CN206369270U - 一种分质热回收冷剂过冷再热空调器 - Google Patents

一种分质热回收冷剂过冷再热空调器 Download PDF

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张玉明
李冬林
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Abstract

本实用新型所提供的一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,包括室内机模块和室外机模块以及热泵机组;室内机模块又包括一个送风通道、两个排风通道及一个清洁空气回风通道,所述送风通道包括前段的新风通道以及后段的新风和回风的混合风通道;两个排风通道分别为重度污浊空气排风通道、轻度污浊空气排风通道;室外机模块的进风方向上,依次设置有室外机换热器和室外机排气扇,所述室外机换热器连接室外机新风进风口,所述室外机排气扇连接室外机排风口。本实用新型是将室内不同污浊程度的空气,分层次、分别进行排除、处理及热回收利用,满足空气处理过程中的不同需求,避免交叉污染,最大限度的节约能源消耗,有效控制室内气压。

Description

一种分质热回收冷剂过冷再热空调器
技术领域
本实用新型涉及空调技术领域,特别是属于一种分质热回收冷剂过冷再热空调器。
背景技术
在被动房等超低能耗、高端品质的住宅等民用建筑场所,为减少散热损失,建筑外围护结构的密闭性较好,需要利用新风空调器采取通风措施对室内空气进行有效净化处理,保证室内良好的空气品质。室内空气污染物包括物理、化学、生物和放射性污染,来源于室内和室外两部分,特别的,室内不同场所,如住宅内的卫生间、厨房、卧室及客餐厅等,空气污染物的性质、浓度有较大区别。同时,为节约能耗,需对排风进行热量回收。现在实际应用的新风空调器有两种,但均存在一定的缺陷:一种设备是所有污浊空气均混合后统一排放和热回收,该形式的缺点是板翅式或转轮式全热回收器不可避免的有漏风情况,会造成室内交叉污染;另一种设备是将卫生间等污浊严重的空气直接外排,不再热回收,而此种形式又会带来能量的损失。
夏季混合空气冷却除湿处理后的送风温度较低,对此,现在实际应用的新风空调器有两种情况,但均存在一定的缺陷:一是利用电加热进行再热,浪费能源;一种是直接向室内低温送风,舒适度降低,不便于实现置换式送风形式。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,以实现空调效果优、一机多用、能量回收效率高且又避免交叉污染的目的。
本实用新型所提供的一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,包括室内机模块和室外机模块以及热泵机组;所述的室内机模块又包括一个送风通道、两个排风通道及一个清洁空气回风通道,所述送风通道包括前段的新风通道以及后段的新风和回风的混合风通道;其中,送风通道前段新风通道内的新风进风方向上依次设置有新风初效过滤器、静电除尘器、热管式热交换器、板翅式全热空气热交换器,新风初效过滤器与室内机新风进风口连接;送风通道后段混合风通道内依次设置有第一室内机换热器、第二室内机换热器、加湿器、混合空气高效过滤器及送风机,送风机连接送风口;两个排风通道分别为重度污浊空气排风通道、轻度污浊空气排风通道,重度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有重度污浊空气排风过滤器、热管式热交换器、重度污浊空气排风机,所述重度污浊空气排风过滤器连接重度污浊空气排风进口,所述重度污浊空气排风机连接重度污浊空气排风出口;轻度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有轻度污浊空气排风过滤器、板翅式全热空气热交换器、轻度污浊空气排风机,所述轻度污浊空气排风过滤器连接轻度污浊空气排风进口,轻度污浊空气排风机通过排风管连接室外机新风进风口;清洁空气回风通道内的回风方向上设置有清洁空气回风过滤器,清洁空气通过清洁空气回风进风口经过清洁空气回风过滤器后进入送风通道内的混合风通道。
所述的室外机模块的进风方向上,依次设置有室外机换热器和室外机排气扇,所述室外机换热器连接室外机新风进风口,所述室外机排气扇连接室外机排风口。
