CN204665518U - 节能型全新风空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种节能型全新风空调系统，其包括新风空调箱、排风空调箱、热循环装置和循环水回路，其主要特点是，在传统的新风空调箱和排风空调箱中增设了热循环装置，可以用该热循环装置中的换热器替代原新风空调箱中的电加热型再热器以及替代或协同表冷器，并可以实现该热循环装置中的冷凝热的回收以及对排风空调箱中的排风热量或冷量的回收。另外，本实用新型还增设了循环水回路，可以实现新风和排风的热量交换，从而进一步实现对排风的热量或冷量的有效回收。通过以上技术方案，可以有效降低全新风空调装置的运行能耗。

Description

节能型全新风空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调设备领域，具体说，涉及一种节能型全新风空调系统。

背景技术

在生物制药、医疗卫生等具有特殊洁净要求的领域，为了避免不同区域之间交叉污染，其空调系统不能采用普通的利用室内回风的空调装置，而需要采用直流式全新风空调系统。然而，在新风需求量大、全年需要制冷或制热的场合，全新风空调系统的能耗大、经济性差，其节能空间巨大。

图1为示意图，示出了现有技术中的全新风空调系统的结构。如图1所示，现有的全新风空调系统包括新风空调箱10’和排风空调箱20’。新风空调箱10’从其新风入口11到其新风出口17依次设有过滤器12、表冷器14、再热器15’以及新风风机16，另外，在过滤器12与表冷器14之间还可以设有预热器18，在再热器15’与新风风机16之间还可以设有加湿器19。排风空调箱20’于其排风出口24处设有排风风机23。

当现有的全新风空调系统处于夏季工作模式时，室外新风(如图1中实心箭头所示)通过新风入口11进入新风空调箱10’内，经过过滤器12过滤掉灰尘杂质后，由表冷器14(此模式中，表冷器14内的工作介质为通过外部制冷装置制备的冷水)降温除湿，然后再由再热器15’进行适当的加热以满足夏季预定的送风要求，最后由新风风机16送至室内。同时，室内的排风(如图1中空心箭头所示)从排风入口21进入排风空调箱20’内，并通过排风风机23排至室外。

当现有的全新风空调系统处于冬季工作模式时，室外新风通过新风入口11进入新风空调箱10’内，经过过滤器12过滤掉灰尘杂质后，由预热器13进行预热，然后由表冷器14加热(此模式中，表冷器14内的工作介质为通过外部制热装置制备的热水)，必要的话可以再由再热器15’进行适当的加热以满足冬季预定的送风要求，最后由加湿器19加湿后通过新风风机16送至室内。同时，室内的排风从排风入口21进入排风空调箱20’内，并通过排风风机23排至室外。

综上所述，现有的全新风空调系统在夏季工作模式下，一方面，需要采用电加热的方式对降温后的新风进行再热以达到预定的送风要求，另一方面又将室内的低温排风白白排放到室外的高温环境中；而在冬季工作模式下，则将室内的高温排风白白排放到室外的低温环境中。这就造成了现有的全新风空调系统在运行中能耗非常高，特别是在新风需求量大、全年需要制冷或者制热的场合，现有的全新风空调系统的能耗非常可观。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是，提供一种能够回收室内排风中的热量或冷量的节能型全新风空调系统，以解决或缓解现有全新风空调系统的能耗过高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种节能型全新风空调系统，其包括新风空调箱、排风空调箱以及热循环装置。所述新风空调箱从其新风入口到其新风出口依次设有过滤器、新风侧第一换热器、表冷器、新风侧第二换热器和新风风机。所述排风空调箱从其排风入口到其排风出口依次设有排风侧第一换热器和排风风机。所述热循环装置包括通过管道连接的压缩机、四通阀、所述新风侧第二换热器、所述排风侧第一换热器、节流阀和所述新风侧第一换热器，其中，所述压缩机连接在所述四通阀的第一端口和第三端口之间，所述新风侧第二换热器和所述排风侧第一换热器并联后再与所述节流阀和所述新风侧第一换热器串接在所述四通阀的第二端口和第四端口之间，并且在包含所述新风侧第二换热器的支路中设有单向阀。当所述全新风空调系统处于夏季工作模式时，设置所述四通阀，使得所述热循环装置中的工作介质从所述压缩机流过所述新风侧第二换热器和所述排风侧第一换热器、再依次流过所述节流阀和所述新风侧第一换热器后流回所述压缩机。当所述全新风空调系统处于冬季工作模式时，设置所述四通阀，使得所述热循环装置中的工作介质从所述压缩机依次流过所述新风侧第一换热器、所述节流阀和所述排风侧第一换热器后流回所述压缩机。

