CN217900022U - 空气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气处理设备，包括进风口和送风口，以及位于进风口和送风口之间的风道内用于产生冷凝水的换热器组件；水箱，其设置在所述进风口与换热器组件之间，用于收集预冷水，所述预冷水包括所述换热器组件产生的冷凝水；至少一根送风管，其穿过所述水箱连通所述进风口与换热器组件之间风道，使所述进风口进入的空气与所述预冷水进行预冷换热。本实用新型能高效回收并充分利用冷凝水的冷量，在新风的预冷段使用，可大幅降低空调机组运行能耗，将有助于碳达峰、碳中和的早日实现。

Description

空气处理设备

技术领域

本实用新型涉及空气处理设备的技术领域，尤其涉及一种可回收冷凝水进行预冷的空气处理设备。

背景技术

研究显示，我国建筑运行总能耗占全国总能耗的1/3，而空调能耗又占建筑能耗的2/3左右。民用建筑、工业建筑的空调设备在使用过程中会产生大量的冷凝水，在潜热负荷较高的场合制冷，每1kW冷负荷每小时约产生0.8kg10℃～15℃的冷凝水。此部分冷凝水通常被直接排放至排水系统，造成了巨大的冷量浪费。

现有技术中为了避免冷凝水浪费也采取了一些措施，例如公开号为CN202938484U的现有技术公开了空调冷凝水的回收利用装置，该空调冷凝水的回收利用装置通过集水箱收集冷凝水解决了冷凝水排放的问题，避免了水资源的浪费，但是冷凝水本身的冷量并未利用，造成冷量浪费的问题。再例如公开号为CN206449818U公开了一种家用空调冷凝水回收再利用装置，该家用空调冷凝水回收再利用装置解决的是家用空调分布较散、回收难度大的问题，但是该技术方案把冷凝水喷洒在空调冷凝器容易使散热翅片吸附大量灰尘，最终会导致降低散热翅片散热效果等问题。

因而如何提供一种可以对冷凝水的冷量进行充分利用的空气处理设备是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中冷凝水冷量未充分利用的技术问题，本实用新型提出了空气处理设备。

本实用新型提出的空气处理设备，包括进风口和送风口，以及位于进风口和送风口之间的风道内用于产生冷凝水的换热器组件，还包括：

水箱，其设置在所述进风口与换热器组件之间，用于收集预冷水，所述预冷水包括所述换热器组件产生的冷凝水；

至少一根送风管，其穿过所述水箱连通所述进风口与换热器组件之间风道，使所述进风口进入的空气与所述预冷水进行预冷换热。

进一步，所述送风管的外圆周壁上设有换热翅片。

进一步，所述换热翅片围绕所述送风管的外圆周壁均匀设有多片，任意两片相邻的换热翅片之间形成的水流通道与所述送风管的轴向相互平行。

进一步，所述换热翅片为分别沿着所述送风管不同径向设置的多个平面，或者所述换热翅片为自所述送风管的不同径向位置向外延伸的曲率一致的多片曲面。

进一步，所述送风管设有多根，且多根送风管为管径相同的圆柱形，相邻送风管的中心距大于等于1.25D，D为所述送风管的管径。

进一步，所述水箱靠近进风口的一侧设有预冷水的出水口，所述水箱远离进风口的另一侧设有所述预冷水的进水口。

进一步，所述水箱内设有至少一块折流板，所述折流板将所述水箱分隔形成沿所述预冷水的进水口至所述预冷水的出水口的蜿蜒水道。

进一步，所述预冷水的进水口靠近所述水箱的底部设置，与所述预冷水的进水口相邻的折流板自所述水箱底部朝向其顶部延伸，且该折流板的高度小于所述水箱的顶部高度。

进一步，当所述折流板的数量为奇数块时，所述预冷水的出水口靠近所述水箱的底部设置。当所述折流板的数量为偶数块时，所述预冷水的出水口靠近所述水箱的顶部设置。

进一步，自所述水箱底部朝向其顶部延伸的所述折流板两侧的水箱底部均设有排水口和排水阀。

进一步，所述水箱与自来水补水口连通，所述预冷水还包括自来水。

进一步，所述进风口和送风口之间的风道包括相互连通的上下两层风道，所述换热器组件和送风口位于上层风道，所述水箱和进风口位于下层风道，所述换热器组件所产生的冷凝水通过重力作用流入至所述水箱内。