进一步的,所述的热泵机组包括分置于室内机模块中依次连接的电动三通调节阀、第一室内机换热器、电磁阀、电子膨胀阀、第二室内机换热器、以及置于室外机模块中依次连接的压缩机、四通换向阀、室外机换热器,所述的第一室内机换热器与室外机换热器、第二室内机换热器与室外机换热器之间通过两路制冷剂管道连通,电动三通调节阀有两个输出端,其中,室外机换热器经第二室内机换热器、电磁阀与电动三通调节阀旁通出口通过制冷剂管道连通;电动三通调节阀旁通出口经电子膨胀阀、第一室内机换热器、四通换向阀通过制冷剂管道连接至压缩机。
进一步的,所述第二室内机换热器设有调节风阀,所述调节风阀采用手动调节方式。
进一步的,所述送风口处设有第一温度传感器,第一温度传感器连接电动三通调节阀控制器。
进一步的,所述的加湿器内通入自来水。
进一步的,所述的压缩机为变频压缩机。
进一步的,所述的室内机模块上的重度污浊空气排风机、轻度污浊空气排风机以及送风机均为直流变频风机。
进一步的,室内设有第二温度传感器及二氧化碳传感器,其中,第二温度传感器连接压缩机的控制箱,二氧化碳传感器连接送风机及轻度污浊空气排风机的控制器。
进一步的,所述的室内机冷凝水管接至室外机内的穿孔滴水管,室外机的冷凝水通过室外机冷凝水管直接排放。
本实用新型所提供的一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,是将室内不同污浊程度的空气,分层次、分别进行排除、处理及热回收利用,满足空气处理过程中的不同需求,避免交叉污染,最大限度的节约能源消耗,有效控制室内气压;对污染严重的空气(卫生间排风)利用热管式热交换器进行显热回收,即可节约能源,又避免了交叉污染;对轻度污染的空气(卧室排风)利用板翅式热交换器进行全热回收,回收效率高;清洁回风(客厅回风)和经两次热回收热处理后的新风混合后,经冷却除湿或加热加湿后送回至室内。轻度污染的空气再排风至室外机采风口处,进行二次热回收,最大限度的节约能耗。与热泵组合一体,通过压缩机做功,将热能在室内机换热器与室外机换热器之间进行热量转移,利用四通转向阀的季节转换,可满足冬、夏季室内制冷、供暖的需求。利用电磁阀的启闭以及电动三通调节阀的旁通作用,可实现夏季利用制冷剂过冷放热对干燥低温空气进行再热,根据送风口处设置的温度传感器有效调节送风温度。采用不同的空气过滤器,可有效净化处理室内外空气污染物,因各进风口处的空气污染物性质及浓度有所不同,故各处应采用适合对应的采用的空气过滤器种类--新风采口处第二级设有静电除尘器,去除可吸入颗粒物;送风机前设有高效过滤器,去除室内外总体污染物TVOC;其余新风采风口第一级、回风进口及排风进口均采用可过滤大颗粒污染物的初效过滤器。室内机冷凝水管接至室外机内的穿孔滴水管,利用室内机的冷凝水为室外机换热器冷却降温,有利于提高热泵的制冷效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图中:1、重度污浊空气排风出口;2、重度污浊空气排风机;3、热管式热交换器;4、重度污浊空气排风过滤器;5、重度污浊空气排风进口;6、轻度污浊空气排风过滤器;7、轻度污浊空气排风进口;8、清洁空气回风过滤器;9、清洁空气回风进风口;10、第一室内机换热器;11、电子膨胀阀;12、电动三通调节阀;13、电磁阀;14、调节阀;15、加湿器;16、混合空气高效过滤器;17、送风机;18、送风口;19、室内机新风进风口;20、新风初效过滤器;21、静电除尘器;22、排风管;23、轻度污浊空气排风机;24、板翅式全热空气热交换器;25、制冷剂管道;26、第二室内机换热器;27、室内机冷凝水管;28、穿孔滴水管;29、室外机新风进风口;30、压缩机;31、四通换向阀;32、室外机换热器;33、室外机冷凝水管;34、室外机排气扇;35、室外机排风口。