CN202119021U - 多级热回收复合除湿新风空气处理机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级热回收复合除湿新风空气处理机，包括依次通过风管串联连接板式热交换器、预冷除湿器、干燥转轮、显热回收转轮、送风温度调节器、送风风机构成的处理风路径；以及依次串联蒸发冷却器、板式热交换器、显热回收转轮、低温热泵热回收器、高温热泵冷凝器、干燥转轮、高温热泵蒸发器、再生风机构成的再生风路径。本实用新型通过多级热回收，减少再生空气的加热能耗和处理空气的冷却能耗，达到节能的目的，同时，两级复合除湿，能有效提高机组的除湿能力，可应用于各种公共建筑、商业建筑、工业建筑的夏季空调和冬季供暖，适合于大型中央空调系统的新风处理，尤其适合于闷热潮湿地区的温湿度独立控制空调系统的新风处理。

Description

多级热回收复合除湿新风空气处理机

技术领域

本实用新型涉及空气处理装置，具体是一种多级热回收复合除湿新风空气处理机。 

背景技术

节约能源的消耗，减少环境污染物的排放，实现能源的可持续发展，是当今世界共同关注的话题。建筑能耗在社会总能耗中占有相当大的比例，在我国，这个比例已接近30％，因此，减少建筑能耗成为我国节能减排的重要任务之一。空调能耗是建筑能耗的主体，节约空调能耗，尤其是空调新风处理能耗，是实现建筑节能的有效途径。 

温湿度独立控制是未来空调方式的主流形式，它通过将空调降温与除湿分开，从而克服传统空调系统能耗大、空气品质差的缺点。要实现温湿度独立控制，需要为建筑提供干燥凉爽室外新鲜空气。对于闷热潮湿地区，新风要求的除湿量大，采用传统的冷凝除湿，虽然能够保证要求的除湿量，但要求的冷媒温度低，致使制冷系统因性能下降而能耗增加，同时必然会导致新风过冷而需要再热，进一步增加了空调新风处理能耗。而采用单级转轮干燥除湿虽然不会导致新风过冷，但通常难以达到要求的除湿量，或者要求的再生温度非常高，大大增加再生能耗。 

综合所述，现有技术存在以下不足：1、常规的单级转轮除湿再生温度高，采用太阳能、余热等其他低品位能源难以达到其再生温度要求，需要使用电能等高品位能源来完成加热再生，能源消耗较大。2、单级转轮除湿能力有限，难以满足闷热潮湿地区实现温湿度独立控制对新风除湿能力的要求。3、冷凝除湿存在制冷效率低、送风过冷、能耗大的缺点。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能耗低、效率高的多级热回收复合除湿新风空气处理机。 

本实用新型解决上述问题的技术方案是：包括蒸发冷却器、板式热交换 器、预冷除湿器、干燥转轮、显热回收转轮、送风温度调节器、送风风机、低温热泵热回收器、高温热泵冷凝器、高温热泵压缩机、高温热泵蒸发器、高温热泵膨胀阀、再生风机、第一调节阀、第二调节阀、四通转换阀、低温热泵压缩机、低温热泵膨胀阀、旁通阀门、旁通风道；所述板式热交换器、预冷除湿器、干燥转轮、显热回收转轮、送风温度调节器、送风风机依次通过风管串联连接构成处理风路径；所述蒸发冷却器、板式热交换器、显热回收转轮、低温热泵热回收器、高温热泵冷凝器、干燥转轮、高温热泵蒸发器、再生风机依次串联构成再生风路径；所述预冷除湿器与送风温度调节器之间为并联关系，并联支路上装有第一调节阀、第二调节阀，两支路并联之后，其两端分别连接有低温热泵膨胀阀、四通转换阀的A端口；所述低温热泵热回收器通过管道分别与四通转换阀的C端口、低温热泵膨胀阀相连接；所述低温热泵压缩机连接在四通转换阀的D端口和B端口之间；高温热泵蒸发器、高温热泵压缩机、高温热泵冷凝器、高温热泵膨胀阀依次串联闭合连接。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，所述干燥转轮，分为干燥转轮处理区和干燥转轮再生区，其各占180°的扇形区。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，所述显热回收转轮为蜂窝状旋转式热交换器，分为显热回收转轮处理区和显热回收转轮排风区，其各占180°的扇形区。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，在显热回收转轮处理区侧和显热回收转轮排风区侧、在预冷除湿器进口与干燥转轮处理区侧出口之间、在高温热泵冷凝器进口和高温热泵蒸发器出口之间，分别设有旁通风道和旁通阀。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，所述送风风机和再生风机为变频调速风机。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，所述预冷除湿器为表面式换热器，下部设有凝结水收集装置。 

上述的多级热回收复合除湿新风空气处理机中，所述板式热交换器为叉流空气-空气热交换器；蒸发冷却器为能够实现等焓加湿的直接蒸发冷却器或湿膜加湿器。 

本实用新型的技术效果在于：1)本实用新型将冷凝除湿和转轮除湿有机地结合起来，提高了系统的除湿能力，同时可降低转轮的再生温度，且不会出现新风过冷的情况；2)本实用新型巧妙地运用多级热回收，实现能量的梯级回收利用，减少夏季工况新风的制冷能耗和再生空气的加热能耗，同时降低冬季工况的新风加热能耗；3)本实用新型除风机、热泵消耗一定的电能之外，不需要其它的辅助热源来进行干燥剂再生。 

