CN111396987A - 全性能空调整合机组及其风道结构和兼容***功能流程 - Google Patents
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Abstract
全性能空调整合机组及其风道结构和兼容***功能流程,属于空调功能整合技术领域,包括室外机、室内机和室内循环排风口;所述室外机包括箱体、制冷结构、水循环结构和空气能量回收机芯,制冷结构包括冷凝器、过冷器、蒸发器、排风机、进风机、压缩机、四通换向阀、毛细管和F‑st桥式电磁阀组,并形成污风通道、室外风通道、新风通道、室内循环风通道、蒸发器‑过冷器空气通M和冷凝器空气通道N,所述蒸发器、过冷器和冷凝器按上下结构放置,蒸发器和过冷器组成蒸发器‑过冷器组合体,具备制冷‑除湿兼容***功能、热泵制热‑加湿兼容***功能和常温‑除湿兼容***功能,本发明的有益效果是:能实现恒温、恒湿、恒氧、恒压、恒静、恒匀、恒洁和全部能量回收功能。
Description
技术领域
本发明为空调机组,特别涉及全性能空调整合机组及其风道结构和兼容***功能流程,本发明为一种全性能空气整合及能量回收技术,对密闭空间空气温度、湿度、清新度及空气洁净度等空气质量全性能高效整合技术,属于节能环保空气质量优化技术领域。
背景技术
随着气温的不断攀升、PM2.5空气污染的暴光和室内空气严重污染、建筑物密闭性及保温性能的提高,对空气质量的治理和营造人类宜居空气环境已成为人类生存的迫切要求,国家对室内空气污染的治理和建筑物的节能及室内通风问题十分重视,先后出台了系列的国家标准,要求民用建筑内必须引进新风,同时对新风的湿度、温度、洁净度、清新度等空气质量进行整合,以达到人类宜居环境条件的要求。
新风的引进引起室内温度、湿度、洁净度的波动,形成新的高温污染、低温污染、潮湿污染、干燥污染、PM2.5等有害物污染。单独的热泵空调器、除湿机、加湿器、空气净化器已不能满足新风引进带来的清除各种污染源要求,空调器会大幅度提升耗能;制冷除湿机会产生高热污染、及除湿水的排出和高能耗问题,加湿器产生水污染、加湿水气化产生高耗能; HEPA净化器的高风阻会大幅度增加能耗,过滤式空气净化器容易生长霉茵、繁殖细菌。
采用单一的专项设备只能达到空气质量参数中某一项或几项平衡要求,但每单一设备都会产生新的污染或能量的负担。当PM2.5造成的污染已不能被人类忍受时,人们都在新风机、空气能量回收装置、空调器、新风除湿机等设备上增加过滤PM2.5颗粒物污染的HIPA高效过滤器,由此产生能量负荷及病毒病菌污染。
常规空调机组存在下列不可避免的缺陷:
(1)实现室内的恒温的困扰:由于空调器的能耗大,一般都是在密闭空间进行,除了能恒温外,还有三负一正的辅助功效,一负是能耗大,二负是制热增加室内干燥度,三负没有新风的引入;一正是制冷时有除湿功能,但在梅雨季节除湿时会降温,此时达不到恒温要求。
(2)除湿效果不尽人意:除湿机只有除湿作用,加湿器也只有加湿作用;目前所有的人居环境加湿器几乎都需要人为加水,水在加湿器中存放时间长后,还会滋生细菌,所以加湿器的水容量一般都不会太大。
(3)能量无法全部回收:常用空调器制冷除湿和制热加湿过程中,无法回收排除污风的显热能量及除湿水的低温显热量和气化潜热量;由于排出污风中,有室内空气的能量,且引进新风也含有室外空气的能量,污风与新风的能量差形成双倍的能量损失。
(4)产生室内压力波动:新风引进和污风排出量不可调,有压力波动;制冷***的冷凝器制冷制热和除湿加湿功能所需风量大约是新风量的10倍,按冷凝器制冷量除湿量要求需要风量是排出污风量的10倍,不可能实现新风机与制冷制热和除湿加湿共用通风道的目的。
(5)产生动力噪声源:常用空调器的制冷***和风机***装置,如单独的空调器、除湿机、加湿器、空气能量回收装置、空气净化器等装置在室内存在动力噪声源。
(6)室内温度不均匀:常用空调器的室内机采用上进下出的空气循环方式,制冷时只有少量的进出风短路,但制热时热空气会上升,极容易造成进出空气的短路,被处理的室内空气只在内机进出风口处循环流动,室内温度分布极不均匀。