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型所提供的一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,包括室内机模块和室外机模块以及热泵机组;所述的室内机模块又包括一个送风通道、两个排风通道及一个清洁空气回风通道,所述送风通道包括前段的新风通道以及后段的新风和回风的混合风通道;其中,送风通道前段新风通道内的新风进风方向上依次设置有新风初效过滤器20、静电除尘器21、热管式热交换器3、板翅式全热空气热交换器24,新风初效过滤器20与室内机新风进风口19连接;送风通道后段混合风通道内依次设置有第一室内机换热器10、第二室内机换热器26、加湿器15、混合空气高效过滤器16及送风机17,送风机连接送风口18;两个排风通道分别为重度污浊空气排风通道、轻度污浊空气排风通道,重度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有重度污浊空气排风过滤器4、热管式热交换器3、重度污浊空气排风机2,所述重度污浊空气排风过滤器连接重度污浊空气排风进口5,所述重度污浊空气排风机连接重度污浊空气排风出口1;轻度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有轻度污浊空气排风过滤器6、板翅式全热空气热交换器24、轻度污浊空气排风机23,所述轻度污浊空气排风过滤器连接轻度污浊空气排风进口7,轻度污浊空气排风机通过排风管22连接室外机新风进风口29;清洁空气回风通道内的回风方向上设置有清洁空气回风过滤器8,清洁空气通过清洁空气回风进风口9经过清洁空气回风过滤器后进入送风通道内的混合风通道。
所述的室外机模块的进风方向上,依次设置有室外机换热器32和室外机排气扇34,所述室外机换热器连接室外机新风进风口29,所述室外机排气扇连接室外机排风口35。经强制对流,使得室外空气与室外机换热器之间进行热交换。
进一步的,所述的热泵机组包括分置于室内机模块中依次连接的电动三通调节阀12、第一室内机换热器10、电磁阀13、电子膨胀阀11、第二室内机换热器26以及置于室外机模块中依次连接的压缩机30、四通换向阀31、室外机换热器32;所述的第一室内机换热器与室外机换热器、第二室内机换热器与室外机换热器之间通过两路制冷剂管道连通,电动三通调节阀有两个输出端,其中,室外机换热器经第二室内机换热器、电磁阀与电动三通调节阀旁通出口通过制冷剂管道25连通;电动三通调节阀旁通出口经电子膨胀阀、第一室内机换热器、四通换向阀通过制冷剂管道连接至压缩机。
通过压缩机30做功,将热能在第一室内机换热器10与室外机换热器32之间进行热量转移,利用四通转向阀31的季节转换,可满足冬、夏季室内制冷、供暖的需求。利用电磁阀13的启闭以及电动三通调节阀12的旁通作用,可实现夏季利用制冷剂过冷放热对干燥低温空气进行再热,根据送风口18处设置的干球温度传感器有效调节送风温度。同时,所述的室内机冷凝水管27接至室外机内的穿孔滴水管28,利用室内机的冷凝水为室外机换热器32冷却降温,有利于提高热泵的制冷效率,室外机的冷凝水通过室外机冷凝水管33直接排放。
在本实施例中,所述新风初效过滤器20采用G4级,玻璃纤维制作的楔形折叠式结构,可过滤5μm以上尘埃粒子;
混合空气高效过滤器16采用H11级,玻璃纤维滤纸制作的喷胶折叠式结构,对大于0.3μm以上的颗粒过滤效率较高;
重度污浊空气排风过滤器4采用G4级,无纺布制作的楔形折叠式结构,可过滤5μm以上尘埃粒子;
轻度污浊空气排风过滤器6采用G4级,无纺布制作的楔形折叠式结构,可过滤5μm以上尘埃粒子;
清洁空气回风过滤器8采用G4级,无纺布制作的楔形折叠式结构,可过滤5μm以上尘埃粒子;
送风口处设有的第一温度传感器为管道式HC2一Hp28型;
所述的室内设有的第二温度传感器为为壁挂式HygroFcLex1型;
所述的室内二氧化碳传感器为壁挂式NHEY62型。
本实用新型所提供的一种分质热回收冷剂过冷再热空调器的具体工作过程为:
夏季本实用新型的工作原理:调节热管式换热器的角度:新风通道侧为低端,重度污浊空气排风通道侧为高端,新风的热量传递给排风,即新风对排风“冷量”进行回收;调节四通转向阀31内冷剂流向,使得室外机换热器32为冷凝器,第一室内机换热器10为蒸发器,第二室内机换热器26为过冷冷凝器,将室内机混合风的热量转移至室外空气,实现制冷的目的。电磁阀13为打开状态,从冷凝器32冷凝后的高温高压液态制冷剂流经电子三通调节阀12,一部分冷剂流经过冷冷凝器,为经蒸发器冷却除湿后的低温干燥空气再加热,以提高和调节送风温度。流经过冷冷凝器的部分低温液态冷剂与电子三通调节阀12旁通的部分高温液态冷剂混合,经电子膨胀阀11节流,之后流入蒸发器,吸收混合空气的热量后,蒸发为低压低温气态制冷剂,再经四通转向阀31流入压缩机,低压低温制冷剂被压缩升压后,再通过四通转向阀31流至冷凝器内,高压高温气态制冷剂向流经的室外空气放热,制冷剂同时冷凝为液态。然后经电子三通调节阀12,部分制冷剂通过过冷冷凝器,部分直接旁通后与过冷后的制冷剂混合,再到蒸发器,如此循环往复,实现热量的转移。过冷冷凝器旁通的调节风阀14为关闭状态。