优选地，所述新风空调箱还可以包括新风侧第三换热器，该新风侧第三换热器设置在所述过滤器与所述新风侧第一换热器之间；所述排风空调箱还可以包括排风侧第二换热器，该排风侧第二换热器设置在所述排风入口与所述排风侧第一换热器之间，并且所述新风侧第三换热器与所述排风侧第二换热器构成回路，并且在该回路中设有循环泵。所述新风侧第三换热器和所述排风侧第二换热器构成的回路内填充有流体，当该流体循环时，可以实现新风和排风的热量交换，以实现对排风的热量或冷量的有效回收。

进一步优选地，在所述新风空调箱中，在所述过滤器和所述新风侧第三换热器之间还可以设有预热器。而在所述新风风机和所述新风侧第二换热器之间还可以设有加湿器。在冬季模式下，预热器可以对新风进行预热，加湿器可以对新风进行加湿。

另外，优选地，在包含所述新风侧第二换热器的支路中还可以设有电磁阀。该电磁阀与该支路中设置的单向阀的功能相同，都可以保证在冬季工作模式下所述热循环装置中的工作介质不会流过该支路。所述单向阀和电磁阀可择一使用，也可以并用。

再者，当所述节能型全新风空调系统处于夏季工作模式时，所述表冷器内的工作介质为通过外部制冷装置制备的冷水；当其处于冬季工作模式时，所述表冷器内的工作介质为通过外部制热装置制备的热水。

优选地，所述新风空调箱和所述排风空调箱可以为彼此独立设置的空调箱，也可以集成为风路分离的整体式空调箱。

根据上面的描述以及实践可知，本实用新型所述的节能型全新风空调系统在现有的全新风空调系统的基础上增设了热循环装置，可以用该热循环装置中的换热器替代电加热型再热器以及替代或协同表冷器，并可以实现该热循环装置中的冷凝热的回收以及对排风热量或冷量的回收。另外，本实用新型还增设了循环水回路，可以实现新风和排风的热量交换，从而进一步实现对排风的热量或冷量的有效回收。通过以上技术方案，可以有效降低全新风空调装置的运行能耗，这对于生物制药、医疗卫生等新风需求量大、全年需要制冷或者制热的应用场合来说，具有可观的节能收益。

附图说明

图1为示意图，示出了现有的全新风空调系统的结构；

图2为示意图，示出了本实用新型的一个实施例所述的节能型全新风空调系统的内部结构；

图3为示意图，示出了图2中的节能型全新风空调系统在夏季工作模式下的工作状态；

图4为示意图，示出了图2中的节能型全新风空调系统在冬季工作模式下的工作状态。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的节能型全新风空调系统的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图2为示意图，示出了本实用新型的一个实施例所述的节能型全新风空调系统的内部结构。如图2所示，本实用新型的一个实施例所述的节能型全新风空调系统包括新风空调箱10、排风空调箱20以及热循环装置30。

新风空调箱10从其新风入口11到其新风出口17依次设有过滤器12、新风侧第一换热器13、表冷器14、新风侧第二换热器15和新风风机16。外界的新风从新风入口11进入新风空调箱10，经过过滤器12过滤掉灰尘杂质后，再经新风侧第一换热器13、表冷器14和新风侧第二换热器15进行温度调节，最终由新风风机16从新风出口17送入室内，如图2中的实心箭头所示。

排风空调箱20从其排风入口21到其排风出口24依次设有排风侧第一换热器22和排风风机23。室内排风从排风入口21进入排风空调箱20，经排风侧第一换热器22回收热量或冷量后，最终由排风风机23从排风出口24送至外界，如图2中的空心箭头所示。

所述热循环装置30包括通过管道连接的压缩机31、四通阀32、新风侧第二换热器15、排风侧第一换热器22、节流阀33和新风侧第一换热器13。压缩机31连接在四通阀32的第一端口1和第三端口3之间，新风侧第二换热器15和排风侧第一换热器22并联后再与节流阀33和新风侧第一换热器13串联在四通阀32的第二端口2和第四端口4之间，并且在包含新风侧第二换热器15的支路中设有单向阀34。

