CN210292197U - 一种新型高效空气能热泵新风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高效空气能热泵新风装置，包括设置于室内通风管道内的排风机组、送风机组、热泵单元、新风管、排风管、回风管、送风管和冷媒换热器，冷媒通过循环泵输送至排风机组内，在排风机组内通过双级换热器其进行换热，换热后的冷媒通过循环泵回流回冷媒换热器内；热泵单元与送风机组内的第一换热器连通，热泵单元还与冷媒换热器连通，热泵单元能够向送风机组输送制冷剂蒸汽或冷凝后的制冷剂或向冷媒换热器内输送制冷剂蒸汽或冷凝后的制冷剂；本实用新型提供的新型高效空气能热泵新风装置，避免了传统新风机组回收热能不足，受室外气温影响大的弊端，解决了空气源热泵无法在北方冬季连续运行的问题，尤其适合极寒地区使用。

Description

一种新型高效空气能热泵新风装置

技术领域

本实用新型涉及建筑通风技术领域，特别是涉及一种新型高效空气能热泵新风装置。

背景技术

在民用建筑中，通风系统无论是在设计过程中还是在运行管理中，都是非常重要的：人员工作、生活的建筑，必须要保证有足够的新风量。良好的通风系统不但能使建筑内保持一个良好的空气状态，给人员提供一个舒适的环境，而且对于人的身体健康提供非常重要的保证。因此现行国家的暖通规范及其它各建筑专用规范都对室内新风、室内通风作了严格的规定。尤其游泳馆、浴室、食堂、商场、宾馆等公用建筑每天通风量巨大。

在建筑物的空调负荷中，新风负荷一般要占到空调总负荷的30％，甚至更多。尤其是东北地区，由于室外空气寒冷，巨大的室内外温差，使室外新风的加热负荷更大；将室内房间的热量排放到大气中既造成城市的热污染，又浪费了热能；同时，在中国华北、东北、西北地区，冬季室外空气温度很低，新风机组在冬季运行时，经常发生冻损事故，因此尤其是在东北地区，新风加热热源一直是一个令人头痛的问题，由于没有好的解决办法，以至于室内空气品质一直不能得到保证。同时即使有些建筑有完善的新风换气系统，但加热新风也使建设单位必须投入巨大的运行成本。

现在市场上普遍使用的热回收系统为新风换气机组，分为全热能和显热两种型式。

全热能新风换气机组的优点是机组比较简单，除了风机外，不额外消耗其它电能，但全热能新风换气机组须采用纤维基质的吸附式交换机芯，以吸收利用潜热。纤维基质的吸附式交换机芯在寒冷地区会发生冻损，而且有排风污染新风的风险。

显热新风换气机组换热效率低，通常用于烘干、干燥等工业高温余热回收，用于空调系统效果不佳。远远低于空气源热泵系统的效率(空气源热泵机组COP值根据不同工况一般可达到2～4)。

目前国内空气源热泵系统为成熟系统，在空调系统中应用较多，但还局限于利用室外机吸收大气热能，因此受气温影响大，在寒冷地区应用受限。

因而，提供一种新型高效空气能热泵新风装置是本领域亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型高效空气能热泵新风装置，以解决上述现有技术存在的问题，避免了传统新风机组回收热能不足，受室外气温影响大的弊端，解决了空气源热泵无法在北方冬季连续运行的问题，尤其适合极寒地区使用，应用前景广阔。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种新型高效空气能热泵新风装置，包括设置于室内通风管道内的排风机组、送风机组、热泵单元、新风管、排风管、回风管和送风管；

所述新风管一端与室外连通，另一端与所述送风机组的进风口连通；所述排风管一端与室外连通，另一端与所述排风机组的排风口连通；所述回风管一端与室内连通，另一端则分别与所述排风机组的进风口和所述送风机组的进风口连通；所述送风管一端与室内连通，另一端与所述送风机组的送风口连通；

所述热泵单元用于向所述送风机组内输送制冷剂蒸汽或冷凝后的制冷剂，所述热泵单元通过第一制冷剂输送管和第一制冷剂回流管与送风机组内的第一换热器连通，所述热泵单元还通过第二制冷剂输送管和第二制冷剂回流管与所述排风机组内的第二热换器连通，所述第一制冷剂输送管和所述第二制冷剂输送管与所述热泵单元之间通过一换向阀连接，所述热泵单元通过所述第一制冷剂输送管或所述第二制冷剂输送管向外输送制冷剂蒸汽。