室外高温高湿新风先经新风初效过滤器20截留新风中的灰尘、飞虫等,再经静电除尘器21去除可吸入颗粒物等粉尘,再经热管式热交换器3将部分热量免费传递给重度污浊空气排风通道排风,再经板翅式全热空气热交换器24将部分热量再免费传递给轻度污浊空气排风通道排风,再与清洁回风混合,再经第一室内机换热器10(蒸发器)冷却除湿处理,再经第二室内机换热器26(过冷冷凝器)再热,再经混合空气高效过滤器16处理,达到期望送风状态点后通过送风机17送至室内置换式送风口18。送风口处设有第一温度传感器,通过利用电动三通调节阀12调节流过过冷冷凝器的制冷剂流量,而改变混合空气的再热量实现送风温度的自动控制。
室内重度污浊空气(主要是卫生间内的)排风经重度污浊空气排风过滤器4处理后,经热管式热交换器3吸收新风中的热量,通过重度污浊空气排风机2直接排至室外。室内轻度污浊空气(主要是卧室内的)排风经轻度污浊空气排风过滤器6处理后,经板翅式全热空气热交换器24吸收新风中的热量后,通过轻度污浊空气排风机23排至室外机采风口处。室内清洁空气(主要是客厅内的)回风经清洁空气回风过滤器8净化处理后与经板翅式全热空气热交换器24冷却后的新风混合。
室外机新风采风口处,室外新风混合轻度污浊空气排风为室外换热器32(冷凝器)冷却,对轻度污浊空气排风继续进行二次“热回收”,提高热泵效率。室外机排气扇34将被冷凝器32加热的室外新风与轻度污浊空气排风混合空气排至室外。
室内机冷凝水管27接至室外机内的穿孔滴水管28,利用室内机的低温冷凝水为室外机换热器32冷却降温,有利于提高热泵的制冷效率,是之为多重“热回收”,室外机的冷凝水通过室外机冷凝水管33直接排放。
冬季本实用新型的工作原理:调节热管式热交换器的角度:新风通道侧为高端,重度污浊空气排风通道侧为低端,排风的热量传递给新风,即新风对排风“热量”进行回收。调节四通转向阀31内冷剂流向,使得室外机换热器32为蒸发器,第一室内机换热器10为冷凝器,第二室内机换热器26停止工作,将室外空气的热量转移至室内机混合风,实现制热的目的。第一室内机换热器10(冷凝器)内的高压气态制冷剂向混合空气放热后,冷凝为液态,然后经电子膨胀阀28节流降压,此时,电磁阀13为关闭状态,制冷剂全部经电子三通调节阀12旁通流至室外机换热器32(蒸发器)内,再吸收外界热量后蒸发为气态,经四通转向阀31,被压缩机30升压后流回至冷凝器10内,如此循环往复,实现热量的转移。同时,第二室内机换热器26旁通的调节风阀为开启状态。
室外低温低湿新风先经新风初效过滤器20截留新风中的灰尘、飞虫等,再经静电除尘器21去除可吸入颗粒物等粉尘,再经热管式热交换器3吸收重度污浊空气排风的部分热量,再经板翅式全热空气热交换器24吸收轻度污浊空气排风的部分热量,再与清洁回风混合,再经第一室内机换热器10(冷凝器)加热处理,通过调节风阀14的旁通通道,再经加湿器15加湿处理,再经混合空气高效过滤器16处理,达到期望送风状态点后通过送风机17送至室内置换式送风口18。
室内重度污浊空气(主要是卫生间内的)排风经重度污浊空气排风过滤器4处理后,经热管式热交换器3传递给新风部分热量,通过重度污浊空气排风机2直接排至室外。室内轻度污浊空气(主要是卧室内的)排风经轻度污浊空气排风过滤器6处理后,经板翅式全热空气热交换器24传递给新风热量后,通过轻度污浊空气排风机23排至室外机采风口处。室内清洁空气(主要是客厅内的)回风先经清洁空气回风过滤器8净化处理,然后与经板翅式全热空气热交换器24加热后的新风混合。
室外机新风采风口处,室外新风混合轻度污浊空气排风被室外换热器32(蒸发器)吸热,对轻度污浊空气排风继续进行二次“热回收”,提高热泵效率。室外机排气扇34将被蒸发器吸热冷却后的室外新风与轻度污浊空气排风混合空气排至室外。
重度污浊空气排风机2的风量调节为手动,可由住户根据卫生间异味程度控制其风速、风量。室内设有二氧化碳传感器,当室内二氧化碳超过一定值时,则加大送风机17以及轻度污浊空气排风机23的风速、风量,反之,则降低两风机通风量。室内设有第二温度传感器,当夏季室温高于设定值(或冬季室温低于设定值)时,压缩机高频运行,加大制冷(制热)量,反之,则压缩机低频运行。