进一步，所述空气处理设备包括新风空调。

进一步，所述换热器组件包括外循环中用于产生冷凝水的换热器组件以及内循环中用于产生冷凝水的换热器组件。

进一步，所述外循环中用于产生冷凝水的换热器组件的换热器一侧设有与所述换热器切换使用的旁通风阀。

本实用新型将冷凝水热回收后将其作为预冷段水源，对进风口进入的新风进行预冷换热，不仅合理利用的废水，还可充分利用其冷量，可大大降低新风温度，减少表冷段的冷冻水量，从而降低主机、水泵及冷塔等设备的负荷，这将会给企业带来极大的经济效益。进一步，本实用新型还对收集冷凝水的水箱的结构进行改进，实现水箱内的预冷水与空气的流向相反，实现逆流式换热，充分利用预冷水的冷量。此外，本实用新型还对空气处理设备的结构进行调整，减少系统阻力，利用重力优势收集冷凝水，减少水泵的设置，进一步降低能耗。本实用新型还考虑了空气中会存在灰尘、细菌等物质，其凝结出来的冷凝水中也就存在较多的污染物，为避免水箱内的送风管外结垢，在水箱内部设置相应的电磁阀、传感器，实现定时排污清洗，使换热更充分，保证最佳的热回收效果。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型的送风管的剖面结构示意图。

图2是本实用新型的一实施例的水箱换热结构示意图。

图3是本实用新型一个实施例的机组的结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例的机组的俯视示意图。

附图标记说明：

1、表冷器；2、中级过滤器；3、旁通风阀；4、初级过滤器；5、新风送风机；6、进风口；7、送风口；8、水箱；9、自来水补水口；10、冷凝水接水盘；11、排水口；12、送风管；13、新风方向；14、冷凝水进口；15、预冷水的出水口；16、折流板；17、自来水温度传感器；18、自来水补水阀；19、冷凝水温度传感器；20、冷凝水进水阀；21、Ⅰ号排水阀；22、Ⅱ号排水阀；23、出水口温度传感器；24、冷凝水出口阀；25、新风温度传感器；26液位传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

本实用新型的空气处理设备，主要包括进风口、送风口7、位于进风口和送风口7之间的风道内的换热器组件、水箱、送风管。

本实用新型所提及的换热器组件具体为用于产生冷凝水的换热器组件，以空气处理设备为新风空调为例，新风空调从换热循环的角度进行划分，可以划分为与外界空气进行热交换的外循环，以及与室内空气进行热交换的内循环，此时本实用新型所指的用于产生冷凝水的换热器组件既可以包含外循环中用于产生冷凝水的换热器组件，还可以包含内循环中用于产生冷凝水的换热器组件，也可以只包含其中的任意一个用于产生冷凝水的换热器组件。此外，虽然空气处理设备还可能包含实现空气制热的换热器组件，但是由于与本实用新型的实用新型点关联较弱，因而在此不作详细说明。

本实用新型的水箱具体设置在进风口与换热器组件之间，水箱用于收集预冷水，预冷水的一个来源就是上述用于产生冷凝水的换热器组件所产生的冷凝水，即预冷水包括换热器组件产生的冷凝水。在一个实施例中，预冷水的另一个来源可以是自来水，通过将水箱与自来水补水口9连通，当自来水温度低于进风温度时，也可以达到预冷的效果，因而本实用新型的预冷水还包括自来水。本实用新型的用于产生冷凝水的换热器组件当中的冷凝水接水盘10的高度应能克服冷凝水在水箱内部的阻力，冷凝水接水盘10除了可以收集自身新风机组的冷凝水外，还可以收集附近风机盘管的冷凝水。若无冷凝水可收集也可通过自来水补水至水箱，由自来水作为新风预冷段的冷源。

在一个实施例中，本实用新型的水箱靠近进风口的一侧设有预冷水的出水口15，水箱远离进风口的另一侧设有预冷水的进水口，也就是说，水箱内的预冷水的水流方向与空气处理设备的进风方向完全相反，从而实现预冷水的充分换热。

在一个进一步的实施例中，水箱内还设有至少一块折流板16，折流板16将水箱分隔形成沿预冷水的进水口至预冷水的出水口15的蜿蜒水道，蜿蜒水道延长了预冷水的流路，进一步使得预冷水与换热管充分换热。

送风管设有至少一根，在一个较优实施例中，送风管设有多根，送风管穿过水箱连通进风口与换热器组件之间风道，使进风口进入的空气与预冷水进行预冷换热，由于水箱是用来收集冷凝水的，因而冷凝水的冷量通过与送风管内的空气进行换热，使得进风口进入的空气通过冷凝水进行预冷，从而充分利用了冷凝水的冷量。在一个实施例中，多根送风管的管径均相同，假设送风管为圆柱形，且送风管的管径为D，则相邻送风管之间的中心距大于等于1.25D，以便与预冷水达到最佳的换热效果。