(7)净化***技术落后:常用空调器采用HEPA过滤式空气净化器,杀菌能力弱,风阻大,使用期限短,不可再生杀菌能力;除湿机热污染和杀菌灭毒设备产生的对人有害污染只能逼开人居条件下才能使用。
(8)生产成本较高:①产品购买成本高;②用电量大;③用水量多。
综上所述,现有技术无法避开新风、净化空气流量与除湿和制冷***热交换器需要空气流量不相容的矛盾,空气流量相差很大,供氧新风量、排污风量、制冷除湿风量、制热加湿风量相容性差。
发明内容
本发明的目的是针对目前市场上的三恒工程设备热泵空调器、除湿机、加湿器、新风机、空气能量回收装置、空气净化器全组合,解决房间三恒工程设备联合使用的高能耗、高投入的缺陷,提供了一种全性能空调整合机组,可以达到恒温、恒湿、恒压、恒静、恒匀、恒洁和能量回收功能的目的。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是:全性能空调整合机组及其风道结构,包括室外机、室内机、室内循环回风管、室内循环排风口、室内循环排风管,所述室内循环排风口是从室内往室外机排风的风口;所述室内机通过室内循环回风管与室外机连接,所述室内循环排风口通过室内循环排风管与室外机连接;所述室外机包括箱体和空气能量回收机芯,所述箱体包括箱体正面、箱体反面和箱体右侧面,所述空气能量回收机芯包括新风通道和污风通道;
所述室外机还包括恒温恒湿***,室外机具有全性能空气整合功能及能量回收功能,所述恒温恒湿***、空气能量回收机芯设置在箱体内;所述恒温恒湿***包括制冷结构和水循环结构;
所述制冷结构为整体式制冷结构,包括冷凝器、过冷器、蒸发器、排风机、进风机、压缩机、四通换向阀、毛细管、F-st桥式电磁阀组;
所述水循环结构包括底盘、漏水盘A、漏水盘B、水泵、送水管、吸水管;所述底盘设置在箱体底部,所述漏水盘A设置在箱体顶部、蒸发器-过冷器组合体上方,所述漏水盘B设置在箱体中部、蒸发器-过冷器组合体与冷凝器之间;水泵和漏水盘通过送水管连接,水泵和底盘通过吸水管连接;
整体式制冷结构的蒸发器、过冷器和冷凝器按上下结构放置,所述过冷器和蒸发器组成蒸发器-过冷器组合体、为换热器,所述冷凝器设置在漏水盘B下方,所述蒸发器-过冷器组合体设置在漏水盘B上方;所述压缩机设置在箱体左部下方,所述四通换向阀设置在箱体左部的中间,所述毛细管、F-st桥式电磁阀组和三通管组件设置在箱体左部上方;所述空气能量回收机芯设置在箱体右部;
所述排风机设置在冷凝器左侧、箱体的中间下部;所述进风机设置在蒸发器左侧、箱体的中间上部,两个风机的风流方向相反,排风机向室外方向排风,进风机向室内方向送风;
所述室外机的箱体还包括新风进风口、室内风进口、室内回风口、室外进风口、室外排风口;室内循环风是指从室内进入室外机后、分流至蒸发器-过冷器空气通道M、循环排回室内机的部分室内风,排出污风是指从室内进入室外机后、分流至冷凝器空气通道N、排出室外的部分室内风;所述新风进风口设置在空气能量回收机芯后侧的箱体上,新风进风口是室外新风进入空气能量回收机芯新风通道的风口,所述室内风进口设置在箱体后面,室内风进口是室内污风进入室外机的风口,所述室内回风口设置在箱体后面,室内回风口是新风和室内循环风经蒸发器-过冷器空气通道M、排回室内机的风口;所述室外进风口设置在箱体正面的左侧,室外进风口是把室外风引进至冷凝器空气通道N、起到散热作用的风口,室外进风口上设置有导风板,所述导风板包括导风片,为了防止雨水的进入,室外进风口的导风片向下设置;所述室外排风口设置在箱体正面的中间下部、排风机前方,室外排风口是排出经冷凝器空气通道N进行过热交换后、排出室外进风与部分污风混合的风口;
所述蒸发器-过冷器组合体内形成蒸发器-过冷器空气通道M;蒸发器-过冷器空气通道M 为新风和室内循环风的汇合通道;过冷器主要用于梅雨季降低制冷除湿空气出风相对湿度,减小除湿机除湿空气高温而设置的中间换热器,对高温天气能靠墙体传热降低相对湿度时,过冷器应转换为制冷功能,冬天制热加湿时,过冷器应转换为加热功能;在正常制冷和制热时还原为蒸发器或冷凝器功能;
