雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式的製作方法
2023-11-06 05:17:17 5
專利名稱：雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱泵全熱回收新風處理機組，特別是雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式.。
背景技術：
我國民用建築空調系統大都採用新迴風混合模式，由於大部分空氣在室內循環，使得汙染物不能很快的排到室外，危害人類健康。加大新風量(或採用全新風的運行方式)，可以將室內的有害物質稀釋並排出室外，明顯提高室內空氣品質。但另一方面，新風量的增加使得新風處理能耗大大增加。另外對空氣的處理方式目前多採用冷凍水或直接蒸發的除溼方式，這種空調方式存在以下幾個方面的弊端一、風冷式制冷機的冷凝溫度較高，能效比低；二、中央冷水機提供的冷凍水溫度一定(即露點溫度一定)，很難處理到溫溼度獨立系統對新風含溼量的要求；三、難以適應熱溼比的變化。只通過蒸發方式對空氣進行冷卻和除 溼，其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的範圍內變化，而建築物實際需要的熱溼比卻在較大的範圍內變化。一般是犧牲相對溼度的控制，通過僅滿足室內溫度的要求來妥協，造成室內相對溼度過高或過低的現象；四、因出風溫度過低導致冷凝水的存在，盤管的表面形成了滋生各種黴菌的溫床，惡化了室內空氣品質，引發多種病態建築綜合症。因而近幾年溫溼度獨立處立系統得到了越來越廣泛的利用。此雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式.，除了應用於一般中央空調冷水機及冰蓄冷系統，且更適合用於溫溼度獨立系統中，所謂溫溼度獨立控制空調系統，採用溫度與溼度兩套獨立的空調控制系統，分別控制、調節室內的溫度與溼度，從而避免了常規空調系統中熱溼聯合處理所帶來的損失。由於溫度、溼度採用獨立的控制系統，可以滿足不同房間熱溼比不斷變化的要求，克服了常規空調系統中難以同時滿足溫、溼度參數的要求，避免了室內溼度過高(或過低)的現象。 它利用了中央空調冷凍水及熱泵全熱回收新風機組的有機結合，避免了傳統中央空調處理新風的露點溫度受到冷凍水溫度的影響，達不到溫溼度獨立系統對新風含溼量的要求；其基本功能為處理顯熱與潛熱的系統可同時調節室內的溫度與溼度。通過冷凍水的表面式換熱器及熱泵系統的直接蒸髮式蒸發器控制室內空氣的超低露點溫度來處理潛熱及部分顯熱，再通過冷凝熱回收器升溫，利用熱泵系統冷凝熱升溫來降低新風出風的相對溼度，因而不存在出風溫度過低結露的危險。新風處理機組還同時承擔去除室內C02、異味，以保證室內空氣品質的任務。溫溼度獨立控制空調系統中，需要新風處理機組提供乾燥的室外新風，以滿足排溼、排C02、排味和提供新鮮空氣的需求。採用傳統轉輪除溼方式，是一種可能的解決途徑，即用矽膠、分子篩等吸溼材料附著於輕質骨料製作的轉輪表面。但轉輪除溼機熱能利用效率低的實質是除溼與再生這兩個過程都是等焓過程而非等溫過程，轉輪表面與空氣間的溼度差和溫度差都很不均勻，造成很大的不可逆損失，同時還存在新風與排風交叉汙染的情況。再一種除溼方式是空氣先經過冷凍水的表面式換熱器進行預除溼，然後再直接與低溫的冷媒蒸發器進行熱交換(通過更低露點溫度)，空氣中的水蒸氣被凝結成冷凝水後經過輔助冷凝器的升溫，從而實現空氣的超強除溼目的，從而實現接近等溫的吸溼過程；同時低溫低溼排風經過冷凝器有助於降低冷凝溫度，從而大大提高了機組的能效比。採用表面式換熱器結合熱泵除溼技術處理空調新風，特別是冷凍水無法達到的低露點蒸發溫度；新排風為二路獨立通道，杜絕了交叉汙染，改善了室內空氣品質；系統回收室內排風的能量，減小了新風處理能耗；提高熱泵能效比，使低品味熱源得以利用，由於熱泵可獲得比驅動能源多的熱量，有助於節能和改善因燃煤、燃油造成的環境汙染狀況。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、運行平穩、能耗低的雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式，以克服及改進現有技術中的不足之處。按此目的設計的雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，由排風部分、新風處理 部分、表面式換熱器和熱泵系統組成。圖中實線表示製冷工質流動管道，虛線表示新風及排風處理通道。所述的雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述四通換向閥的c接口與冷凝器的一端連接，a接口與壓縮機的排氣口連接，b接口與壓縮機的吸氣口連接，d接口與蒸發器的一端連接；冷凝器的另一端通過節流部件與蒸發器的另一端連接。