在具体实施例中，送风管的外圆周壁上设有换热翅片，从而实现更佳的换热效果。在更进一步的具体实施例中，换热翅片可以设置多片，多片换热翅片围绕送风管的外圆周壁均匀设置，并且任意两片相邻的换热翅片之间形成的水流通道与送风管的轴向相互平行。图1中给出了换热翅片的两个实施例，第一个实施中换热翅片具体的形状为条形的平面，多片平面的换热翅片分别沿着送风管不同径向设置。第二个实施例中换热翅片具体的形状为条形的曲面，换热翅片固定在不同的径向方向上，自送风管的不同径向位置向外延伸而形成的曲率一致的曲面。

图2给出了水箱以及送风管等相关部件的一个具体实施例，在该实施例中，预冷水的进水口靠近水箱的底部设置，例如，用于产生冷凝水的换热器组件产生冷凝水之后通过该换热器组件中的冷凝水接水盘10初步收集之后，再通过管道伸入靠近至水箱的底部，如距离水箱底部1-2cm等，这样使得冷凝水接水盘10与管道的出口(即预冷水的进水口)之间形成一定的高度差，从而使得预冷水可以在重力作用下落入到水箱内，不需要再使用水泵等动力部件。进一步，与预冷水的进水口相邻的折流板16自水箱底部朝向其顶部延伸，且该折流板16的高度小于水箱的顶部高度。假设当前只有一块折流板16，那么水箱就会被分隔成两个空间，定义预冷水的进水口所在的空间为第一空间，预冷水的出水口15所在的空间为第二空间，那么冷凝水的流经过程是从第一空间的底部慢慢往上涨，涨至折流板16的高度后，会流入到第二空间，预冷水的出水口15在第二空间内靠近水箱底部设置，从而使得水箱内的水可以流经因折流板形成的蜿蜒水道后再从预冷水的出水口15流出。

图2中的折流板16设置了两块，由于折流板16要形成蜿蜒水道，且与预冷水的进水口相邻的折流板16自水箱底部朝向其顶部延伸，且该折流板16的高度小于水箱的顶部高度，那么另一块折流板16则需要自水箱顶部朝向其底部延伸，且该折流板16的底部与水箱的底部需要流出空隙，供预冷水通过。此时，水箱被分隔成三个相互连通的空间，定义预冷水的进水口所在的空间为第一空间，预冷水的出水口15所在的空间为第三空间，第一空间和第三空间之间的为第二空间，则冷凝水的流经过程是从第一空间的底部慢慢往上涨，涨至折流板16的高度后，会流入到第二空间，由于第二空间和第三空间的底部连通，那么第二空间内的预冷水紧接着又会流入到第三空间，第二空间的水位与第三空间的水位实时等高变化，当第三空间的水位到达预冷水的出水口15之后，预冷水将从预冷水的出水口15排出。在该实施例中，预冷水的出水口15靠近水箱的顶部设置。由于水箱内设置了送风管，低温的冷凝水在重力作用下从水箱底部缓慢流进水箱，与进风口进入的空气形成逆流式换热，将送风管内的空气预冷后，高温的冷凝水再从水箱上部排走。

从上面两个折流板的具体实施例可以看出，由于预冷水的进水口设置在水箱底部，并且与预冷水相邻的折流板16自水箱底部朝向其顶部延伸，并且该折流板的高度小于水箱的顶部高度，那么当折流板的数量为奇数块时，预冷水的出水口应该靠近水箱的底部设置。当折流板的数量为偶数块时，预冷水的出水口应该靠近水箱的顶部设置。这样可以使得预冷水的水流沿着蜿蜒水道在水箱内流动，不会造成某个空间内的预冷水难以参与到预冷水的流动中。

考虑到冷凝水中存在灰尘和其他杂质，因而本实用新型的一个实施例中，自水箱底部朝向其顶部延伸的折流板16两侧的水箱底部均设有排水口11和排水阀。当折流板16为一块或两块时，位于第一空间内的排水阀为Ⅰ号排水阀21，位于第二空间或者第二、第三空间内的排水阀为Ⅱ号排水阀22。

图3、图4示出了进风口、送风口7以及用于产生冷凝水的换热器组件的一个具体结构实施例。在该实施例中，进风口处设有初级过滤器4，换热器组件中的换热器具体为表冷器1。在表冷器1前端的风道内设有中级过滤器2。

