CN216845203U - 热回收型风冷冷水一体式热泵机组 - Google Patents

Abstract

一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组，包括两热交换单元；第一热交换单元包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器和第一热交换器；压缩机的排气端与冷凝器的第一接口连通，冷凝器的第二接口与蒸发器的第一接口连通，蒸发器的第二接口与压缩机的进气端连通；蒸发器包括出水管路和进水管路，与第一热交换器连通；第二热交换单元包括水箱、布水器和填料结构层；水箱的出水连通布水器，布水器对冷凝器的表面喷水；填料结构层具有网格状的本体，用于接纳冷凝器表面的下落水；水箱接纳填料结构层的多余出水。本实用新型可利用排风中的能量来冷却或加热热泵机组中冷凝器，使整个制冷系统达到热力平衡，进而实现将送风系统、排风系统、风冷冷水系统融为一体。

Description

热回收型风冷冷水一体式热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，具体涉及一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组。

背景技术

当某一中央空调系统含有排风系统时，排风中含有的大量能量往往直接排出室外，造成极大的能源浪费。在现有的热回收空调系统中，回收排风能量的基本形式有：热管热回收、板式热回收、转轮热回收、间接热回收等,这些热回收的能量回收形式基本都有一个共同点，那就是新风与排风进行能量交换，对新风进行预热或预冷，以减小处理新风所消耗的能量。要维持这一系统的正常运行，需要送风系统、排风系统、制冷（热）系统三套单独的设备共同组成，各自独立运行，设备的初投资和运行成本均较高。

目前传统的风冷冷水机组中冷凝器主要是翅片式换热器，以室外空气带走冷凝器中的热量，冷凝温度较高，且室外气温变化较大，从风冷冷水热泵机组的特性来讲，当室外温度或环境温度变化时，环境温度对机组的制冷量、制热量、输入功率影响较大，运行可靠性也因工况差而受到影响。另一方面，风冷冷水机组远离送风机组，管道初期投资较高，冷冻水输送距离远，损耗较大，机组长期置于室外，对机组的使用寿命影响较大。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组，包括两热交换单元；

其中，第一热交换单元包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器和第一热交换器；

所述压缩机包括换热介质的排气端和进气端，所述排气端通过一第一管路与所述四通换向阀的一第一阀口连通，该四通换向阀的一第二阀口与所述冷凝器的第一接口通过一第二管路连通，该冷凝器的第二接口通过一第三管路与所述蒸发器的第一接口连通，该蒸发器的第二接口通过一第四管路与所述四通换向阀的一第三阀口连通，该四通换向阀的一第四阀口通过一第五管路与所述压缩机的所述进气端连通；

所述第一热交换器位于一新风流道中；

所述蒸发器还包括出水管路和进水管路，所述出水管路连通所述第一热交换器的进水口，所述进水管路连通所述第一热交换器的出水口；

其中，第二热交换单元包括水箱、布水器和填料结构层；

所述水箱的一出水管连通所述布水器，该布水器设于所述冷凝器的上方，布水器包括数个喷淋头，用于对冷凝器的表面喷水；

所述填料结构层位于所述冷凝器的下方，该填料结构层具有网格状的本体，用于接纳冷凝器表面的下落水；

所述填料结构层及所述冷凝器位于一排风流道中，且冷凝器位于填料结构层的下风处；所述水箱位于所述填料结构层的下方，用于接纳填料结构层的多余出水。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述冷凝器采用蒸发式冷却器。

2．上述方案中，还包括第二热交换器，该第二热交换器位于所述新风流道中，且位于所述第一热交换器的下风处；

所述第二热交换器的出水管路连通所述水箱的一入水口，第二热交换器的进水管路连通所述水箱的一出水口。

3．上述方案中，还包括第一控制器，该第一控制器与一循环水泵的工作电路电性连接，所述循环水泵串接于所述第二热交换器的进水管路中。

4．上述方案中，对应所述新风流道的出风侧设有一送风机。

5．上述方案中，还包括第二控制器，该第二控制器与一喷淋水泵的工作电路电性连接，所述喷淋水泵串接于所述水箱的所述出水管中。

6．上述方案中，对应所述排风流道的出风侧设有一排风机。

7．上述方案中，还包括一节流装置，该节流装置串接于所述第三管路中。

本实用新型的工作原理及优点如下：

本实用新型一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组，包括两热交换单元；第一热交换单元包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器和第一热交换器；压缩机的排气端与冷凝器的第一接口连通，冷凝器的第二接口与蒸发器的第一接口连通，蒸发器的第二接口与压缩机的进气端连通；蒸发器包括出水管路和进水管路，与第一热交换器连通；第二热交换单元包括水箱、布水器和填料结构层；水箱的出水连通布水器，布水器对冷凝器的表面喷水；填料结构层具有网格状的本体，用于接纳冷凝器表面的下落水；水箱接纳填料结构层的多余出水。