所述冷凝器與節流部件之間還連接有電磁閥a，電磁閥a兩端並聯有冷凝熱回收器，其中，電磁閥a與冷凝器連接的一端與通過電磁閥b與冷凝熱回收器連接；冷凝熱回收器設置在新風出風口處。所述表面式換熱器設置在新風進風口處。所述新風處理部分含新風機及加溼器，加溼器設置在蒸發器與冷凝熱回收器之間。當室外空氣為高溫潮溼空氣時，開啟壓縮機，四通閥換向閥的a、c接口連通，b、d接口連通，室外新風依次經過冷凍水運行的表面式換熱器，進行預除溼；再經過蒸發器進一步降溫及深度除溼，然後經過冷凝熱回收器升溫後送入室內。表面式換熱器的目的是利用冷凍水露點溫度對高溫高溼新風進行預冷及預除溼；蒸發器的目的是通過冷媒蒸發達到冷凍水無法達到的更低露點溫度，進一步除去表面式換熱器無法處理新風中的水分；再經過冷凝熱回收器升溫使其相對溼度降低，以達到所需的出風溫溼度。室內低溫低溼排風經過冷凝器排出室外，有助於冷卻冷凝器以增強其散熱能力，及降低耗電量提高能效比。當室外空氣為低溫乾燥空氣時，開啟壓縮機，四通閥換向閥的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通閥換向實現蒸發器和冷凝器的相互轉換。室外乾燥、低溫的新風依次經過熱水運行的表面式換熱器預熱後，再經過冷凝器及加溼器，被進一步升溫加溼，新風被加熱加溼後送入室內；冷凝器的排熱量用於進一步提升新風出風溫度；熱水運行的表面式換熱器對新風的預熱同時有助於熱泵系統的穩定運行。室內高溫高溼空氣經過蒸發器，降溫後被排出室外；電磁閥a開啟，電磁閥b關閉，冷凝熱回收器不工作。夏秋換季，當室外空氣溫溼度適合時，在中央空調冷水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機，新風通過冷凍水運行的表面式換熱器來克服新風負荷；在中央空調冷水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過低時，關閉熱泵系統的壓縮機，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣；
冬春換季，當室外空氣溫度適合時，在中央熱水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機，新風通過熱水運行的表面式換熱器來克服新風負荷；在中央熱水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過高時，關閉熱泵系統的壓縮機，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣。所述冷凝熱回收器與冷凝器串聯連接，用於回收製冷系統的冷凝熱，升高新風出風溫度及降低相對溼度；若新風出風溫度過低，需將電磁閥b打開，電磁閥a關閉；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a開啟，電磁閥b關閉，冷凝熱回收器不工作。本發明利用了中央空調冷凍水及採用熱泵技術相接合來處理空調新風，還可通過在新風部分附加過濾及殺菌裝置可以除去空氣中夾帶的灰塵和細菌，起到淨化空氣的作用，改善了室內空氣品質；系統能回收室內排風的能量，減小了新風處理能耗；利用熱泵提供除溼熱量，使低品味熱源得以利用，由於熱泵可獲得比驅動能源多的熱量，有助於節能和改善因燃煤、燃油造成的環境汙染狀況。
圖I為本發明一實施例工作原理示意圖一夏季運行示意圖。圖2為本發明另一實施例工作原理示意圖一冬季運行示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。參見圖1，本雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，由排風部分、新風處理部分、表面式換熱器和熱泵系統組成。熱泵系統包括壓縮機I、四通閥換向閥10、冷凝器2、蒸發器4、冷凝熱回收器5和節流部件9，冷凝熱回收器5設置在新風出風口處；排風部分由排風機3執行；表面式換熱器設置在新風進風口處；新風處理部分含新風機6及加溼器12組成。四通換向閥10的c接口與冷凝器2的一端連接，a接口與壓縮機I的排氣口連接，b接口與壓縮機I的吸氣口連接，d接口與蒸發器4的一端連接；冷凝器2的另一端通過節流部件9與蒸發器4的另一端連接。冷凝器2與節流部件9之間還連接有電磁閥a8，電磁閥a8兩端並聯有冷凝熱回收器5，其中，電磁閥a8與冷凝器2連接的一端與通過電磁閥b7與冷凝熱回收器5連接；冷凝熱回收器5設置在新風出風口處。新風處理部分的新風機6設置在新風出風口處，加溼器12設置在蒸發器4與冷凝熱回收器5之間.