进风口和送风口7之间的风道包括相互连通的上下两层风道，换热器组件和送风口7位于上层风道，水箱和进风口位于下层风道，换热器组件所产生的冷凝水通过重力作用流入至水箱内。

本实用新型的空气处理设备可以包括新风空调，也可以包括普通空调，当本实用新型的空气处理设备为新风空调时，外循环中用于产生冷凝水的换热器组件的换热器一侧设有与换热器切换使用的旁通风阀3。当过渡季节来临时，虽然新风空调依旧会从外界抽取新风，但是新风无需再进行制冷，因而可以关闭表冷器1的进风通道，通过旁通风阀3进风，可以减小进风阻力。

该机组在结构上分为上下两层，上层主要含表冷器1、中级过滤器2、旁通风阀3、初级过滤器4、新风送风机5、进风口6、送风口7、冷凝水接水盘10。下层主要含水箱8、排水口11、送风管12、预冷水的进水口之一的冷凝水进水口14、预冷水的出水口15、折流板16、自来水温度传感器17、自来水补水阀18、冷凝水温度传感器19、冷凝水进水阀20、Ⅰ号排水阀21、Ⅱ号排水阀22、出水口温度传感器23、冷凝水出口阀24、新风温度传感器25、液位传感器26。下层的新风通过送风管12输送至上层再进行处理。冷凝水接水盘10设置在上层收集空气处理设备制冷过程中产生的低温冷凝水，然后储存于水箱8中。

本实用新型还保护上述空气处理设备的控制方法，本实用新型的控制方法需要搭配相应的温度传感器来进行。在空气处理设备的进风口设置新风温度传感器25，取其温度为【T_X】，在自来水补水口设置自来水温度传感器17，取其温度为【T_Z】，在预冷水的出水口处设置出水口温度传感器23，取其温度为【T_C】，在水箱内部设置液位传感器26，通常也为传感器位于靠近预冷水的出水口所在的空间。

以新风空调为例，冷凝水进水阀20与空气处理设备中用于外循环的新风机组、内循环的风机盘管及其他空气处理设备联动，当附近的风机盘管及其他空气处理设备启动时，新风机组同步连锁打开冷凝水进水阀20收集、储存冷凝水至水箱中，待新风机组启动时使用。

本实用新型的空气处理设备的控制方法，包括：

步骤1，当空气处理设备制冷运行时，若水箱内没有预冷水，检测除冷凝水以外的预冷水的进水水温，以及进风口的进风温度；

步骤2，若除冷凝水以外的预冷水的进水水温小于所述进风温度，则收集冷凝水以及除冷凝水以外的预冷水至所述水箱的预设水位，形成预冷段冷源。

在一个实施例中，还包括步骤3，若除冷凝水以外的预冷水的进水水温大于等于所述进风温度，则所述水箱不收集预冷水。

具体的，空气处理设备启动，当自来水温度【T_Z】＞新风进风温度【T_X】时，不进行补水操作，此时水箱内部若无冷凝水，新风机组仅靠表冷器对新风进行降温；当自来水温度【T_Z】＜新风进风温度【T_X】时，打开自来水补水阀18，当水箱内液位到达液位传感器26设定位置时，关闭自来水补水阀18，此时水箱中冷凝水和/或自来水作为新风的预冷段冷源。

当空气处理设备运行产生冷凝水时，其在重力作用下流至水箱中，此时水箱会从预冷水的出水口15自动排出等体积的水量。

本实用新型的控制方法还包括：

步骤4，监控水箱的预冷水的出水口的水温以及进风口的进风温度；

步骤5，若水箱的预冷水的出水口的水温大于等于进风温度，排空水箱的预冷水，并返回步骤1。

具体的，当出水口温度传感器测量温度【T_C】＞新风进风温度【T_X】时，打开Ⅰ号和Ⅱ号排水阀21、22，将水箱内部的冷凝水和/或自来水排空。此时当自来水温度【T_Z】＞新风进风温度【T_X】时，不进行补水操作，新风机组仅靠表冷器或其他风盘运行时产生的冷凝水对新风进行降温；当自来水温度【T_Z】＜新风进风温度【T_X】时，打开自来水补水阀18，当液位到达指定位置时，关闭自来水补水阀18，此时水箱中的自来水和换热器组件产生的冷凝水作为新风的预冷段冷源。

本实用新型的控制方法还包括：

步骤6，监控水箱的预冷水的清洁度；

步骤7，若水箱内的预冷水的清洁度低于预设清洁度，或者达到设定的清洗周期时间，则排空水箱的预冷水，并通过除冷凝水以外的预冷水对水箱进行冲洗，冲洗完毕后再返回步骤1。

