CN103398430A

CN103398430A - 一种热泵式余热回收新风机组

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Publication number: CN103398430A
Application number: CN2013103507865A
Authority: CN
Inventors: 朱军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2013-11-20

Abstract

一种热泵式余热回收新风机组，属于空气调节领域。它至少包括新风过滤器、全热回收装置、换热器一、蒸发器、冷凝水箱、换热器二、电动旁通阀、送风机、回风过滤器、压缩机、四通换向阀、冷凝水泵、旋转喷头、冷凝器、膨胀阀、排风机。利用全热回收装置对回风进行初级能量回收；利用热管实现了新风能量的转移，减轻了蒸发器的负担；利用冷凝水在冷凝器内喷淋，实现蒸发冷却换热。本发明具有余热回收效率高和热泵机组工作效率高的特点。

Description

一种热泵式余热回收新风机组

技术领域

本发明涉及一种新风处理机组，特别是涉及一种热泵式余热回收新风机组。

背景技术

随着全球温室效应和能源危机越来越严重，国际社会极其重视节能减排。当前，空调能耗已经成为建筑能耗的大户，通常新风处理能耗约占总能耗的30%，但在空气湿度较大城市，新风处理能耗约占总能耗的50%。因此，随着建筑节能和生活品质的提升，对新风空调机组节能技术的开发研究尤为紧迫。

目前，常规的热泵式新风机组主要存在以下不足：

冷凝器以水冷或风冷的方式散热，从经济和冷凝效果上来看都不是很理想；

室内回风余热回收效率不是很高；

建筑低温冷凝水的严重浪费。

蒸发器处理新风的热、湿负荷任务重。

因此，设计出一种高效的新风处理***成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的一些问题，提供一种余热回收效率高和热泵机组工作效率高的新风机组。

为了实现上述目的，本发明的采用如下技术方案。

本发明是一种热泵式余热回收新风机组：它包括并排设置的新风通道和排风通道，新风与排风的同向流动；新风机与排风机分别设置在新风通道和排风通道的出口处；它还至少包括新风过滤器、回风过滤器、全热回收装置、热管、热泵以及冷凝水部分；图中实线表示风管道或制冷工质流动管道，虚线表示冷凝水流动管道。

所述的新风过滤器与回风过滤器分别设置在新风与室内回风的入口处，实现对新风和室内回风的初效过滤。

所述的全热回收装置连接在新、回风过滤器之后，实现新风与室内回风的热、质交换。

所述的热管属于分离式热管，设置在新风通道内，由换热器一、换热器二和连接管三部分组成；其中换热器一设置在全热回收装置之后，换热器二设置在蒸发器之后，二中之间通过连接管连接。

所述的热泵至少包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；所述的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通换向阀依次连接；所述的蒸发器设置于新风通道内，且置于换热器一与换热器二之间；所述的冷凝器设置于回风通道内，置于全热交换器与排风机之间。

所述的冷凝水部分至少包括接水盘、冷凝水箱、冷凝水泵以及旋转喷头；所述的接水槽一、接水槽二、接水槽三和室内空调冷凝水汇集于冷凝水箱，再由冷凝水泵引射到旋转喷头内，最后冷凝水汇集在接水槽四中，经冷凝水管排出机外；所述的接水槽一设置在换热器一下部，接水槽二设置在蒸发器下部，接水槽三设置在换热器二下部，接水槽四设置于冷凝器下部；

采用上述方案后，与申请号为201220527533.1的实用新型专利相比，本实用新型采用全热回收装置处理新风与回风，对回风进行能量回收，且所采用的热管在新风通道的同一侧，实现了对新风能量的转移，减轻了蒸发器的工作负担，提高了热泵的工作效率，更加具有实用性。另外，本发明的室内回风先经过全热交换器升高温度，使回风的干、湿球温差增大，然后进入冷凝器中参与冷凝水的蒸发冷却，其效果更好，且大量采用室内空调低温冷凝水作为补充水源，使蒸发冷却过程能持续进行。

