CN202209737U - 一种带自然热回收功能的新风机组 - Google Patents

一种带自然热回收功能的新风机组 Download PDF

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Abstract

一种带自然热回收功能的新风机组，包括机箱和热回收装置，热回收装置由压缩机、四通阀、热回收装置第一换热器、节流装置、热回收装置第二换热器通过制冷剂管路顺序连接构成，在四通阀的常闭端口和热回收装置第一换热器的连接管道上加设热泵阀门，并将热泵阀门和热回收装置第一换热器的连接管道通过热管阀门与四通阀的常开端口相连，在节流装置的两端并联阀门。本实用新型引入自然热回收循环，减少了冬季热回收的能源消耗。本实用新型还可加设制冷剂泵保障自然热回收循环的运行性能，并可使用两套热回收装置提高热回收的效率。本实用新型特别适用于采用直流式全空气空调系统的场合，具有高效回收排风能量，运行工况稳定等特点。

Description

一种带自然热回收功能的新风机组
技术领域
本实用新型提出一种带自然热回收功能的新风机组，利用复合热回收装置，回收排风的能量对新风进行降温或加热，减少处理新风的能耗，属于制冷空调设备领域。特别适用于采用直流式全空气空调系统的场合。
背景技术
随着社会的快速发展，诸多工业生产与工艺环境对新风需求量巨大，且对环境的恒温恒湿要求严格，导致空调系统的运行能耗飙升，已成为阻碍工业生产和科学研究的可持续发展步伐。降低空调系统能耗具有重大的经济效益和社会效益。
传统的全新风空气处理过程是将室外新风直接送入恒温恒湿空调箱，经过表冷段、再热段、加湿段处理后，再送入室内；而室内排风则直接排放至室外，导致新风处理过程能耗超高。为降低新风处理能耗，近年来，排风热回收技术逐渐应用到新风处理过程中，提出了各类热回收技术。其中，专利申请号为200920052154.X公开的热泵回收新风机组就是利用空气源热泵机组回收排风能量的有效方式之一。
如图1所示，该技术方案的实质内容是空气热回收热泵，包括机箱和热泵装置，其中，机箱由相互独立的新风通道和排风通道构成；热泵装置由压缩机、四通阀、热回收装置第一换热器、节流装置和热回收装置第二换热器通过制冷剂管路顺序连接构成热泵循环；热回收装置第一换热器置于新风通道内，热回收装置第二换热器置于排风通道内。夏季制冷运行时，热回收装置第二换热器为热回收装置的冷凝器，热回收装置第一换热器为热回收装置的蒸发器，制冷循环从新风中取热，使新风降温除湿；冬季制热循环时，热回收装置第二换热器为热回收装置的蒸发器，热回收装置第一换热器为热回收装置的冷凝器，制冷循环从排风中取热，并排放至新风中，以加热新风。
上述装置很好地利用了空气源热泵的原理，冬夏运行均改善了空气源热泵的工作条件，更为高效地提高了热泵的运行性能，同时实现了新排风的能量回收，但仍存在以下不足：
一、当室内外温差较大时，仍需要启动压缩机进行热回收，需要消耗一定的能量；
二、当室内外温差较大时，由于热泵装置设计换热面积的限制，无法更为高效地回收排风的能量；
三、由于工艺要求，新风量一股恒定不能作为热泵机组的调控手段，然而冬季的室外新风温度波动较大，热泵装置运行调节范围变宽，不利于热泵装置的稳定运行，特别是，当室外温度过低时，热泵装置的冷凝温度较低，压缩机的压缩比较小，热泵工作不稳定，性能较差。
为此，研制一种热回收效率更高、室内外温差较大时无需启动压缩机、热泵运行工况更为稳定的新风机组技术方案至关重要。
实用新型内容
基于上述原因，本实用新型提出了一种新风机组，利用热回收装置和热泵装置的组合，将室内排风的能量转移到新风中，实现排风的热回收，具有显著的高效节能效果。
本实用新型技术方案如下：
一种带自然热回收功能的新风机组，包括机箱和热回收装置，所述机箱由相互独立的新风通道和排风通道构成，新风通道在排风通道的上方，新风通道包含有新风进口和新风出口，排风通道包含有排风进口和排风出口；所述热回收装置由压缩机、四通阀、热回收装置第一换热器、节流装置、热回收装置第二换热器通过制冷剂管路顺序连接构成热泵循环，热回收装置第一换热器置于新风通道内，热回收装置第二换热器置于排风通道内，其特征在于：在所述四通阀的常闭端口和热回收装置第一换热器的连接管道上加设热泵阀门，并在所述热回收装置四通阀的常开端口和热回收装置第一换热器的连接管道上加设热回收装置热管阀门，在节流装置的两端并联阀门，所述热回收装置第一换热器、热回收装置阀门所在管路、热回收装置第二换热器和热管阀门所在管路通过制冷管路依次连接构成自然热回收循环。
本技术方案中，在热回收装置阀门所在的管路上设置制冷剂泵，阀门一端与制冷剂泵入口相连。
本技术方案中，所述热回收装置采用并列布置的两级。
本技术方案中，在所述新风通道内设置新风风机，在新风进口与热回收装置第一换热器之间设置过滤器，在热回收装置第一换热器与新风出口之间依次设置再热器和加湿器；在排风通道内设置排风风机。
通过以上技术方案，本实用新型对原有装置进行了改进和完善，在原有热泵热回收循环基础上加设自然热回收循环，采用上述技术方案具有下列显著优点：
一、在传统的热泵热回收新风机组上面加设自然热回收装置，当室内外温差较大时可以采用自然热回收循环，而不开启压缩机，节省大量的能源。
二、在传统的热泵热回收新风机组上面，采用并列布置的两级热回收装置，可根据室内外温差的变化情况选择两级热回收装置的使用模式，充分回收排风中的能量。
三、在传统的热泵热回收新风机组上面，采用并列布置的两级热回收装置，使得每级热回收装置的工作状态不随室外温度的波动而变化较大，能使热回收装置热泵模式下的工作状态更加稳定。
附图说明
图1是现有技术公开的空气热回收热泵技术方案的结构原理图。
图2是本实用新型提供的一种新风机组的第一种实施例的结构原理图。
图3是本实用新型提供的一种新风机组的第二种实施例的结构原理图。
图4是本实用新型提供的一种新风机组的第三种实施例的结构原理图。
图5是本实用新型提供的一种新风机组的第四种实施例的结构原理图。
其中：
1-机箱；11-新风通道；12-排风通道；13-新风进口；14-新风出口；15-排风进口；16-排风出口；2-热回收装置；21-热回收装置第一换热器；22-热回收装置第二换热器；23-压缩机；24-四通阀；25-阀门；26-节流装置；27-热泵阀门；28-热管阀门；29-制冷剂泵；3-第二热回收装置；31-第二热回收装置第一换热器；32-第二热回收装置第二换热器；33-第二热回收装置压缩机；34-第二热回收装置四通阀；35-第二热回收装置阀门；36-第二热回收装置节流装置；37-第二热回收装置热泵阀门；38-第二热回收装置热管阀门；39-第二热回收装置制冷剂泵；41-新风风机；42-排风风机；43-过滤器；44-再热器；45-加湿器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式、工作原理作进一步说明。