为了降低冷凝温度，增加冷凝器的传热系数，本实用新型区别于传统的风冷式冷凝器，冷凝器采用蒸发式冷却器，在此设备中，用于换热的冷凝盘管与管外喷淋水接触，管外液膜受热气化，再加上排风与喷淋水的直接接触，水蒸气吸热蒸发，这样就使得热传导与蒸发协调作用，大大增加了设备的传热系数，也就是说，它集合了传热传质过程，兼有空冷和水冷的优势。由于水中含有少量钙镁离子，为避免冷凝器长时间运行结垢，冷凝器可采用光管结构，为了增加气水接触面积，可在淋水装置中设置填料结构层。

相比现有技术而言，本实用新型可利用排风中的能量来冷却或加热热泵机组中冷凝器，使整个制冷系统达到热力平衡，进而实现将送风系统、排风系统、风冷冷水系统融为一体。与传统中央空调系统相比，本实用新型具有节能、环保、投资费用低以及运行费用低的明显优势。

本实用新型在具有排风系统的应用场合，可同时实现送风、排风、制冷、制热功能。可替代现有的电加热、锅炉加热等水加热器，实现高效、安全、无污染的水加热过程；同时由于排风温度比较稳定，可保证机组夏季制冷时降低冷凝温度，冬季制热时提高蒸发温度，在增加制冷量、制热量的同时，降低了机组的输入功率，极大的提高了机组的能效比，还可避免室外温度较低时蒸发器结霜现象，在温度较低的北方地区仍能高效、稳定的制取热水；设备集成结合了送风、排风、制冷单元，因而也节省了设备的初投资及占用空间，具有更好的商用价值。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图。

以上附图中：1．压缩机；2．四通换向阀；3．冷凝器；4．蒸发器；5．第一热交换器；6．第一管路；7．第二管路；8．第三管路；9．第四管路；10．第五管路；11．出水管路；12．进水管路；13．水箱；14．布水器；15．填料结构层；16．出水管；17．喷淋头；18．第二热交换器；19．出水管路；20．进水管路；21．循环水泵；22．送风机；23．喷淋水泵；24．排风机；25．节流装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

参见附图1所示，一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组，包括两热交换单元。

其中，第一热交换单元包括压缩机1、四通换向阀2、冷凝器3、蒸发器4和第一热交换器5。

所述压缩机1包括换热介质的排气端和进气端，所述排气端通过一第一管路6与所述四通换向阀2的一第一阀口D连通，该四通换向阀2的一第二阀口E与所述冷凝器3的第一接口通过一第二管路7连通，该冷凝器3的第二接口通过一第三管路8与所述蒸发器4的第一接口连通，该蒸发器4的第二接口通过一第四管路9与所述四通换向阀2的一第三阀口C连通，该四通换向阀2的一第四阀口S通过一第五管路10与所述压缩机1的所述进气端连通。

