过冷却或加热后送入舱内，未利用的排风直接排出舱外。绝大多数船舶上卫生热水的热源是蒸汽锅炉提供的蒸汽，而不是可回收利用的新风机组的冷凝热。

建筑中央空调系统中，部分设计比较合理的新风机组能够利用全热或潜热回收器回收排风中的热量，全部或部分回收热泵机组的冷凝热。但是，这部分机组设计中同样存在能量的综合利用程度不高、仅利用概念炒作等问题；大部分的建筑中央空调新风机组不设排风热回收装置或者排风热回收的效率低，只回收了部分显热而其余的显热和潜热则排放到了环境中去，更谈不到对冷凝热的回收。

针对以上陈述，大部分船舶或建筑中央空调新风机组存在如下的问题：

1.全部或大部分排风从舱内或室内直接排出，浪费了排风中的能量。同时，排风靠舱或室内外压差排出，容易造成局部气压高，门窗不易开启等现象。

2.冬季加热多采用锅炉提供的蒸汽或直接电加热为热源，而没有采用船舶余热或水地源可再生能源，造成了一次能源的浪费。

3.夏季制冷和冬季制热两套系统单独工作，没有实现能源的综合利用过程，也造成了初投资的浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种船舶用水源热泵热回收新排风机组。与无热回收功能的新风机组相比，降低新风系统能耗10％以上；与空调和卫生热水两套装置的中央空调系统相比，节约系统初投资20％左右。本发明主要用于船舶中央空调系统，建筑中央空调系统中也可以应用。

一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，包括新风处理系统和热泵循环系统，实现了新风热湿回收、提供卫生热水的功能。所述一种船舶用水源热泵热回收新排风机组充分利用了余热资源，实现了的能量的综合利用过程。

一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，所述机组外壳内的构件包括：风口、过滤器、风机、四通换向阀、冷凝器、水换热器、压缩机、单向阀、膨胀阀、加热器、风换热器、热湿回收器、加湿通道。

本发明解决其技术问题时所采取的技术方案是：

1.新风处理系统，包括新排风热湿交换器、排风风道和新风风道。新风与排风经过各自的过滤器后进入新排风热湿交换器，回收了排风中的热湿后，新风依次通过风换热器、加热器、加湿通道、新风机送入舱或室内，排风通过排风机排出舱或室外。

2.热泵循环系统，包括压缩机、冷凝器、四通换向阀、膨胀阀、单向阀、风换热器、水换热器。冬季，制冷剂从压缩机出口进入冷凝器，通过四通换向阀进入风换热器，流经单向阀、膨胀阀进入水换热器，最后通过四通换向阀回到压缩机进口；夏季，制冷剂从压缩机出口进入冷凝器，通过四通换向阀进入水换热器，流经单向阀、膨胀阀进入风换热器，最后通过四通换向阀回到压缩机进口。四通换向阀冬夏自动切换连接状态：夏季，冷凝器与水换热器导通、压缩机与风换热器导通；冬季，冷凝器与风换热器导通、水换热器与压缩机导通。

3.冷凝器内，卫生热水将制冷剂的冷凝热量带走，用以供应卫生热水。

4.水换热器内，夏季，水地源水将制冷剂的冷凝热带走；冬季，水地源水向制冷剂提供蒸发所需热量。

5.风换热器内，夏季，新风提供制冷剂蒸发所需热量，自身温度降低；冬季，制冷剂将冷凝热传递给新风，新风温度升高。

6.加热器内，夏季，加热器不工作；冬季，余热资源将热量传递给新风，新风温度升高。

7.将新风处理系统和热泵循环系统布置在机组外壳内，这样便于机组在工厂内整装组合，实现安装维护简便的发明目的。

本发明实现其功能的工作方法是：

1.夏季，加热器和加湿通道关闭。新风回收了排风的能量后经过风换热器降低温度与湿度，送入舱或室内；水地源水将水换热器内的冷凝热带走；卫生热水系统回收冷凝器内冷凝热，以制备卫生热水。

2.冬季，余热资源能满足热负荷时，热泵循环系统停止工作，新风回收了排风的能量后经过不工作的风换热器后，进入加热器吸收余热后经过加湿通道加湿，最终送入舱或室内；余热资源不能全部满足热负荷时，热泵循环系统和加热器同时工作，新风回收了排风的能量后经过风换热器提高温度，随后进入加热器吸收余热后经过加湿通道加湿，最终送入舱或室内。卫生热水系统回收冷凝器内冷凝热，以制备卫生热水。水地源水向水换热器提供制冷剂蒸发所需热量，自身温度降低后排出水换热器。

本发明的有益效果是：

1.对排风进行热湿回收，充分利用排风中的能量对新风进行预处理，降低了新风系统的能耗、提高了一次能源利用效率。

2.卫生热水系统回收了制冷剂的冷凝热以供应卫生热水，使这部分能量得到了有效利用而不是排放到环境中去，在节约能源、提高空调系统舒适度的同时也起到了环境保护的作用。

3.利用可再生的水地源为热泵系统的能量来源，起到了为新风调温调湿的作用，能量利用率高。

4.充分利用了船舶上大量存在的余热资源，使能源得到了有效利用，同时也减少了余热排放对环境的热污染。

5.具有冬季加湿、自动调湿功能，保证了新风的舒适性。

6.本发明为集中组合、工厂定制，从而实现了高效可靠、安装维护简便的发明目的。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进行进一步说明。