排風部分的排風機3設置在室內排風出風口處，排出冷凝熱量。表面式換熱器11設置在新風進風口處，對新風進行預冷。以上已將本發明做一詳細說明，綜上所述，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施範圍，即凡依本申請範圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋範圍內。
其工作原理是、一、夏季運行
參見圖1，當室外空氣為高溫潮溼空氣時，開啟壓縮機1，四通閥換向閥10的a、c接口連通，b、d接口連通，高溫潮溼的室外新風依次經過冷凍水運行的表面式換熱器11，進行預除溼；再經過蒸發器4進一步降溫及深度除溼，然後經過冷凝熱回收器5升溫後送入室內。蒸發器4的目的是通過冷媒蒸發達到冷凍水無法達到的更低露點溫度，進一步除去表面式換熱器無法處理新風中的水分；再經過冷凝熱回收器5升溫使其相對溼度降低，以達到所需的出風溫溼度。室內低溫低溼排風經過冷凝器2排出室外，有助於冷卻冷凝器以增強其散熱能力，及降低耗電量提高能效比。若新風出風溫度過低，需將電磁閥b7打開，電磁閥a8關閉，冷凝熱回收器5的冷凝熱用於升高新風出風溫度及降低相對溼度；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a8開啟，電磁閥b7關閉，冷凝熱回收器5不工作。二、冬季運行 參見圖2，當室外空氣為低溫乾燥空氣時，開啟壓縮機1，四通閥換向閥10的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通閥換向實現蒸發器和冷凝器的相互轉換。室外乾燥、低溫的新風依次經過熱水運行的表面式換熱器11預熱後，再經過冷凝器4及加溼器12，被進一步升溫加溼，新風被加熱加溼後送入室內；冷凝器4的排熱量用於進一步提升新風出風溫度；熱水運行的表面式換熱器11對新風的預熱同時有助於熱泵系統的穩定運行。室內高溫高溼空氣經過蒸發器2，降溫後被排出室外；電磁閥a8開啟，電磁閥b7關閉，冷凝熱回收器5不工作。三、過渡季節新風機組運行說明
夏秋換季，當室外空氣溫溼度適合時，在中央空調冷水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機1，新風通過冷凍水運行的表面式換熱器11來克服新風負荷；在中央空調冷水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過低時，關閉熱泵系統的壓縮機1，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣；
冬春換季，當室外空氣溫度適合時，在中央熱水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機1，新風通過熱水運行的表面式換熱器11來克服新風負荷；在中央熱水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過高時，關閉熱泵系統的壓縮機I，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣。
權利要求
1.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，由排風部分、新風處理部分、表面式換熱器和熱泵系統組成；熱泵系統包括壓縮機I、四通閥換向閥10、冷凝器2、蒸發器4、冷凝熱回收器5和節流部件9，冷凝熱回收器5設置在新風出風口處；排風部分由排風機3執行；表面式換熱器設置在新風進風口處；新風處理部分含新風機6及加溼器12組成。
2.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述四通換向閥10的c接口與冷凝器2的一端連接，a接口與壓縮機I的排氣口連接，b接口與壓縮機I的吸氣口連接，d接口與蒸發器4的一端連接；冷凝器2的另一端通過節流部件9與蒸發器4的另一端連接。
3.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述冷凝器2與節流部件9之間還連接有電磁閥a8，電磁閥a8兩端並聯有冷凝熱回收器5，其中，電磁閥a8與冷凝器2連接的一端與通過電磁閥b7與冷凝熱回收器5連接；冷凝熱回收器5設置在新風出風口處。