所述第一热交换器5位于一新风流道中，该第一热交换器5可以是表冷器。

所述蒸发器4还包括出水管路11和进水管路12，所述出水管路11连通所述第一热交换器5的进水口，所述进水管路12连通所述第一热交换器5的出水口。

其中，第二热交换单元包括水箱13、布水器14和填料结构层15。

所述水箱13的一出水管16连通所述布水器14，该布水器14设于所述冷凝器3的上方，布水器14包括数个喷淋头17，用于对冷凝器3的表面喷水。

所述填料结构层15位于所述冷凝器3的下方，用于接纳冷凝器3表面的下落水，该填料结构层15具有网格状的本体，当排风流经填料结构层15时可增大排风与水的接触面积。

所述填料结构层15及所述冷凝器3位于一排风流道中，且冷凝器3位于填料结构层15的下风处。

所述水箱13位于所述填料结构层15的下方，用于接纳填料结构层15的多余出水。

优选的，还包括第二热交换器18，该第二热交换器18位于所述新风流道中，且位于所述第一热交换器5的下风处；所述第二热交换器18可以是再加热器。

所述第二热交换器18的出水管路19连通所述水箱13的一入水口d，第二热交换器18的进水管路20连通所述水箱13的一出水口c。

其中，对应所述新风流道的出风侧设有一送风机22。对应所述排风流道的出风侧设有一排风机24。

其中，还包括一节流装置25，该节流装置25串接于所述第三管路8中。

现结合本实用新型一体式热泵机组的实施例，就其制冷循环过程说明如下：

制冷剂由压缩机1的排气端流入四通换向阀2的第一阀口D，经四通换向阀2的第二阀口E流入冷凝器3的第一接口，与制冷剂管外侧的排风空气及水滴换热后，经冷凝器3的第二接口进入节流装置25，经节流降压后进入蒸发器4的制冷剂第一接口，经蒸发换热后由蒸发器4的制冷剂第二接口进入四通换向阀2的第三阀口C，经四通换向阀2的第四阀口S流入压缩机1的进气端。

其中，所述蒸发器4制成的冷冻水从蒸发器4的出水口b经出水管路11进入第一热交换器5（表冷器）的进水口，与流经第一热交换器5管外的处理空气（即新风）换热后，由第一热交换器5的出水口从蒸发器4的进水管路12流入蒸发器4的进水口a，换热后的新风为冷风形态。

所述水箱13中的水由出水管16进入布水器14的进水口，经布水器14的各喷淋头喷洒至冷凝器3表面，与冷凝器3换热后流入填料结构层15，在填料结构层15的表面通过排风吹拂蒸发换热，未蒸发的多余水由填料结构层15流回水箱13，经过冷凝器3表面加热后的水由水箱13出水口c通过进水管路20进入第二热交换器18（再加热器），与流经第二热交换器18管外的处理空气（即新风）换热后，通过出水管路19进入水箱的入水口d，此处的新风即为流经第一热交换器5后的新风，换热后的新风为冷风形态，但温度高于流经第一热交换器5的新风，通过再次换热后进行温度的回调，以满足直接使用时设备的进风温度要求。

开启送风机22，将经过第一热交换器5及第二热交换器18处理过的处理空气送入使用房间；所述排风空气进入填料结构层15降温后与蒸发后的水蒸气流经冷凝器3，与冷凝器3换热后升温，以热风的形态经排风机24排至室外。

现结合本实用新型一体式热泵机组的实施例，就其制热循环过程说明如下：

制冷剂由压缩机1的排气端流入四通换向阀2的第一阀口D，经四通换向阀2的第三阀口C流入蒸发器4的制冷剂第二接口，与制冷剂管外的水充分换热后经蒸发器4的制冷剂第一接口进入节流装置25，经节流降压后进入冷凝器3的第二接口，经蒸发换热后由冷凝器3的第一接口进入四通换向阀2的第二阀口E，经四通换向阀2的第四阀口S流入压缩机1的进气端。

其中，所述蒸发器4制成的热水经蒸发器4出水口b经出水管路11进入第一热交换器5的进水口，与流经第一热交换器5管外的处理空气（即新风）换热后，由第一热交换器5的出水口从蒸发器4的进水管路12流入蒸发器4的进水口a，换热后的新风为热风形态。

所述水箱13中的水由出水管16进入布水器14的进水口，经布水器14的各喷淋头喷洒至冷凝器3表面，与冷凝器3换热后流入填料结构层15，在填料结构层15的表面通过排风吹拂蒸发换热，未蒸发的多余水由填料结构层15流回水箱13，经过冷凝器3表面降温后的水由水箱13出水口c通过进水管路20进入第二热交换器18（再加热器），与流经第二热交换器18管外的处理空气换热（即新风）后，通过出水管路19进入水箱的入水口d，此处的新风即为流经第一热交换器5后的新风，换热后的新风为热风形态，但温度低于流经第一热交换器5的新风，通过再次换热后进行温度的回调，以满足直接使用时设备的进风温度要求。

开启送风机22，将经过第一热交换器5及第二热交换器18处理过的处理空气送入使用房间；所述排风空气进入填料结构层15降温后与蒸发后的水蒸气流经冷凝器3，与冷凝器3换热后降温，以冷风的形态经排风机24排至室外。