冷凝器是换热器、形成冷凝器空气通道N,所述冷凝器空气通道N为污风和室外风的汇合通道,用于冷却冷凝器的室外进风量为恒定风量,不用调节,室外风量已足够冷凝冷却风量;用于冷却冷凝器的污风风量可对室内排风量的风阀进行调节,此风量以满足蒸发器的室内循环风为主,污风用于冷却冷凝器主要是第二次回收其剩余能量;污风与室外进风的混合风用于冷凝器的冷却降温,同时第二次回收污风能量;
风道结构还包括室外风通道、室内循环风通道;
污风通道、室外风通道、新风通道、室内循环风通道、蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N的具体结构为:
(1)污风通道结构、即污风通过冷凝器排出室外的风道结构:包括依次连接的室内循环排风口、室内循环排风管、室内风进口、空气能量回收机芯、排风机、冷凝器、室外排风口;
(2)室外风通道结构、即室外进风通过冷凝器排出室外的风道结构:包括依次连接的室外进风口、排风机、冷凝器和室外排风口;
(3)新风通道结构、即新风通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构:包括依次连接的新风进风口、空气能量回收机芯新风通道、蒸发器-过冷器组合体、进风机、室内回风口、室内循环回风管、室内机;
(4)室内循环风通道结构、即部分室内污风通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构:包括依次连接的室内风进口、空气能量回收机芯右侧通道、蒸发器-过冷器组合体、进风机、室内回风口、室内循环回风管、室内机;
(5)蒸发器-过冷器空气通道M结构、即新风和部分室内风混合后通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构,为新风进风口和空气能量回收机芯新风通道连接结构,与室内风进口和空气能量回收机芯右侧通道连接结构并联后,再与蒸发器-过冷器组合体、室内回风口、室内循环回风管和室内机连接的结构;
(6)冷凝器空气通道N结构、即部分污风和室外进风混合后通过冷凝器排出室外的风道结构,为室内循环排风口、室内循环排风管、室内风进口和空气能量回收机芯连接结构,与室外进风口并联后,再与排风机、冷凝器和室外排风口连接的结构;
本全性能空调整合机组采用了新风与冷凝器风量的室外双风道进风,并利用了能量回收双风道兼容的***,获得了新风量、排出污风量、制冷***的蒸发器风量和冷凝器风量的兼容性;新风引进量和污风排出量与制冷***风量兼容风道设计克服了新风量与制冷、制热、加湿、除湿风量不兼容的技术难点,实现了一机组对人居环境全性能的整合和全能量回收的高效节能;
本全性能空调整合机组具备制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能;全性能空调整合机组具有恒温、恒湿、恒净、恒氧、能量回收5大主要功能,安装和风量设计还有恒静、恒压、恒匀的效果。
所述全性能空调整合机组的整体结构组装效果为:所述室内机和室内循环排风口设置在室内,所述室外机设置在室外,所述室内循环回风管的一端与室外机连接,另一端穿过墙体与室内机连接,所述室内循环排风管的一端与室外机连接,另一端穿过墙体与室内循环排风口连接;从机组的安装状态看,机组的动力***都在室外机,这样的安装方式,机组使用侧室内的噪声低,达到恒静的噪声级别;整体式制冷结构解决了安装时的***抽真空充冷媒的工序,具有整机性能稳定和减小泄漏冷媒因素的可靠性;
室内机安装在比人略高的位置,且室内机只有向室内送风、有室内机出风口,没有排风,不可能在室内机附近形成空气短路;室内空气的室内机出风口和回风的室内循环排风口分开安装在内墙的下部和中部,冷空气和热空气都只能在室内机出风口以下的区域对流,室内不会出现空气流动的死角,至于室内机出风口上部为无人享用区,空气不流到上部区域反而能节省能量,没有负面影响;全性能空气整合及能量回收机组实现了室内有用空间的恒匀功能。所述室内机的安装和结构为:室内机安装在室内墙上,室内机包括室内机机壳、空气净化恒净***、护网、室内循环回风口、室内机出风口和控制显示屏;所述空气净化恒净***包括微静电净化器、粗效过滤器;室内机的主要功能是向室内输送经冷热湿量处理和净化处理的新风和回风的混合风;