附图是本发明的系统原理图。

图中1.机组外壳，2.新风过滤器，3.新风进口，4.排风出口，5.排风机， 6.水地源水进口，7.水地源水出口，8.卫生热水进口，9.卫生热水出口，10.四通换向阀(10Ⅰ.四通换向阀边出口，10Ⅱ.四通换向阀中间出口，10Ⅲ.四通换向阀边出口，10Ⅳ.四通换向阀进口)，11.冷凝器，12.水换热器，13.压缩机，14.膨胀阀，15.单向阀，16.膨胀阀，17.单向阀，18.加热器，19.新风出口，20.新风机，21.排风进口，22.排风过滤器，23.加湿通道，24.余热资源出口，25.余热资源进口，26.风换热器，27.新排风热湿交换器。

具体实施方式

参照附图，机组外壳(1)内：

1.新风进口(3)、新风过滤器(2)、新排风热湿交换器(27)、风换热器(26)、加热器(18)、加湿通道(23)、新风机(20)和新风出口(19)顺次连接组成新风风道；排风进口(21)、排风过滤器(22)、新排风热湿交换器(27)、排风风机(5)、排风出口(4)顺次连接组成排风风道；新排风热湿交换器(27)的两个流道分别接入新风风道和排风风道、无特定顺序。

2.热泵循环系统中，压缩机(13)、冷凝器(11)、四通换向阀进口(10Ⅳ)、四通换向阀中间出口(10Ⅱ)顺序相连、组成封闭；串联的单向阀(17)和膨胀阀(16)与串联的单向阀(15)和膨胀阀(14)并联后一端连接水换热器(12)、四通换向阀边出口(10Ⅲ)，另一端连接风换热器(26)、四通换向阀边出口(10Ⅰ)。

3.冷凝器(11)包括制冷剂流道和卫生热水流道，所述制冷剂流道一端连接所述压缩机(13)、另一端连接所述四通换向阀进口(10Ⅳ)，所述卫生热水流道一端连接卫生热水进口(8)、另一端连接卫生热水出口(9)。

4.水换热器(12)包括制冷剂流道和水地源水流道，所述制冷剂流道一端连接所述四通换向阀边出口(10Ⅲ)、另一端连接所述单向阀(17)或所述膨胀阀(14)，所述水地源水流道一端连接水地源水进口(6)、另一端连接水地源水出口(7)。

5.风换热器(26)包括制冷剂流道和风流道，所述制冷剂流道一端连接所述膨胀阀(16)或所述单向阀(15)、另一端连接所述四通换向阀边出口(10Ⅰ)，所述风流道一端连接所述新排风热湿交换器(27)、另一端连接所述加热器(18)。

6.加热器(18)包括余热资源流道和风流道，所述余热资源流道一端连接余热资源进口(25)、另一端连接余热资源出口(24)，所述风流道一端连接所述风换热器(26)、另一端通过所述加湿通道(23)连接新风机(20)。

Claims

1.一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，包括新风处理系统和热泵循环系统，其特征在于：所述新风处理系统包括新风风道、排风风道和新排风热湿交换器(27)，所述新风风道由新风进口(3)、新风过滤器(2)、所述新排风热湿交换器(27)、风换热器(26)、加热器(18)、加湿通道(23)、新风机(20)和新风出口(19)顺次连接组成，所述排风风道由排风进口(21)、排风过滤器(22)、所述新排风热湿交换器(27)、排风风机(5)、排风出口(4)顺次连接组成，所述新排风热湿交换器(27)的两个流道分别接入新风风道和排风风道、无特定顺序；所述热泵循环系统中，压缩机(13)、冷凝器(11)、四通换向阀进口(10Ⅳ)、四通换向阀中间出口(10Ⅱ)顺序相连、组成封闭，串联的单向阀(17)和膨胀阀(16)与串联的单向阀(15)和膨胀阀(14)并联后一端连接水换热器(12)、四通换向阀边出口(10Ⅲ)，另一端连接风换热器(26)、四通换向阀边出口(10Ⅰ)。

2.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，其特征是：所述冷凝器(11)包括制冷剂流道和卫生热水流道，所述制冷剂流道一端连接所述压缩机(13)、另一端连接所述四通换向阀进口(10Ⅳ)，所述卫生热水流道一端连接卫生热水进口(8)、另一端连接卫生热水出口(9)。

3.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，其特征是：所述水换热器(12)包括制冷剂流道和水地源水流道，所述制冷剂流道一端连接所述四通换向阀边出口(10Ⅲ)、另一端连接所述单向阀(17)或所述膨胀阀(14)，所述水地源水流道一端连接水地源水进口(6)、另一端连接水地源水出口(7)。

4.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，其特征是：所述风换热器(26)包括制冷剂流道和风流道，所述制冷剂流道一端连接所述膨胀阀(16)或所述单向阀(15)、另一端连接所述四通换向阀边出口(10Ⅰ)，所述风流道一端连接所述新排风热湿交换器(27)、另一端连接所述加热器(18)。

5.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，其特征是：所述加热器(18)包括余热资源流道和风流道，所述余热资源流道一端连接余热资源进口(25)、另一端连接余热资源出口(24)，所述风流道一端连接所述风换热器(26)、另一端通过所述加湿通道(23)连接新风机(20)。

6.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵热回收新排风机组，其特征是：所述新风处理系统和所述热泵循环系统均包括在机组外壳(1)内，为整装组合方式。