附图说明

图1为本发明夏季运行原理图；

图2为本发明冬季运行原理图。

附图标记：新风入口1；新风过滤器2；全热回收装置3；换热器一4；接水槽一5；连接管6；蒸发器7；接水槽二8；冷凝水箱9；冷凝旁通管10；换热器二11；接水槽三12；电动旁通阀13；送风机14；室内冷凝水15；回风入口16；回风过滤器17；压缩机18；四通换向阀19；冷凝水泵20；旋转喷头21；冷凝器22；接水槽四23；膨胀阀24；冷凝水出口25；排风机26。

具体实施方式

下面结合具体附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明是一种热泵式余热回收新风机组，它包括空气处理部分、热泵部分和冷凝水部分。

空气处理部分至少包括：新风过滤器2、全热回收装置3、换热器一4、连接管6、换热器二11、电动旁通阀13、送风机14、回风过滤器17、排风机25。

热泵部分至少包括：压缩机18、冷凝器22、膨胀阀24、蒸发器7、四通换向阀19。

冷凝水部分至少包括：接水槽一5、接水槽二8、接水槽三12、接水槽四23、冷凝水箱9、冷凝水泵20、旋转喷头21。

所述的新风入口1、新风过滤器2、全热回收装置3、换热器一4、蒸发器7、换热器二11及送风机14依次在新风通道内连接；蒸发器7、电动旁通阀13、送风机14依次连接。

所述的分离式热管有三部分构成，即换热器一4、连接管6、换热器二11，且依次连接。

所述的回风入口16、回风过滤器17、全热回收装置3、冷凝器22、排风机26依次连接。

所述的压缩机18、冷凝器22、膨胀阀24、蒸发器7、四通换向阀19依次连接。

所述的接水槽一5、接水槽二8、接水槽三12、室内冷凝水15分别与冷凝水箱9连接；冷凝水箱9的一端与冷凝水泵20、旋转喷头21依次连接；冷凝水箱9的另一端与冷凝旁通管10、冷凝水出口25依次连接；接水槽四23与冷凝水出口25依次连接。

所述的接水槽一5设置在预冷换热器4下，接水槽二8设置在蒸发器7下，接水槽三12设置在预热换热器11下，接水槽四23设置于冷凝器22下。

本发明的工作原理如下。

（1）热管工作原理

在夏季，换热器一4中的液态工质由于重力作用积聚在底端，当室外高温新风流经其底端时，内部的液态工质便受热蒸发，使管内压力增大，蒸气向顶端流动；在换热器一4中吸收热量的高压蒸汽经连接管6流向低压换热器二11的顶端，由于流经换热器二11顶端的新风温度较低，蒸汽在换热器二11中吸收热量，冷凝为液体，然后由于重力作用积聚在换热器二11的底端，最后经连接管流入换热器一4的底端，循环运行。

在冬季，气态工质积聚在换热器一4的顶端，由于流经换热器一4顶端的新风温度较低，工质蒸汽被低温新风所冷凝，成为液态工质，在重力作用下从换热器一4的顶端积聚到其底端，然后经连接管回到换热器二11的底端，由于高温的新风流经其底端，液态的工质受热蒸发，成为蒸汽，压力升高，回到换热器一1的顶端，循环运行。

此过程不断循环，持续地将新风中的热量（夏季）或冷量（冬季）来回的转移，减小了蒸发器或冷凝器的工作负担，提高了热泵的工作效率，实现了节能目的。

（2）蒸发冷却工作原理

在夏季，从全热交换装置3中出来的不饱和室内回风流经冷凝器22时，与旋转喷头21喷淋下的冷凝水接触，由于回风中水蒸气的分压力小于冷凝水中水蒸气的分压力，冷凝水蒸发。冷凝水的蒸发需要吸收大量的制冷工质释放的高温热量，蒸发为水蒸气，然后水蒸气随回风一起由排风机排出。