所述室内循环排风口包括进风口、风量调节杆,室内循环排风口为可调节风口,安装在室内墙通孔上;室内循环风量和污风排出风量由风量调节杆调节,能自动保持室内外气压的恒压功能,所述风量调节杆为手动风阀,当然,风量调节杆也可为自动风阀;室内机是实现多功能的最终机构,通过室内机排出空气与室内循环排风口排入风量的合理匹配,来实现恒温、恒湿、恒氧、恒压、恒静、恒洁、恒均功效;
室内机的室内循环回风口通过室内循环回风管与室外机的室内回风口连接,室内循环排风口通过室内循环排风管与室外机的室内风进口连接,使室外机功能能够在室内实施;空气净化恒净***能替代HEPA过滤式空气净化器,实现有限空间的恒洁功能:全性能空调整合机组采用无臭氧的微静电净化器,它的风阻只有HEPA净化器的2%~10%,更主要的是具有长效性和再生能力,微静电净化器除了净化空气外,还有较强的杀菌能力;全性能空调整合机组采用微静电净化器可以达到恒洁要求;
室内机的主要功能是对从室外机的排入新风和室内循环风进行净化处理,新风和室内循环风混合空气经室内回风口进入内机壳,所述护网的作用是过滤从室外外机进入的较大颗粒物,排至粗效过滤器净化PM10以上的空气颗粒物,排至微静电净化器对空气中小于PM2.5 空气颗粒物及病毒病菌进行净化处理,达到人居环境要求的空气温度和湿度后、经进风机和新风与室内循环风混合风回风口和连接管道排到室内机,进行净化处理后排到室内,进一步达到人居环境要求的空气洁净度要求,最后从室内机出风口排到室内,使室内空气达到恒温、恒湿、恒洁的目的。
所述压缩机上端设置有压缩机排气口,压缩机一侧设置有与压缩机连通的压缩机液气分离罐,所述压缩机液气分离罐上方设置有液气分离罐回气口;所述过冷器上端设置有上过冷器口,过冷器下端设置有下过冷器口;
所述四通换向阀包括下部进管、上部左管、上部中管和上部右管;四通换向阀在不上电时,压缩机的下部进管与上部左管连通,上部右管与上部中管连通;四通换向阀在上电时,压缩机的下部进管与上部右管连通,上部左管与上部中管连通。
所述蒸发器-过冷器空气通道M一端与新风进风口和室内风进口相连通,另一端与室内回风口相连通;采用热泵制冷***原理,将空调器和除湿机的蒸发器整合为过冷器和蒸发器两个功能不同的热交换器;所述蒸发器下端设置有下蒸发器口和蒸发器回气分流管,蒸发器内部设置有蒸发器两路散热管,蒸发器上端设置有蒸发器排气汇总管和上蒸发器口,下蒸发器口、蒸发器回气分流管、蒸发器两路散热管、蒸发器排气汇总管和上蒸发器口依次连接;蒸发器为双排结构,***内采用双进双出和中段交叉并联换热结构;双排结构与双进双出并联结构可提高蒸发速度,中段交叉结构能平衡并联传热效果均匀性,达到提高蒸发器传热效果目的;
所述过冷器上端设置有上过冷器口,过冷器下端设置有下过冷器口;过冷器是本机组的兼容性整合设计,过冷器为单排结构,散热面积只有蒸发器50%;在恒温恒湿***中,过冷器有两种功能,在一般的制冷、制热和除湿、加湿功能中,过冷器只是蒸发器的一部分,其功能与蒸发器相同;只在常温高湿梅雨季节除湿功能中,才发挥过冷器功能,是冷凝高温冷媒的过冷功效,并兼有降低除湿能耗的节能效果,对经过蒸发器降温除湿后的低温高湿空气进行加热,使进入室内的空气回温到常温低湿空气,达到梅雨季常温除湿目的;过冷器与蒸发器在同一通风通道,因此过冷器风量应与蒸发器风量完全相同,所不同的是过冷器进风温湿度与蒸发器的温湿度,过冷器通过的是蒸发器出风温湿度;在不高的常温环境温度的制冷***中,过冷器处于冷凝器末端的加热功能,可以进一步降低冷凝器出来的冷媒过冷温度,热负荷不太大,尽管过冷器提高了空气温度,由于降低了冷媒的过冷温度,相对提高了制冷机的制冷效果,因此对制冷***的除湿能力有所提高;
引进新风的湿度调节和温度调节都是通过蒸发器和过冷器进行处理,为了达到制冷量要求,蒸发器所需要的风量为304m3/h,是新风量的3倍,除了新风量外,蒸发器会用大部分室内排出的循环风量,蒸发器所需风量为新风量和室内排出循环风回用量之和。