图3为示意图，示出了图2中的节能型全新风空调系统在夏季工作模式下的工作状态。

如图3所示，当所述节能型全新风空调系统处于夏季工作模式时，设置四通阀32，使得热循环装置3中的工作介质(例如氟利昂等)从压缩机31分两路流过新风侧第二换热器15和排风侧第一换热器22，然后再合成一路依次流过节流阀33和新风侧第一换热器13后流回压缩机31，如图3中标在热循环装置30上的箭头所示。另外，在此模式下，表冷器14内的工作介质为通过外部制冷装置制备的冷水。

在这种情况下，压缩机31排出的高温高压气态工作介质经四通阀22首先分两路进入新风侧第二换热器15和排风侧第一换热器22中冷凝成高压液态工作介质。此时，新风侧第二换热器15和排风侧第一换热器22均为冷凝器，该冷凝过程为放热过程。然后，高压液态工作介质经过节流阀33节流降压成低压两相状态的工作介质，再进入新风侧第一换热器13中蒸发成低压气态工作介质。此时，新风侧第一换热器13为蒸发器，该蒸发过程为吸热过程。最后，低压气态工作介质回到压缩机31，完成一个热循环。

由于所述工作介质在新风侧第一换热器13中蒸发时吸收热量，因此，通过热交换，新风侧第一换热器13就可以对新风进行降温除湿。另外，由于所述工作介质在新风侧第二换热器15中冷凝时释放热量，因此，通过热交换，新风侧第二换热器15可以利用冷凝热对新风进行适当加热，以满足夏季预定的送风要求。与此同时，由于所述工作介质在排风侧第一换热器22中冷凝时释放热量，因此，排风侧第一换热器22可以对室内排出的低温排风的冷量进行有效回收。这样，就可以用热循环装置30中的新风侧第一换热器13替代或协同表冷器14对新风进行降温，利用新风侧第二换热器15替代电加热型再热器15’对降温后的新风进行适当再热，并且利用排风侧第一换热器22对排风的冷量进行回收，从而大大降低了空调系统的运行能耗。

图4为示意图，示出了图2中的节能型全新风空调系统在冬季工作模式下的工作状态。

如图4所示，当所述节能型全新风空调系统处于冬季工作模式时，设置四通阀32，使得热循环装置3中的工作介质从压缩机31依次流过新风侧第一换热器13、节流阀33和排风侧第一换热器22后流回压缩机31，如图4中标在热循环装置30上的箭头所示。在此模式下，由于单向阀34的设置，从节流阀33出来的工作介质不能经新风侧第二换热器15流回压缩机31。在图4中，用虚线表示此模式下工作介质不流动的管道支路。另外，在此模式下，表冷器14内的工作介质为通过外部制热装置制备的热水。

在这种情况下，压缩机31排出的高温高压气态工作介质经四通阀22首先进入新风侧第一换热器13中冷凝成高压液态工作介质。此时，新风侧第一换热器13为冷凝器，该冷凝过程为放热过程。然后，高压液态工作介质经过节流阀33节流降压成低压两相状态的工作介质，再进入排风侧第一换热器22中蒸发成低压气态工作介质。此时，排风侧第一换热器22为蒸发器，该蒸发过程为吸热过程。最后，低压气态工作介质回到压缩机31，完成一个热循环。

由于所述工作介质在新风侧第一换热器13中冷凝时释放热量，因此，通过热交换，新风侧第一换热器13就可以对新风进行加热。与此同时，由于所述工作介质在排风侧第一换热器22中蒸发时吸收热量，因此，排风侧第一换热器22可以对室内排出的高温排风的热量进行有效回收。这样，就可以用热循环装置30中的新风侧第一换热器13替代或协同表冷器14对新风进行加热，并且利用排风侧第一换热器22对排风的热量进行回收，从而大大降低了空调系统的运行能耗。

为了进一步对排风的热量或冷量进行回收，如图2-图4所示，新风空调箱10还可以包括新风侧第三换热器41，新风侧第三换热器41设置在过滤器12与新风侧第一换热器13之间。同时，排风空调箱20还可以包括排风侧第二换热器42，排风侧第二换热器42设置在排风入口21与排风侧第一换热器22之间。新风侧第三换热器41与排风侧第二换热器42构成回路，并且在该回路中设有循环泵43。在新风侧第三换热器41和排风侧第二换热器42构成的回路内填充有流体，当该流体在循环泵43的推动下循环时，可以进一步实现新风和排风的热量交换，以实现对排风的热量或冷量的有效回收。