经有关研究表明，蒸发冷却换热效果要远高于风冷和水冷，况且本发明的冷凝水温度相对较低，可以大幅度提高热泵的制冷效率，实现高效节能。

（3）夏季运行工况

参见图1，室外新风1与室内回风16分别经过新风过滤器2和回风过滤器17初效过滤之后，二者进入全热交换装置3中进行热质交换，使新风温度降低，回风温度升高；从全热交换装置3中出来的新风经过换热器一4之后，温度再次降低，然后新风进入蒸发器7中，进一步被冷却处理，达到机械露点；处理后的低温新风进入换热器二11中被加热到送风温度（若经过换热器二11处理过的新风温度高于设定值时，电动旁通阀13可以根据设定值自动调节阀门开度，使新风的状态达到设定值），最后由送风机14把达到送风状态的新风送入空调房间。

经过全热交换装置3处理后的回风温度升高，然后进入冷凝器22中；回风在冷凝器22中与旋转喷头21喷下的低温冷凝水进行热质交换，吸收冷凝器热量，最后由排风机排出室外。

接水槽一5、接水槽二8、接水槽三12和室内冷凝水15里的冷凝水汇集到冷凝水箱9中，然后冷凝水再由冷凝水泵20加压后送入旋转喷头21中，最后均匀地喷淋在冷凝盘管上。

（4）冬季运行工况

参见图2，本发明在冬季运行时，热泵***通过四通换向阀的换向作用，使制冷剂流向发生逆转。图1中热泵的蒸发器7 和冷凝器22分别在图2中成为了热泵的冷凝器7和蒸发器22。

室外新风1与室内回风16分别经过新风过滤器2和回风过滤器17初效过滤之后，二者进入全热交换装置3中进行热质交换，从而使新风温度升高，回风温度降低；从全热交换装置3中出来的新风经过换热器一4之后，温度再次升高，然后新风进入冷凝器7中，进一步被升温处理；处理后的高温新风进入换热器二11中被降温到送风温度（若经过换热器二11处理过的新风温度低于设定值时，电动旁通阀13可以根据设定值自动调节阀门开度，使新风的状态达到设定值），最后由送风机14把达到送风状态的新风送入空调房间。

经过全热交换装置3处理后的回风温度降低，然后进入蒸发器22中；在蒸发器22中被吸收热量，温度降低，最后由排风机排出室外。

接水槽一5、接水槽二8、接水槽三12和室内冷凝水15里的冷凝水汇集到冷凝水箱9中，冷凝水再经冷凝旁通管10从冷凝水出口排出，冷凝水泵停止工作。

（5）过度季节通风工况

热泵***、冷水***和热管停止工作；新风与回风进行热质交换后，新风直接由送风机送入室内；全热交换装置3也停止工作，实现全新风送风。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种热泵式余热回收新风机组：它包括并排设置的新风通道和排风通道，并且新风与排风同向流动；新风机与排风机分别设置在新风通道和排风通道的出口处；它还至少包括新风过滤器、回风过滤器、全热回收装置、热管、热泵以及冷凝水部分。

2.根据权利1所述的一种热泵式余热回收新风机组，其特征在于：新风过滤器与回风过滤器分别设置在新风与回风的入口处，用于对新风和室内回风的初效过滤。

3.根据权利1所述的一种热泵式余热回收新风机组，其特征在于：全热回收装置连接在新、回风过滤器之后，实现了与室内回风的热、质交换。

4.根据权利1所述的一种热泵式余热回收新风机组，其特征在于：热管属于分离式热管，设置在新风通道内，由换热器一、换热器二和连接管三部分组成；其中换热器一设置在全热回收装置之后，换热器二设置在蒸发器之后，二中之间通过连接管连接。

5.根据权利1所述的一种热泵式余热回收新风机组，其特征在于：冷凝水部分至少包括接水盘、冷凝水箱、冷凝水泵以及旋转喷头；所述的接水槽一、接水槽二、接水槽三和室内空调冷凝水汇集于冷凝水箱，再由冷凝水泵引射到旋转喷头内，最后冷凝水汇集在接水槽四中，经冷凝水管排出机外；所述的接水槽一设置在换热器一下部，接水槽二设置在蒸发器下部，接水槽三设置在换热器二下部，接水槽四设置于冷凝器下部。

6.根据权利1所述的一种热泵式余热回收新风机组，其特征在于：蒸发器设置于新风通道内，且置于换热器一与换热器二之间；冷凝器设置于回风通道内，置于全热交换器与排风机之间。