所述冷凝器包括上冷凝器口、冷凝器进气分流管、冷凝器汇流管、冷凝器单管流道和下冷凝器口,所述冷凝器汇流管包括冷凝器两路散热管;冷凝器空气通道N包括冷凝器新风通道和冷凝器污风通道;制冷和除湿功能时,进气端采用冷凝器进气分流管将进入冷凝器的高温高压冷媒气体,分两路进入冷凝器,使冷媒尽快进入冷凝器进行热交换,冷却后的冷媒迅速凝缩后由冷凝器汇流管汇集为一路进行较长流程的过冷,能提高冷凝器的散热功效;
冷凝器采用混流逆向流板式能量回收装置;排出污风量应与引进新风量基本相等,保持了室内外气压基本相等的原则,在能量回收装置中污风与新风进行第一次能量回收后,污风的温度有所提高,但此时污风的温度仍高于冷却冷凝器的室外进风温度,冷却冷凝器后排出机组的污风温度远高于室内污风温度,通过污风冷却冷凝器的第二次能量回收,实现了污风全能量回收;本全性能空调整合机组采用了冷凝器空气汇合通道调节***,既回收了排出污风的能量,又能满足机组制冷制热和除湿加湿运行时冷凝器风量要求,实现室内的恒压功能。所述电磁阀是个电磁阀桥式控制组件,控制各电磁阀的通断,可改变内部冷媒流动方向,电磁阀包括电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D;所述三通管组件包括三通管A、三通管B、三通管C、三通管D;每个三通管的中间管口为冷媒流进流出接口,控制各连接电磁阀的通断,可改变三通管进出方向,三通管A的中间管口与下冷凝器口相联,三通管B的中间管口与毛细管的一端相联,三通管C的中间管口与下蒸发器口相联,三通管D的中间管口与上过冷器口相联;
制冷结构采用F-st桥式电磁阀组,通过与蒸发器、过冷器和冷凝器相适应的恒温恒湿兼容性整合,实现制冷-除湿兼容***功能、制热-加湿兼容***功能、常温-除湿兼容***功能;由于加湿水和除湿水气化潜热的回收利用,降低了制冷除湿***冷凝器和蒸发器风量需求量,采用电磁阀对功能***的兼容性进行整合,增加了制冷除湿量和制热加湿量,达到了一机即可对房间空气新鲜度、空气湿度、空气温度、空气洁净度综合性能进行调节控制的目的。
所述压缩机、四通换向阀和F-st桥式电磁阀组均按制冷量大小进行设计,本机名义制冷量 2000w,除湿量:D=(ρnc-ρnj)MZS=13.26kg/h,新风量设计为90m3/h,选压缩机为1P压缩机,选四通换向阀为1P四通换向阀,选F-st桥式电磁阀组为1P F-st桥式电磁阀组。
所述箱体结构和水循环***为:箱体内还设置有结构隔板A,结构隔板B,所述结构隔板A设置在箱体左部与中部之间,所述结构隔板B设置在箱体右部与中部之间;箱体内还设置有保温泡沫件;
漏水盘B将蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N分成上下两层,上层的蒸发器下方漏水盘B的漏水孔直接与冷凝器上端面相接;通过对除湿水量和加湿水量气化热的回收利用和污风能量的全回收利用,缩小了部分新风量与制冷除湿所需风量的差异;
常温除湿和制冷除湿模式运行时,蒸发器产生的除湿水可均匀分流到冷凝器,并被冷凝器加热气化,除湿水在冷凝器中被加热气化,排出污风能量和除湿水能量在这里得到回收应用,与外风一起对冷凝器进行冷却,以降低全性能空调整合机组的功率,可以得到更低的过冷度冷媒,提高蒸发器的制冷能力;被气化的除湿水水气和混合风一起从室外排风口排出机外;制热加湿循环时,冷凝器将通过的混合风的除湿水回收到底盘下部的贮水箱,用水泵送到蒸发器顶部的漏水盘A,通过漏水盘A的小孔排到蒸发器气化后对室内加湿;
制热加湿运行时,水泵打开,把冷凝器的凝水用水泵打到蒸发器-过冷器组合体上,即可实现提高室内空气的绝对湿度和相对湿度,实现热泵制热***加湿效果,由于能量回收装置在冬季运行时,也有回收污风湿量的功效,两项叠加湿效果可达到恒温恒湿目的;
由于整体式制冷结构的热交换器包括蒸发器-过冷器组合体和冷凝器可以按上下结构放置,为充分利用冷凝水作为加湿水和回收凝水潜热创造了条件,加上能量回收装置的能量湿量回收功能,使本机能成为无排水和不加水恒湿的最节能空气调节机组。