本实用新型可应用于各种公共建筑、商业建筑、工业建筑的夏季空调和冬季供暖，适合于大型中央空调系统的新风处理，尤其适合于闷热潮湿地区的温湿度独立控制空调系统的新风处理。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是图1中显热回收转轮分区结构示意图；

图3是图1中干燥转轮分区结构示意图；

图4是夏季工况运行流程示意图；

图5是冬季工况运行流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明。 

参见图1，本实用新型包括蒸发冷却器1、板式热交换器2、预冷除湿器3、干燥转轮4、显热回收转轮5、送风温度调节器6、送风风机7、低温热泵热回收器8、高温热泵冷凝器9、高温热泵压缩机10、高温热泵蒸发器11、高温热泵膨胀阀12、再生风机13、第一调节阀14、第二调节阀15、四通转换阀16、低温热泵压缩机17、低温热泵膨胀阀18、旁通阀门19、旁通风道20。 

所述板式热交换器2、预冷除湿器3、干燥转轮4、显热回收转轮5、送风温度调节器6、送风风机7依次通过风管串联连接构成处理风路径；所述蒸发冷却器1、板式热交换器2、显热回收转轮5、低温热泵热回收器8、高温热泵冷凝器9、干燥转轮4、高温热泵蒸发器11、再生风机13依次串联构成再生风路径；所述预冷除湿器3与送风温度调节器6之间为并联关系，并联支路上装有第一调节阀14、第二调节阀15，两支路并联之后，其两端分别连接有低温热泵膨胀阀18、四通转换阀16的A端口；所述低温热泵热回收器8通过管道分别与四 通转换阀16的C端口、低温热泵膨胀阀18相连接；所述低温热泵压缩机17连接在四通转换阀16的D端口和B端口之间；高温热泵蒸发器11、高温热泵压缩机10、高温热泵冷凝器9、高温热泵膨胀阀12依次串联闭合连接。 

本实用新型中的显热回收转轮5为蜂窝状旋转式热交换器，分为显热回收转轮排风区23和显热回收转轮处理区24，显热回收转轮排风区23和显热回收转轮处理区24各占180°的扇形区，如图2所示。 

本实用新型中的干燥转轮4分为干燥转轮再生区25和干燥转轮处理区26，干燥转轮处理区25和干燥转轮再生区26各占180°的扇形区，如图3所示。 

本实用新型中的处理风路径具体结构为：室外新风入口管道21与板式热交换器2的新风侧进口相连，板式热交换器2的新风侧出口通过风管与预冷除湿器3连接，所述预冷除湿器3为表面式换热器且下部设有凝结水收集装置。预冷除湿器3再与干燥转轮处理区26通过风管连接，干燥转轮处理区26另一侧通过风管直接与显热回收转轮处理区24连接。显热回收转轮处理区24的另一侧与送风温度调节器6连接，送风温度调节器6再与送风风机7相连，送风风机7再通过送风管与空调房间相连。 

本实用新型中的再生风路径具体结构为：建筑排风管22与蒸发冷却器1连接，蒸发冷却器1通过风管与板式热交换器2的排风侧进口连接，板式热交换器2的排风出口与显热回收转轮5的排风区通过风管连接，显热回收转轮5的排风区另一侧与低温热泵热回收器8通过风管连接，低温热泵热回收器8通过风管与高温热泵冷凝器9连接，高温热泵冷凝器9通过风管连接到干燥转轮再生区25，干燥转轮再生区25的另一侧通过风管连接着高温热泵蒸发器11，高温热泵蒸发器再连接到再生风机13。 

另外高温热泵蒸发器11，高温热泵压缩机10，高温热泵冷凝器9，高温热泵膨胀阀12依次串联成回路，组成高温热泵热回收系统。预冷除湿器3与送风温度调节器6之间为并联关系，各支路分别装有调节阀一14，调节阀二15，两支路并联之后，其两端分别连接低温热泵膨胀阀18、四通转换阀16的A端口；低温热泵热回收器8通过管道分别与四通转换阀16的C端口、低温热泵膨胀阀18相连接；低温热泵压缩机17连接在四通转换阀16的D端口和B端口之间。 

其次在显热回收转轮处理区侧和显热回收转轮排风区侧，在预冷除湿器3 进口与干燥转轮处理区侧出口之间、在高温热泵冷凝器9的进口和高温热泵蒸发器11的出口之间，分别设有旁通风道20和旁通阀19。 