4.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述新風處理部分的新風機6設置在新風出風口處，加溼器12設置在蒸發器4與冷凝熱回收器5之間。
5.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述排風部分的排風機3設置在室內排風出風口處，排出冷凝熱量。
6.雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述表面式換熱器11設置在新風進風口處，對新風進行預冷； 當室外空氣為高溫潮溼空氣時，開啟壓縮機1，四通閥換向閥10的a、c接口連通，b、d接口連通，高溫潮溼的室外新風依次經過冷凍水運行的表面式換熱器11，進行預除溼；再經過蒸發器4進一步降溫及深度除溼，然後經過冷凝熱回收器5升溫後送入室內；蒸發器4的目的是通過冷媒蒸發達到冷凍水無法達到的更低露點溫度，進一步除去表面式換熱器無法處理新風中的水分；再經過冷凝熱回收器5升溫使其相對溼度降低，以達到所需的出風溫溼度；室內低溫低溼排風經過冷凝器2排出室外，有助於冷卻冷凝器以增強其散熱能力，及降低耗電量提高能效比；若新風出風溫度過低，需將電磁閥b7打開，電磁閥a8關閉，冷凝熱回收器5的冷凝熱用於升高新風出風溫度及降低相對溼度；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a8開啟，電磁閥b7關閉，冷凝熱回收器5不工作； 當室外空氣為低溫乾燥空氣時，開啟壓縮機1，四通閥換向閥10的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通閥換向實現蒸發器和冷凝器的相互轉換；室外乾燥、低溫的新風依次經過熱水運行的表面式換熱器11預熱後，再經過冷凝器4及加溼器12，被進一步升溫加溼，新風被加熱加溼後送入室內；冷凝器4的排熱量用於進一步提升新風出風溫度；熱水運行的表面式換熱器11對新風的預熱同時有助於熱泵系統的穩定運行；室內高溫高溼空氣經過蒸發器2，降溫後被排出室外；電磁閥a8開啟，電磁閥b7關閉，冷凝熱回收器5不工作； 夏秋換季，當室外空氣溫溼度適合時，在中央空調冷水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機1，新風通過冷凍水運行的表面式換熱器11來克服新風負荷；在中央空調冷水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過低時，關閉熱泵系統的壓縮機1，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣； 冬春換季，當室外空氣溫度適合時，在中央熱水機運行情況下，優先關閉熱泵系統的壓縮機1，新風通過熱水運行的表面式換熱器11來克服新風負荷；在中央熱水機停機情況下，新風通過熱泵系統的運行克服新風及室內負荷，當室內溫溼度過高時，關閉熱泵系統的壓縮機I，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣。
7.根據權利要求3所述的雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組，其特徵是所述冷凝熱回收器5與冷凝器2串聯連接，用於回收製冷系統的冷凝熱，升高新風出風溫度及降低相對溼度；若新風出風溫度過低，需將電磁閥7b打開，電磁閥a8關閉；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a8開啟，電磁閥b7關閉，冷凝熱回收器5不工作。
全文摘要
一種雙冷源熱泵全熱回收調溼控溫新風機組及其控制方式，屬能源利用技術和空氣調節領域。由排風部分、新風處理部分、表面式換熱器和熱泵系統組成。熱泵系統包括壓縮機、冷凝器、冷凝熱回收器、蒸發器和節流部件。夏季利用室內低溫低溼的排風排走製冷系統的冷凝熱量；冬季利用室內高溫高溼的排風排走製冷系統的蒸發冷量。表面式換熱器的目的是利用冷凍水露點溫度對高溫高溼新風進行預冷及預除溼。熱泵系統為新風處理系統提供所需的冷量和熱量以及冷凍水無法達到的更低露點溫度。
文檔編號F24F12/00GK102705920SQ201210163979
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者劉波, 劉湘輝, 呂智, 潘京平, 賀建鑫 申請人:呂智, 深圳市建築設計研究總院有限公司