空气能量回收机芯还包括新风进口、新风出口、污风进口和污风出口;所述新风进口设置在新风通道的后下端,新风出口设置在新风通道的前上端,所述污风进口设置在污风通道的后上端,所述污风出口设置在污风通道的前下端;污风从室内循环排风口排至空气能量回收机芯的能量回收污风进口,污风进入空气能量回收机芯污风通道;新风从新风进口排至能量回收新风进口后进入空气能量回收机芯新风通道;污风和新风在空气能量回收机芯的污风通道和新风通道中进行隔膜能量和湿量交换,回收污风的能量和湿量;污风从能量回收污风出口排至冷凝器进风通道,与室外进风混合后冷却冷凝器,同时第二欠回收污风中的能量;新风从能量回收新风出口排至蒸发器-过冷器进风通道,与室内循环风在蒸发器-过冷器进风端混合,混合风到蒸发器-过冷器进行温度和湿度调节,通过室内回风管送到室内机进行空气净化,最后从室内机出风口排到室内,对室内空气进行适合人居条件的空气质量调节;
全性能空调整合机组具有体积小和热交换效率高的特点,在引进新风同时,采用了空气能量回收机芯对排风污风能量湿量进行了回收;空气能量回收机芯为一个热湿交换器,由网板和亲水传热膜组成,网板是隔膜正反放置,组成新风通道和污风两通道,污风和新风在隔膜通道中进行逆向流热湿传播;空气能量回收机芯可以回收65%以上排出污风能量和75%以上湿量,达到节能调温调湿的效果;与空调***的冷凝器连用时,能回收污风和除湿水全部能量,室内循环排风口的室内循环风和新风口进入的室外新风与蒸发器通道组成室内循环,进行能量和湿量交换,达到对室内空气的恒氧恒温恒湿目的;
由于排出污风中,有室内空气的能量,且引进新风也含有室外空气的能量,污风与新风的能量差形成双倍的能量损失,这部分能量损失通过能量回收装置和剩余污风能量冷却冷凝器进行全能量回收,达到节能目的。
全性能空调整合机组的风道结构的空气流程包括污风通道结构的空气流程、室外风通道结构的空气流程、新风通道结构的空气流程和室内循环风通道结构的空气流程:
(1)污风通道结构的空气流程为:在排风机的作用下,占总风量30%的排出污风经室内循环排风口、室内循环排风管和室内风进口进入室外机,污风从空气能量回收机芯的能量回收污风进口进入空气能量回收机芯的污风通道,与进入空气能量回收机芯新风通道的新风进行隔膜能量湿量交换,从空气能量回收机芯的能量回收污风出口绕过空气能量回收机芯,从侧壁绕到冷凝器背面,穿过排风机,在冷凝器进风通道,污风与从室外进风口进入室外机的室外风混合,与冷凝器进行能量交换,第二次回收污风能量,与室外风一起冷却冷凝器后,从室外排风口排到室外;室内进风量的排出风量能调节设计,污风进入室外机后,以空气能量回收机芯和冷凝器的风阻分配污风量和室内循环回风量;由于污风必经空气能量回收机芯和冷凝器两大风阻阻力影响,其污风量必小于室内循环回风量,由于室内循环回风要经历较长管道和空气净化器风阻的影响,必要时在能量回收污风出口处设置过滤器式风阻,以减小污风量增大室内循环回风量;排风机排出与新风几乎相等的室内污风到室外,达到室内外空气压力的平衡;
(2)室外风通道结构的空气流程为:在排风机的作用下,从室外进风口进入室外机的室外空气,绕到冷凝器背面,与从能量回收污风出口排出的占总风量30%的污风混合,混合气体穿过排风机和冷凝器,与冷凝器进行能量交换,回收剩余能量后,从室外排风口排出室外;室外进入的新风量由进风口大小的设计而定,不可调节;为了达到室内气压的平衡,吸入的新风与排出的室内污风相当;
(3)新风通道结构的空气流程为:新风在进风机的吸风作用下,含氧较高的新风从机箱下部背面进入室外机,从能量回收新风进口进入空气能量回收机芯新风通道,与通过空气能量回收机芯污风通道的污风空气进行隔膜逆向能量湿量交换,从空气能量回收机芯的新风出口流出,绕过隔板,与室内循环风汇合,混合风在蒸发器进行能量湿量交换,进行热湿交换产生恒温恒湿效果后,从背面的室内回风口、经室内循环回风管送入室内机,新风引进,实现了恒氧功能;
(4)室内循环风通道结构的空气流程为:在进风机作用下,占总量70%的污风从室内风进口进入室外机,经空气能量回收机芯右侧通道,与空气能量回收机芯新风出口出来的新风汇合,再经蒸发器-过冷器组合体、室内回风口、室内循环回风管排回室内机,在室内机空气净化恒净***净化处理,从室内机出风口排回室内。
蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N的空气流程为:
(1)蒸发器-过冷器空气通道M空气流程:蒸发器-过冷器空气通道M为新风通道和室内循环风通道的汇合通道;在进风机的吸风作用下,新风进风口引进的新风、经空气能量回收机芯的新风通道至蒸发器-过冷器空气通道M,室内循环风、即占总量70%的污风从室内风进口进入室外机,经空气能量回收机芯右侧通道过来后,也至蒸发器-过冷器空气通道M;新风与占总量70%的污风在蒸发器-过冷器空气通道M混合后,以不同温度混合风在蒸发器中进行热湿交换,然后经室内回风口,送到室内机净化后,再送入室内;在室外机与室内机安装距离 10m时,室内循环风的沿程阻力加大,室内循环风量会变小,为了保证室内循环风量的不足,应扩大室内循环风回流管道直径,按实际安装距离,每增加安装距离1m,增加室内循环风回流管直径5%,以保证全性能空调整合机组湿度整合即除湿和加湿、温度整合即制冷和制热功能的运行;
(2)冷凝器空气通道N的空气流程:冷凝器空气通道N为污风通道和室外风通道的汇合通道;在排风机的作用下,室外空气从室外进风口进入室外机、至冷凝器空气通道N;在排风机的作用下,室内占污风总量30%的污风经室内循环排风口、室内循环排风管和室内风进口进入室外机,被吸入空气从空气能量回收机芯上部后面的污风进口进入空气能量回收机芯污风通道,从空气空气能量回收机芯下部前面的污风出口排出,进入冷凝器空气通道N;室外空气和占污风总量30%的污风在冷凝器空气通道N混合,污风在冷凝器中进行第二次能量回收,与室外风一起冷却冷凝器后,从室外排风口排出室外;混合风和蒸发下流的冷凝水冷却冷凝器,同时回收污风和冷凝水的能量;
蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N均为汇合空气通道,对新风量与制冷热交换器散热风量采用冷却冷凝器的室外进风和新风进风的单独通道进行再调节后,完全解决了新风量与制冷***热交换器散热风量兼容性问题;采用能量回收装置与温度湿度整合***并联,风道双进单出技术,平衡蒸发器-过冷器空气汇合通道和冷凝器空气汇合通道中四种不同风量措施,加上排风***风量可调装置,利用能量回收技术,调整不同风量要求,将多种不同风量要求整合成排出污风、室外排出风、新风和室内循环风这四种不同风量,解决了供氧新风量与制冷除湿***蒸发器-过冷器散热风量的矛盾、制冷除湿***冷凝器散热风量与排出污风量的矛盾、产生除湿水风量与气化除湿水风量的矛盾、产生加湿水风量与气化加湿水风量的矛盾。
全性能空调整合机组的兼容***功能流程:所述制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能的运行流程为:
(1)所述制冷-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:水泵关、进风机开、排风机开、压缩机开、四通换向阀不上电、电磁阀A开、电磁阀B关、电磁阀C开、电磁阀D关,制冷***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、冷凝器、三通管A、电磁阀A、三通管B、毛细管、过冷器、三通管D、电磁阀C、三通管C、蒸发器,又经四通电磁阀、储存液罐回气口,又回到压缩机,此时,下蒸发器口为蒸发器进气口,上蒸发器口为蒸发器排气口;
(2)所述热泵制热-加湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机开、排风机开、压缩机开、水泵开、四通换向阀上电、电磁阀A开、电磁阀B关、电磁阀C开、电磁阀D关;热泵制热***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、蒸发器、三通管C、电磁阀C、三通管D、过冷器、毛细管、三通管B、电磁阀A、三通管A、冷凝器,又经四通换向阀、储存液罐回气口,回到压缩机,此时,上蒸发器口为蒸发器进气口,下蒸发器口为蒸发器排气口;上述运行过程中,蒸发器作为冷凝器使用,冷凝器与蒸发器作用相同;