其中，当水箱13中的水位较低时，可通过一补水系统（未附图示）进行补充，以此补偿水的蒸发量。

优选的，还可设置第一控制器（图中未绘出），该第一控制器与循环水泵21的工作电路电性连接，所述循环水泵21串接于所述第二热交换器18的进水管路20中。借此设计，可根据实际工况切换第二热交换器是否进行热交换工作，例如在制冷工况下，若需求更低的新风温度，或在制热工况下，若需求更高的新风温度，此时可关闭第二热交换器的进水，使其不参与换热工作，以便新风以流经第一热交换器5后的温度直接进行使用。

优选的，还可设置第二控制器（图中未绘出），该第二控制器与喷淋水泵23的工作电路电性连接，所述喷淋水泵23串接于所述水箱13的所述出水管16中。借此设计，可根据实际工况决定布水器14是否对冷凝器3的表面进行喷水工作，例如在环境温度较低的寒冬季节，可关闭布水器14的进水，避免对冷凝器3喷洒降温后，因换热后冷凝器3内部的制冷剂温度过低，导致冷凝器3管外结冰，影响换热效果。

相比现有技术而言，本实用新型可利用排风中的能量来冷却或加热热泵机组中冷凝器，使整个制冷系统达到热力平衡，进而实现将送风系统、排风系统、风冷冷水系统融为一体。与传统中央空调系统相比，本实用新型具有节能、环保、投资费用低以及运行费用低的明显优势。

本实用新型在具有排风系统的应用场合，可同时实现送风、排风、制冷、制热功能。可替代现有的电加热、锅炉加热等水加热器，实现高效、安全、无污染的水加热过程；同时由于排风温度比较稳定，可保证机组夏季制冷时降低冷凝温度，冬季制热时提高蒸发温度，在增加制冷量、制热量的同时，降低了机组的输入功率，极大的提高了机组的能效比，还可避免室外温度较低时蒸发器结霜现象，在温度较低的北方地区仍能高效、稳定的制取热水；设备集成结合了送风、排风、制冷单元，因而也节省了设备的初投资及占用空间，具有更好的商用价值。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：

包括两热交换单元；

其中，第一热交换单元包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器和第一热交换器；

所述压缩机包括换热介质的排气端和进气端，所述排气端通过一第一管路与所述四通换向阀的一第一阀口连通，该四通换向阀的一第二阀口与所述冷凝器的第一接口通过一第二管路连通，该冷凝器的第二接口通过一第三管路与所述蒸发器的第一接口连通，该蒸发器的第二接口通过一第四管路与所述四通换向阀的一第三阀口连通，该四通换向阀的一第四阀口通过一第五管路与所述压缩机的所述进气端连通；

所述第一热交换器位于一新风流道中；

所述蒸发器还包括出水管路和进水管路，所述出水管路连通所述第一热交换器的进水口，所述进水管路连通所述第一热交换器的出水口；

其中，第二热交换单元包括水箱、布水器和填料结构层；

所述水箱的一出水管连通所述布水器，该布水器设于所述冷凝器的上方，布水器包括数个喷淋头，用于对冷凝器的表面喷水；

所述填料结构层位于所述冷凝器的下方，该填料结构层具有网格状的本体，用于接纳冷凝器表面的下落水；

所述填料结构层及所述冷凝器位于一排风流道中，且冷凝器位于填料结构层的下风处；所述水箱位于所述填料结构层的下方，用于接纳填料结构层的多余出水。

2.根据权利要求1所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：还包括第二热交换器，该第二热交换器位于所述新风流道中，且位于所述第一热交换器的下风处；

所述第二热交换器的出水管路连通所述水箱的一入水口，第二热交换器的进水管路连通所述水箱的一出水口。

3.根据权利要求2所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：还包括第一控制器，该第一控制器与一循环水泵的工作电路电性连接，所述循环水泵串接于所述第二热交换器的进水管路中。

4.根据权利要求1或2所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：对应所述新风流道的出风侧设有一送风机。

5.根据权利要求1所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：还包括第二控制器，该第二控制器与一喷淋水泵的工作电路电性连接，所述喷淋水泵串接于所述水箱的所述出水管中。

6.根据权利要求1所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：对应所述排风流道的出风侧设有一排风机。

7.根据权利要求1所述的热回收型风冷冷水一体式热泵机组，其特征在于：还包括一节流装置，该节流装置串接于所述第三管路中。

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