另外，如图2-图4所示，在新风空调箱10中，在过滤器12和新风侧第三换热器41之间还可以设有预热器18。而在新风风机16和新风侧第二换热器15之间还可以设有加湿器19。在冬季模式下，预热器18可以对新风进行预热，加湿器19可以对新风进行加湿。

再者，在包含新风侧第二换热器15的支路中还可以设有电磁阀(未示出)。该电磁阀与该支路中设置的单向阀34的功能相同，都可以保证在冬季工作模式下热循环装置30中的工作介质不会流过该支路。单向阀34和所述电磁阀可择一使用，也可以并用。

在本实用新型所述的节能型全新风空调系统中，新风空调箱10和排风空调箱20可以为彼此独立设置的空调箱，也可以集成为风路分离的整体式空调箱。

根据上面的描述以及实践可知，本实用新型所述的节能型全新风空调系统在现有的全新风空调系统的基础上增设了热循环装置，可以用该热循环装置中的换热器替代电加热型再热器以及替代或协同表冷器，并可以实现该热循环装置中的冷凝热的回收以及对排风热量或冷量的回收。另外，本实用新型还增设了循环水回路，可以实现新风和排风的热量交换，从而进一步实现对排风的热量或冷量的有效回收。通过以上技术方案，可以有效降低全新风空调装置的运行能耗，这对于生物制药、医疗卫生等新风需求量大、全年需要制冷或者制热的应用场合来说，具有可观的节能收益。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型所述的节能型全新风空调系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的节能型全新风空调系统，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (7)

1.一种节能型全新风空调系统，其特征在于，包括：新风空调箱、排风空调箱以及热循环装置，其中，

所述新风空调箱从其新风入口到其新风出口依次设有过滤器、新风侧第一换热器、表冷器、新风侧第二换热器和新风风机；

所述排风空调箱从其排风入口到其排风出口依次设有排风侧第一换热器和排风风机；

所述热循环装置包括通过管道连接的压缩机、四通阀、所述新风侧第二换热器、所述排风侧第一换热器、节流阀和所述新风侧第一换热器，其中，所述压缩机连接在所述四通阀的第一端口和第三端口之间，所述新风侧第二换热器和所述排风侧第一换热器并联后再与所述节流阀和所述新风侧第一换热器串接在所述四通阀的第二端口和第四端口之间，并且在包含所述新风侧第二换热器的支路中设有单向阀，

当所述全新风空调系统处于夏季工作模式时，设置所述四通阀，使得所述热循环装置中的工作介质从所述压缩机流过所述新风侧第二换热器和所述排风侧第一换热器、再依次流过所述节流阀和所述新风侧第一换热器后流回所述压缩机；

当所述全新风空调系统处于冬季工作模式时，设置所述四通阀，使得所述热循环装置中的工作介质从所述压缩机依次流过所述新风侧第一换热器、所述节流阀和所述排风侧第一换热器后流回所述压缩机。

2.如权利要求1所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，所述新风空调箱还包括新风侧第三换热器，该新风侧第三换热器设置在所述过滤器与所述新风侧第一换热器之间；所述排风空调箱还包括排风侧第二换热器，该排风侧第二换热器设置在所述排风入口与所述排风侧第一换热器之间，并且所述新风侧第三换热器与所述排风侧第二换热器构成回路，并且在该回路中设有循环泵。

3.如权利要求2所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，在所述新风空调箱中，在所述过滤器和所述新风侧第三换热器之间还设有预热器。

4.如权利要求2所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，在所述新风空调箱中，在所述新风风机和所述新风侧第二换热器之间还设有加湿器。

5.如权利要求1所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，在包含所述新风侧第二换热器的支路中还设有电磁阀。

6.如权利要求1所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，当其处于夏季工作模式时，所述表冷器内的工作介质为通过外部制冷装置制备的冷水；当其处于冬季工作模式时，所述表冷器内的工作介质为通过外部制热装置制备的热水。

7.如权利要求1所述的节能型全新风空调系统，其特征在于，所述新风空调箱和所述排风空调箱为彼此独立设置的空调箱，或者集成为风路分离的整体式空调箱。