实施例一：
图2是本实用新型提供的一种带自然热回收功能的新风机组第一种实施例的结构原理图，包括机箱1和热回收装置2，所述机箱1由相互独立的新风通道11和排风通道12构成，新风通道11在排风通道12的上方，新风通道11包含有新风进口13和新风出口14，排风通道12包含有排风进口15和排风出口16；所述热回收装置2由压缩机23、四通阀24、热回收装置第一换热器21、节流装置26、热回收装置第二换热器22通过制冷剂管路顺序连接构成热泵循环，热回收装置第一换热器21置于新风通道11内，热回收装置第二换热器22置于排风通道12内，其特征在于：在所述四通阀24的常闭端口和热回收装置第一换热器21的连接管道上加设热泵阀门27，并在所述热回收装置四通阀24的常开端口和热回收装置第一换热器21的连接管道上加设热回收装置热管阀门28，在节流装置26的两端并联阀门25，所述热回收装置第一换热器21、热回收装置阀门25所在管路、热回收装置第二换热器22和热管阀门28所在管路通过制冷管路依次连接构成自然热回收循环。
机组在夏季运行时，热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行制冷循环。室外新风通过新风进口13进入机组，此时热回收装置第一换热器21作为蒸发器，对新风进行冷却除湿，新风通过新风出口14送入室内，室内排风通过排风进口15进入机组，此时热泵装置第二换热器22作为冷凝器，从排风中提取冷量，排风通过排风出口16排出室外。热回收装置2通过制冷循环来实现对排风的热回收。
机组在冬季室外温度较高时，热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行热泵循环。室外新风通过新风进口13进入机组，此时热回收装置第一换热器21作为冷凝器，对新风进行加热，新风通过新风出口14送入室内，室内排风通过排风进口15进入机组，此时热泵装置第二换热器22作为蒸发器，从排风中提取热量，排风通过排风出口16排出室外，热回收装置2通过热泵循环来实现对排风的热回收。
机组在冬季室外温度较低时，热回收装置2的阀门25开启，热泵阀门27关闭，热管阀门28开启，运行自然循环循环。室外新风通过新风进口13进入机组，此时热回收装置第一换热器21作为冷凝器，对新风进行加热，新风通过新风出口14送入室内，室内排风通过排风进口15进入机组，此时热泵装置第二换热器22作为蒸发器，从排风中提取热量，排风通过排风出口16排出室外，热回收装置2通过自然循环来实现对排风的热回收。
实施例二：
图3是本实用新型提供的一种带自然热回收功能的新风机组第二种实施例的结构原理图，与实施例一区别在于：在实施例一中与节流装置的两端并联的阀门25所在管路上设置制冷剂泵29，阀门25一端与制冷剂泵29入口相连。
与实施例一运行模式区别在于：在本实施例中，当热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭时，此时热回收装置运行于以制冷剂泵为动力源的自然循环模式，以增强自然循环的效果。
实施例三：
图4是本实用新型提供的一种带自然热回收功能的新风机组第三种实施例的结构原理图。
与实施例一区别在于：所述新风机组还包括第二热回收装置3，第二热回收装置3由第二热回收装置压缩机33、第二热回收装置四通阀34、第二热回收装置第一换热器31、第二热回收装置节流装置36、第二热回收装置第二换热器32通过制冷剂管路顺序连接构成，第二热回收装置第一换热器31置于新风通道11内，且位于新风入口13与热回收装置第一换热器21之间；第二热回收装置第二换热器32置于排风通道12内，且位于排风出口16与热回收装置第二换热器22之间；在所述第二热回收装置四通阀34的常闭端口和第二热回收装置第一换热器31的连接管道上加设第二热回收装置热泵阀门37，并在所述第二热回收装置四通阀34的常开端口和第二热回收装置第一换热器31的连接管道上加设第二热回收装置热管阀门38，在第二热回收装置节流装置36的两端并联第二热回收装置阀门35。
本实施例中，新风机组两级热回收装置根据室外温度情况选择各自的运行模式。
机组在夏季运行时，当室外温度较高时，热回收装置2和第二热回收装置3均运行，热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行制冷循环；第二热回收装置3的阀门35关闭，热泵阀门37开启，热管阀门38关闭，启动第二热回收装置压缩机运行制冷循环。当室外温度较低时，热回收装置2运行，第二热回收装置3不运行，热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行制冷循环。
机组在冬季运行时，新风机组根据室外温度变化有如下三种运行模式。
热回收装置2和第二热回收装置3均运行热泵模式。此时热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行热泵循环；第二热回收装置3的阀门35关闭，热泵阀门37开启，热管阀门38关闭，启动第二热回收装置压缩机运行热泵循环。
热回收装置2运行热泵模式，第二热回收装置3运行自然循环模式。此时热回收装置2的阀门25关闭，热泵阀门27开启，热管阀门28关闭，启动压缩机运行热泵循环；第二热回收装置3的阀门35开启，热泵阀门37关闭，热管阀门38开启，运行自然循环。
热回收装置2和第二热回收装置3均运行自然循环模式。此时热回收装置2的阀门25开启，热泵阀门27关闭，热管阀门28开启，运行自然循环；第二热回收装置3的阀门35开启，热泵阀门37关闭，热管阀门38开启，运行自然循环。
实施例四：
图5是本实用新型提供的一种新风机组第四种实施例的结构原理图，其与实施例一区别在于：在实施例一所述新风通道11内设置新风风机41，在新风进口1与热回收装置第一换热器21之间设置过滤器43，在热回收装置第一换热器21与新风出口14之间依次设置再热器44和加湿器45；在排风通道12内设置排风风机42。
本实施例的新风机组运行模式与实施例一相同。