优选地，所述排风机组内的换热器为双级换热器，所述双级换热器的尾端设置有向室外排风的第二风机。

优选地，所述双级换热器由两个串联或并联的翅片管散热器构成。

优选地，所述送风机组内部依次设置有互通的新风初效段、混合段、换热段、风机段、均流段、中效段和送风段，所述新风初效段与所述新风管连通，所述混合段与所述回风管连通，所述换热段内设置有所述第一换热器，所述风机段内设置有向室内送风的第一风机，所述送风段与所述送风管连通。

优选地，所述回风管与所述排风机组之间还设置有一第一风阀。

优选地，还包括室外风补充管，所述室外风补充管一端与室外连通，另一端与所述混合段连通，所述室外风补充管上设置有第二风阀。

优选地，还包括冷媒换热器，所述冷媒换热器设置于第二制冷剂输送管和第二制冷剂回流管上，所述冷媒换热器内部设置有冷媒，冷媒通过循环泵输送至所述排风机组内进行换热，换热后的冷媒通过所述循环泵回流回所述冷媒换热器内。

优选地，所述冷媒换热器还与一定压补水罐连通。

优选地，所述新风管、所述排风管和所述室外风补充管通过防雨百叶风口与室外连通，所述防雨百叶风口设置于房屋的外墙上；所述送风管和所述回风管通过百叶风口与室内连通，所述百叶风口设置于房屋的室内的送风口和回风口上。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、本实用新型提供的新型高效空气能热泵新风装置，通过双级翅片管换热器吸收排风热量/冷量交换给冷媒，排风降低约15-18℃，最大限度利用余热。

2、本实用新型提供的新型高效空气能热泵新风装置，排风机组利用室内回风风道排出室内风，取消空气能热泵室外机，将热泵室外机置于室内回收余热，并且采用乙二醇等载冷剂与排风交换提高换热稳定性，改善热泵压缩机运行工况。达到稳定高效回收排风余热的目的，而且不受气温影响，解决了空气源热泵技术在寒冷地区冬季运行的难题。

3、本实用新型提供的新型高效空气能热泵新风装置，设置室外风补充风道，在充分利用室内冷量的同时以室外风做为补充，解决了夏季制冷的问题。另外，在室外环境温度0℃以上时作为热量补充，提高热泵输出热量，充分利用空气源热泵技术的优势，基本可以满足室内采暖需要。在极寒天气下，辅以少量采暖热源即可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施方式中新型高效空气能热泵新风装置的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施方式中新型高效空气能热泵新风装置的结构示意图；

图中：1-排风机组、2-送风机组、3-热泵单元、4-新风管、5-排风管、6-回风管、7-送风管、8-第一制冷剂输送管、9-第一制冷剂回流管、10-第二制冷剂输送管、11-第二制冷剂回流管、12-换向阀、13-第一换热器、14-第二换热器、15-第一风机、16-第二风机、17-新风初效段、18-混合段、19-换热段、20-风机段、21-均流段、22-中效段、23-送风段、24-第一风阀、25-室外风补充管、26-第二风阀、27-防雨百叶风口、28-百叶风口、29-冷媒换热器、30-定压补水罐、31-循环泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种新型高效空气能热泵新风装置，以解决现有技术存在的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

本实施例提供一种新型高效空气能热泵新风装置，其具体为一种直膨机型，如图1所示，包括设置于室内通风管道内的排风机组1、送风机组2、热泵单元3、新风管4、排风管5、回风管6和送风管7；

新风管4一端与室外连通，另一端与送风机组2的进风口连通；排风管5一端与室外连通，另一端与排风机组1的排风口连通；回风管6一端与室内连通，另一端则分别与排风机组1的进风口和送风机组2的进风口连通；送风管7一端与室内连通，另一端与送风机组2的送风口连通；

热泵单元3用于向送风机组2内输送制冷剂蒸汽或冷凝后的制冷剂；制冷剂蒸汽进入送风机组2冷凝放热用于冬季制热工序中；冷凝后的制冷剂是热泵单元3将制冷之蒸汽输送到排风机组1进行冷凝放热后形成的，换热完成后热泵单元3再将冷凝后的制冷剂输送到送风机组2中进行蒸发吸热，此过程用于夏季制冷工序中。

具体地，热泵单元3通过第一制冷剂输送管8和第一制冷剂回流管9与送风机组2内的第一换热器13连通，热泵单元3还通过第二制冷剂输送管10和第二制冷剂回流管11与排风机组1内的第二热换器14连通，第一制冷剂输送管8和第二制冷剂输送管10与热泵单元3之间通过一换向阀12连接，通过调节换向阀12实现向第一制冷剂输送管8或第二制冷剂输送管10输送制冷剂蒸汽(即为调节制热工作或制冷工作)，热泵单元3通过第一制冷剂输送管8或第二制冷剂输送管10向外(送风机组2或排风机组1)输送制冷剂蒸汽。