夏季空调实施例： 

如图4所示，空气处理过程为：当室外高温高湿新鲜空气(处理空气)在送风风机7的抽引下，通过室外新风入口管道21形成新风进入板式热交换器2，与经过蒸发冷却降温之后的建筑排风进行间接显热交换，温度降低，之后进入预冷除湿器3，被来引低温热泵系统的低温制冷剂进行进一步冷却，并进行初步除湿。初步除湿后的新鲜空气进入干燥转轮4，被进一步干燥，同时温度升高。干燥后的新鲜空气进入显热回收转轮5，被来自板式热交换器2的建筑排风进行初步显热预冷，然后经送风温度调节器6进一步等湿降温，达到要求的送风温度，最后经送风风机7送入空调房间。其中送风风机7采用变频调速风机，在运行过程中根据风道阻力调整风机转速，以满足需要的风量和风压。

如图4所示，建筑排风处理过程为：相对比较干燥凉爽的建筑排风(再生空气)在再生风机13的抽引下，通过建筑排风管22形成排风进入蒸发冷却器1，在其中进行等焓加湿降温，然后在板式热交换器2内吸收新风的热量，温度略微升高，然后进入显热回收转轮5的排风区，与新风进一步进行热交换，温度进一步升高。初步升温之后的排风，先后进入低温热泵热回收器8、高温热泵冷凝器9，在其中分别被来引低温热泵和高温热泵的高温制冷剂蒸气加热，达到转轮的再生温度。高温干燥的再生空气进入干燥转轮再生区25，对干燥转轮4内的干燥剂进行再生，恢复干燥剂的除湿能力。经过再生区之后的再生空气进入高温热泵蒸发器11，将其热能传给高温热泵蒸发器11内的低温制冷剂，再由高温热泵系统将这部分能量传给干燥转轮4前的再生空气。经过高温热泵蒸发器11之后的再生空气经再生风机13排入大气。其中再生风机13采用变频调速风机，其可根据风道阻力调整风机转速，以满足需要的风量和风压。 

冬季采暖实施方案： 

如图5所示在冬季运行模式下，蒸发冷却器1、预冷除湿器3、干燥转轮4、显热回收转轮5、高温热泵热回收系统都将停止运行。

空气处理过程为：室外新鲜冷空气进入板式热交换器2，与来自建筑的温度较高的室内排风进行热交换，温度升高。初步预热之后的新鲜空气经过旁通管 道进入送风温度调节器6，被来引低温热泵的高温制冷剂蒸气加热到送风温度，然后经送风风机7送入室内。 

建筑排风处理过程为：建筑排风经过板式热交换器2，将能量传给新风，温度降低，然后经旁通管道20进入低温热泵热回收器8，进一步将热能传给新风，提高新风温度。经过低温热泵热回收器8的排风再经过旁通管道20，由再生风机13排入大气。 

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。对本实用新型所描述的具体实施方案做出的各种修改、补充，或者采用类似的方式代替，只要不偏离本实用新型的结构，或者不超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (7)

1.一种多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：包括蒸发冷却器、板式热交换器、预冷除湿器、干燥转轮、显热回收转轮、送风温度调节器、送风风机、低温热泵热回收器、高温热泵冷凝器、高温热泵压缩机、高温热泵蒸发器、高温热泵膨胀阀、再生风机、第一调节阀、第二调节阀、四通转换阀、低温热泵压缩机、低温热泵膨胀阀、旁通阀门、旁通风道；所述板式热交换器、预冷除湿器、干燥转轮、显热回收转轮、送风温度调节器、送风风机依次通过风管串联连接构成处理风路径；所述蒸发冷却器、板式热交换器、显热回收转轮、低温热泵热回收器、高温热泵冷凝器、干燥转轮、高温热泵蒸发器、再生风机依次串联构成再生风路径；所述预冷除湿器与送风温度调节器之间为并联关系，并联支路上装有第一调节阀、第二调节阀，两支路并联之后，其两端分别连接有低温热泵膨胀阀、四通转换阀的A端口；所述低温热泵热回收器通过管道分别与四通转换阀的C端口、低温热泵膨胀阀相连接；所述低温热泵压缩机连接在四通转换阀的D端口和B端口之间；高温热泵蒸发器、高温热泵压缩机、高温热泵冷凝器、高温热泵膨胀阀依次串联闭合连接。

2.根据权利要求1所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：所述干燥转轮，分为干燥转轮处理区和干燥转轮再生区，其各占180°的扇形区。

3.根据权利要求1所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：显热回收转轮为蜂窝状旋转式热交换器，分为显热回收转轮处理区和显热回收转轮排风区，其各占180°的扇形区。

4.根据权利要求1或2或3所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：在显热回收转轮处理区侧和显热回收转轮排风区侧、在预冷除湿器进口与干燥转轮处理区侧出口之间、在高温热泵冷凝器进口和高温热泵蒸发器出口之间，分别设有旁通风道和旁通阀。

5.根据权利要求1所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：所述送风风机和再生风机为变频调速风机。

6.根据权利要求1所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：所述预冷除湿器为表面式换热器，下部设有凝结水收集装置。

7.根据权利要求1所述的多级热回收复合除湿新风空气处理机，其特征在于：所述板式热交换器为叉流空气-空气热交换器；蒸发冷却器为能够实现等焓加湿 的直接蒸发冷却器或湿膜加湿器。 

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