具体的，根据当地室外实际空气质量，新风含尘量等情况，当水箱内杂质到达一定量需要清洗时，系统可设置定时进入自动清洗环节，比如设置每月或者每季度自动清洗一次。

冲洗时，打开Ⅰ号和Ⅱ号排水阀21、22，此时水箱内部的冷凝水和/或自来水会从排水阀排出。当污水排除完毕，关闭Ⅰ号和Ⅱ号排水阀，打开自来水补水阀18，待液位到指定液位，关闭自来水补水阀18，对其进行冲洗。冲洗完毕后，再打开底部排水阀，排空水箱的污水，此时水箱冲洗完成，冲洗完成后，需要继续预冷，则继续开始执行步骤1。

本实用新型对空气处理设备的自身结构进行调整，在空气处理设备内部设置水箱，减少系统阻力，利用重力优势收集冷凝水作为进风预冷段水源，水箱内部设置送风通道，低温的冷凝水与送风口进入的空气在水箱内部形成逆流式换热。此外，当冷凝水量不足时，通过向水箱补自来水作为冷源，从而达到节能减碳的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种空气处理设备，包括进风口和送风口，以及位于进风口和送风口之间的风道内用于产生冷凝水的换热器组件，其特征在于，还包括：

水箱，其设置在所述进风口与换热器组件之间，用于收集预冷水，所述预冷水包括所述换热器组件产生的冷凝水；

至少一根送风管，其穿过所述水箱连通所述进风口与换热器组件之间风道，使所述进风口进入的空气与所述预冷水进行预冷换热。

2.如权利要求1所述的空气处理设备，其特征在于，所述送风管的外圆周壁上设有换热翅片。

3.如权利要求2所述的空气处理设备，其特征在于，所述换热翅片围绕所述送风管的外圆周壁均匀设有多片，任意两片相邻的换热翅片之间形成的水流通道与所述送风管的轴向相互平行。

4.如权利要求3所述的空气处理设备，其特征在于，所述换热翅片为分别沿着所述送风管不同径向设置的多个平面，或者所述换热翅片为自所述送风管的不同径向位置向外延伸的曲率一致的多片曲面。

5.如权利要求1所述的空气处理设备，其特征在于，所述送风管设有多根，且多根送风管为管径相同的圆柱形，相邻送风管的中心距大于等于1.25D，D为所述送风管的管径。

6.如权利要求1所述的空气处理设备，其特征在于，所述水箱靠近进风口的一侧设有预冷水的出水口，所述水箱远离进风口的另一侧设有所述预冷水的进水口。

7.如权利要求6所述的空气处理设备，其特征在于，所述水箱内设有至少一块折流板，所述折流板将所述水箱分隔形成沿所述预冷水的进水口至所述预冷水的出水口的蜿蜒水道。

8.如权利要求7所述的空气处理设备，其特征在于，所述预冷水的进水口靠近所述水箱的底部设置，与所述预冷水的进水口相邻的折流板自所述水箱底部朝向其顶部延伸，且该折流板的高度小于所述水箱的顶部高度。

9.如权利要求8所述的空气处理设备，其特征在于，当所述折流板的数量为奇数块时，所述预冷水的出水口靠近所述水箱的底部设置。

10.如权利要求8所述的空气处理设备，其特征在于，当所述折流板的数量为偶数块时，所述预冷水的出水口靠近所述水箱的顶部设置。

11.如权利要求8所述的空气处理设备，其特征在于，自所述水箱底部朝向其顶部延伸的所述折流板两侧的水箱底部均设有排水口和排水阀。

12.如权利要求1所述的空气处理设备，其特征在于，所述水箱与自来水补水口连通，所述预冷水还包括自来水。

13.如权利要求1至12任意一项所述的空气处理设备，其特征在于，所述进风口和送风口之间的风道包括相互连通的上下两层风道，所述换热器组件和送风口位于上层风道，所述水箱和进风口位于下层风道，所述换热器组件所产生的冷凝水通过重力作用流入至所述水箱内。

14.如权利要求13所述的空气处理设备，其特征在于，所述空气处理设备包括新风空调。

15.如权利要求14所述的空气处理设备，其特征在于，所述换热器组件包括外循环中用于产生冷凝水的换热器组件以及内循环中用于产生冷凝水的换热器组件。

16.如权利要求15所述的空气处理设备，其特征在于，所述外循环中用于产生冷凝水的换热器组件的换热器一侧设有与所述换热器切换使用的旁通风阀。

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