本实施例中，排风机组1内的第二换热器14为双级换热器，双级换热器的尾端设置有向室外排风的第二风机16；双级换热器由两个并联的翅片管散热器构成。单级翅片管换热器与空气换热通常温升5-9℃，本实施例中采用双级并联换热器将室内排风降低15-18℃左右，提高余热回收量二倍以上。

本实施例中，送风机组2内部依次设置有互通的新风初效段17、混合段18、换热段19、风机段20、均流段21、中效段22和送风段23，新风初效段17与新风管4连通，混合段18与回风管6连通，换热段19内设置有第一换热器13，风机段20内设置有向室内送风的第一风机15，送风段23与送风管7连通；新风管4输送的室外新风由首先进入新风初效段17，在混合段18与回风管6输送的部分室内回风混合，混合第一换热器13进行加热或冷却后送风。

在回风管6与排风机组1之间还设置有一第一风阀24，第一风阀24的作用是调节回风管6内的回风进入送风机组2合排风机组1内的量，使新风与回风的混合风始终处于5℃以上，改善冬季热泵工况。

本实施例中，室外风补充管25，室外风补充管25一端与室外连通，另一端与混合段18连通，室外风补充管25上设置有第二风阀26；由于室内回风的量是有限的，设置室外风补充管25能够在气温较高时给热泵提供补充热能，特别是夏季在制冷时可确保足够的散热风量。

此外，本实施例中的新风管4、排风管5和室外风补充管25通过防雨百叶风口27与室外连通，防雨百叶风口27设置于房屋的外墙上；送风管7和回风管6通过百叶风口28与室内连通，百叶风口28设置于房屋的室内的送风口和回风口上。

本实施例的直膨机型的新型高效空气能热泵新风装置，冬季对室内制热的工作过程如下：

1、送风机组2吸入新风和部分室内回风，混合后经第一换热器13(翅片管换热器)加热并由送风管7对室内送热风。

2、排风机组1内吸入另一部分室内回风(即为需要排出的回风)，通过双级换热器吸收排风的热量交换给热泵单元3通过第二制冷剂输送管10输送过来的冷凝后的制冷剂，冷凝后的制冷剂蒸发吸热，排风降低15-18℃，最大限度的利用了回风的余热。

3、热泵单元3的压缩机通过第一制冷剂输送管8向送风机组2的第一换热器13输送制冷剂蒸汽，制冷剂冷凝放热提高送风温度；冷凝后的制冷剂(此处的冷凝后的制冷剂即为步骤2中的冷凝后的制冷剂)由热泵单元3经过第一制冷剂回流管9和第二制冷剂回流管11输送到排风机组1内蒸发吸热。

夏季制冷工序工作过程同上，制冷剂流向相反，送风机组2内的第一换热器13对混合风进行冷却送风；热泵单元3的压缩机先将制冷剂蒸汽通过第二制冷剂输送管10输送到排风机内，进行冷凝放热，冷凝后的制冷剂由第一制冷剂回流管9和第二制冷剂回流管11输送到送风机组2内，在第一换热器13处进行蒸发吸热，进而降低室内送风温度，对室内进行制冷。

实施例二：

本实施例提供的新型高效空气能热泵新风装置与实施例一不同的是，其是一种冷媒循环机型，如图2所示，与实施例一提供的新型高效空气能热泵新风装置相比，区别仅在于：

还包括一冷媒换热器29，冷媒换热器29设置于第二制冷剂输送管10和第二制冷剂回流管11上，冷媒换热器29内部设置冷媒，冷媒通过循环泵31输送至排风机组1内进行换热，换热后的冷媒通过循环泵31回流回所述冷媒换热器29内；冷媒换热器29还与一定压补水罐30连通；此外，与实施例一不同的还有，双级换热器由两个串联的翅片管散热器构成，采用双级串联换热器也能够将室内排风降低15-18℃左右，提高余热回收量二倍以上。

本实施例的冷媒循环机型的新型高效空气能热泵新风装置，冬季对室内制热的工作过程如下：

1、送风机组2吸入新风和部分室内回风，混合后经第一换热器13(翅片管换热器)加热并由送风管7对室内送热风。

2、排风机组1内吸入另一部分室内回风(即为需要排出的回风)，通过双级换热器吸收排风的热量交换给冷媒换热器29通过第二制冷剂输送管10输送过来的冷媒，换热升温后的冷媒由制冷剂第二回流管回流回冷媒换热器29，排风降低15-18℃，最大限度的利用了回风的余热。