本实用新型是将室内不同污浊程度的空气,分层次、分别进行排除、处理及热回收利用,满足空气处理过程中的不同需求,避免交叉污染,最大限度的节约能源消耗。与热泵组合一体,可实现对室内空气环境的温湿度有效调节。充分利用制冷剂过冷所放热量对低温干燥空气进行再热,既可实现理想的送风温度,又不必消耗额外能源,且可提高热泵的工作稳定性及能效比。采用不同的空气过滤器,可有效净化处理室内外空气污染物。充分收集利用室内机的低温冷凝水为冷凝器降温,多重“热回收”实现最大限度的能源消耗。

Claims (9)

1.一种分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,包括室内机模块和室外机模块以及热泵机组;所述的室内机模块又包括一个送风通道、两个排风通道及一个清洁空气回风通道,所述送风通道包括前段的新风通道以及后段的新风和回风的混合风通道;其中,送风通道前段新风通道内的新风进风方向上依次设置有新风初效过滤器、静电除尘器、热管式热交换器、板翅式全热空气热交换器,新风初效过滤器与室内机新风进风口连接;送风通道后段混合风通道内依次设置有第一室内机换热器、第二室内机换热器、加湿器、混合空气高效过滤器及送风机,送风机连接送风口;两个排风通道分别为重度污浊空气排风通道、轻度污浊空气排风通道,重度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有重度污浊空气排风过滤器、热管式热交换器、重度污浊空气排风机,所述重度污浊空气排风过滤器连接重度污浊空气排风进口,所述重度污浊空气排风机连接重度污浊空气排风出口;轻度污浊空气排风通道内的排风方向上依次设置有轻度污浊空气排风过滤器、板翅式全热空气热交换器、轻度污浊空气排风机,所述轻度污浊空气排风过滤器连接轻度污浊空气排风进口,轻度污浊空气排风机通过排风管连接室外机新风进风口;清洁空气回风通道内的回风方向上设置有清洁空气回风过滤器,清洁空气通过清洁空气回风进风口经过清洁空气回风过滤器后进入送风通道内的混合风通道。
所述的室外机模块的进风方向上,依次设置有室外机换热器和室外机排气扇,所述室外机换热器连接室外机新风进风口,所述室外机排气扇连接室外机排风口。
2.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述的热泵机组包括分置于室内机模块中依次连接的电动三通调节阀、第一室内机换热器、电磁阀、电子膨胀阀、第二室内机换热器以及置于室外机模块中依次连接的压缩机、四通换向阀、室外机换热器,所述的第一室内机换热器与室外机换热器、第二室内机换热器与室外机换热器之间通过两路制冷剂管道连通,电动三通调节阀有两个输出端,其中,室外机换热器经第二室内机换热器、电磁阀与电动三通调节阀旁通出口通过制冷剂管道连通;电动三通调节阀旁通出口经电子膨胀阀、第一室内机换热器、四通换向阀通过制冷剂管道连接至压缩机。
3.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述第二室内机换热器设有调节风阀,所述调节风阀采用手动调节方式。
4.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述送风口处设有第一温度传感器,第一温度传感器连接电动三通调节阀控制器。
5.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述的加湿器内通入自来水。
6.根据权利要求2所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述的压缩机为变频压缩机。
7.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述的室内机模块上的重度污浊空气排风机、轻度污浊空气排风机以及送风机均为直流变频风机。
8.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,室内设有第二温度传感器及二氧化碳传感器,其中,第二温度传感器连接压缩机的控制箱,二氧化碳传感器连接送风机及轻度污浊空气排风机的控制器。
9.根据权利要求1所述的分质热回收冷剂过冷再热空调器,其特征在于,所述的室内机模块冷凝水管接至室外机内的穿孔滴水管,室外机的冷凝水通过室外机冷凝水管直接排放。
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