Claims (4)

1.一种带自然热回收功能的新风机组，包括机箱(1)和热回收装置(2)，所述机箱(1)由相互独立的新风通道(11)和排风通道(12)构成，新风通道(11)在排风通道(12)的上方，新风通道(11)包含有新风进口(13)和新风出口(14)，排风通道(12)包含有排风进口(15)和排风出口(16)；所述热回收装置(2)由压缩机(23)、四通阀(24)、热回收装置第一换热器(21)、节流装置(26)、热回收装置第二换热器(22)通过制冷剂管路顺序连接构成热泵循环，热回收装置第一换热器(21)置于新风通道(11)内，热回收装置第二换热器(22)置于排风通道(12)内，其特征在于：在所述四通阀(24)的常闭端口和热回收装置第一换热器(21)的连接管道上加设热泵阀门(27)，并在所述热回收装置四通阀(24)的常开端口和热回收装置第一换热器(21)的连接管道上加设热回收装置热管阀门(28)，在节流装置(26)的两端并联阀门(25)，所述热回收装置第一换热器(21)、热回收装置阀门(25)所在管路、热回收装置第二换热器(22)和热管阀门(28)所在管路通过制冷管路依次连接构成自然热回收循环。
2.根据权利1要求所述的一种带自然热回收功能的新风机组，其特征在于：在热回收装置阀门(25)所在的管路上设置制冷剂泵(29)，阀门(25)一端与制冷剂泵(29)入口相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种带自然热回收功能的新风机组，其特征在于：所述热回收装置采用并列布置的两级。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种带自然热回收功能的新风机组，其特征在于：在所述新风通道(11)内设置新风风机(41)，在新风进口(13)与热回收装置第一换热器(21)之间设置过滤器(43)，在热回收装置第一换热器(21)与新风出口(14)之间依次设置再热器(44)和加湿器(45)；在排风通道(12)内设置排风风机(42)。
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