3、热泵单元3的压缩机通过第一制冷剂输送管8向送风机组2的第一换热器13输送制冷剂蒸汽，制冷剂冷凝放热提高送风温度；冷凝后的制冷剂由热泵单元3经过第一制冷剂回流管9和第二制冷剂回流管11输送到冷媒换热器29内蒸发吸热(吸收冷媒的热量)，冷媒被冷却再输送至排风机组1内进行升温，由此实现稳定循环工作。

4、工作过程中，冷媒循换热器通过定压补水罐30加注乙二醇或其他冷媒，循环泵维持冷媒循环使用，目的是改善压缩机工况。

夏季制冷工作过程同上，制冷剂流向相反，送风机组2内的第一换热器13对混合风进行冷却送风；热泵单元3的压缩机先将制冷剂蒸汽通过第二制冷剂输送管10输送到冷媒换热器29内，进行冷凝放热，冷凝后的制冷剂由第一制冷剂回流管9和第二制冷剂回流管11输送到送风机组2内，在换热器处进行蒸发吸热，进而降低室内送风温度，对室内进行制冷；此时冷媒换热器29中的冷媒输送到排风机组1内吸收冷量，吸收完后由冷媒换热器29中的循环泵送回冷媒换热器29中，此时冷媒将冷量传递给上述制冷剂蒸汽，使其冷凝放热，冷媒升温，再次被输送到排风机组1内进行降温，由此进行循环制冷工序。

本实施例中，使用冷媒换热器29，构成冷媒循环系统，由循环泵31循环冷媒，压缩机将制冷剂输送到冷媒换热器29中即可，进而降低压缩机的压缩比，改善热泵工况。

需要说明的是，本实用新型小型机组宜采用附图1所示直膨机型(制冷剂靠压缩机自身压力直接进入第二换热器14，无需冷媒换热器29、循环泵)，大中型机组采用附图2所示冷媒循环机型。上述实施例中涉及到的制冷剂可以选择为R22、R134A等制冷剂，而冷媒则可以为乙二醇或水等，对本领域其他常规的制冷剂和冷媒本实用新型中不再一一举出；由于热泵单元3是空调制热制冷领域中的常规装置，因而本实用新型中对其内部结构和工作原理不再赘述。

本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：包括设置于室内通风管道内的排风机组、送风机组、热泵单元、新风管、排风管、回风管和送风管；

所述新风管一端与室外连通，另一端与所述送风机组的进风口连通；所述排风管一端与室外连通，另一端与所述排风机组的排风口连通；所述回风管一端与室内连通，另一端则分别与所述排风机组的进风口和所述送风机组的进风口连通；所述送风管一端与室内连通，另一端与所述送风机组的送风口连通；

所述热泵单元用于向所述送风机组内输送制冷剂蒸汽或冷凝后的制冷剂，所述热泵单元通过第一制冷剂输送管和第一制冷剂回流管与送风机组内的第一换热器连通，所述热泵单元还通过第二制冷剂输送管和第二制冷剂回流管与所述排风机组内的第二热换器连通，所述第一制冷剂输送管和所述第二制冷剂输送管与所述热泵单元之间通过一换向阀连接，所述热泵单元通过所述第一制冷剂输送管或所述第二制冷剂输送管向外输送制冷剂蒸汽。

2.根据权利要求1所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述排风机组内的换热器为双级换热器，所述双级换热器的尾端设置有向室外排风的第二风机。

3.根据权利要求2所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述双级换热器由两个串联或并联的翅片管散热器构成。

4.根据权利要求1所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述送风机组内部依次设置有互通的新风初效段、混合段、换热段、风机段、均流段、中效段和送风段，所述新风初效段与所述新风管连通，所述混合段与所述回风管连通，所述换热段内设置有所述第一换热器，所述风机段内设置有向室内送风的第一风机，所述送风段与所述送风管连通。

5.根据权利要求4所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述回风管与所述排风机组之间还设置有一第一风阀。

6.根据权利要求4所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：还包括室外风补充管，所述室外风补充管一端与室外连通，另一端与所述混合段连通，所述室外风补充管上设置有第二风阀。

7.根据权利要求1所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：还包括冷媒换热器，所述冷媒换热器设置于第二制冷剂输送管和第二制冷剂回流管上，所述冷媒换热器内部设置有冷媒，冷媒通过循环泵输送至所述排风机组内进行换热，换热后的冷媒通过所述循环泵回流回所述冷媒换热器内。

8.根据权利要求7所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述冷媒换热器还与一定压补水罐连通。

9.根据权利要求6所述的新型高效空气能热泵新风装置，其特征在于：所述新风管、所述排风管和所述室外风补充管通过防雨百叶风口与室外连通，所述防雨百叶风口设置于房屋的外墙上；所述送风管和所述回风管通过百叶风口与室内连通，所述百叶风口设置于房屋的室内的送风口和回风口上。

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