(3)所述常温-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机开、排风机开、压缩机开、四通换向阀不上电、水泵关、电磁阀B开、电磁阀A关、电磁阀D开、电磁阀C关;常温-除湿兼容***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、冷凝器、三通管C、电磁阀D、三通管D、过冷器、毛细管、三通管B、电磁阀B、三通管C、蒸发器、又经四通换向阀、储存液罐回气口,回到压缩机,此时,下蒸发器口为蒸发器进气口,上蒸发器口为蒸发器排气口;
全性能空调整合机组包含了供氧、制冷、制热、除湿、加湿、空气净化、排污及空气能量回收等组合机组的新风通风与排污技术、人类宜居条件下的除湿与加湿技术、制冷与热泵制热技术、无臭氧空气净化及空气消毒技术、排污能量回收及制冷制热凝水能量回收技术、除湿水和加湿水能量回收技术。
制冷-除湿兼容***的具体功能运行流程为:
高温高湿状态需要制冷除湿,冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀下部进管,从四通换向阀上部左管排出;高温高压气体从上冷凝器口进入冷凝器,此时的过冷器功能是作为蒸发器的一部分,经冷凝器的进气分流管进入冷凝器两路散热管进行冷却凝缩,成气液混合冷媒,对冷凝器空气通道N进行散热,到汇集于冷凝器单管流道,经过冷却成高压低温冷媒流体,从冷凝器出液口流出,此时的过冷器功能是作为蒸发器的一部分;高压低温冷媒经三通管A和电磁阀A流至三通管B,进入毛细管节流,降压成低温低压冷媒液体,低温低压冷媒液体流到过冷器下过冷口进入过冷器;进入过冷器的低温低压冷媒液体在蒸发压力和蒸发温度下,吸热蒸发为气液混合冷媒体,冷媒吸热制冷、从上过冷器口流出;气液混合冷媒体经三通管D、电磁阀C和三通管C流入下蒸发器口,进入蒸发器回气分流管继续吸热蒸发,降低通过蒸发器-过冷器的空气通道的空气温度和绝对湿度,对空气进行降温和除湿,但空气的相对湿度反而会升高,只有在进入室内吸热才能降低室内空气的相对湿度,达到恒温恒湿效果;冷媒再经蒸发器排气汇总管进一步蒸发后,成为低压低温的冷媒气体,从上蒸发器口排出;低压低温的冷媒气体从四通换向阀的上部右管进入、上部中管流出,再经压缩机液气分离罐,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机,完成一个制冷除湿循环;蒸发器-过冷器空气通道M在制冷除湿循环时对较高湿度和温度的混合空气进行再冷却和再除湿处理,降低相对湿度的功能由高环境温度的传热升温得到处理。
热泵制热-加湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀的下部进管,从四通换向阀上部右管排出,至上蒸发器口进入蒸发器,经蒸发器排气汇总管进入蒸发器两路散热管,冷媒冷却凝缩后成气液混合冷媒,至蒸发器汇气分流管汇集后,从下蒸发器口流出;气液混合冷媒经三通管C、电磁阀C、三通管D,进入上过冷器口的单管流道;此时过冷器是蒸发器一部分,起冷疑作用,冷媒在过冷器中过冷成高压低温过冷流体后,从下过冷器口流出,进入毛细管节流,经三通管B和电磁阀A、流至三通管A,降压成低温低压液体;低温低压气液混合冷媒流到下冷凝器口进入冷凝器,经冷凝器单管流道吸热蒸发为冷媒气体,在冷凝器汇流管的冷凝器两路散热管中继续蒸发,成低压低温的冷媒气体,再经冷凝器进气分流管,自上冷凝器口流出冷凝器;室内排出空气与室外进入空气在冷凝器中冷却时降低绝对湿度,凝结出液态水,液态水被水泵打到过冷器和蒸发器上部的漏水盘,洒向过冷器-蒸发器,被过冷器-蒸发器加热蒸发成水蒸汽,送到室内,对室内升温加湿,达到恒温恒湿效果;在冷凝器中流出的低压低温的冷媒气体从四通换向阀的上部左管流入四通换向阀,又从上部中管从四通换向阀流出,经压缩机液气分罐,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机,完成一个制热加湿循环;在本***热泵制热加湿流程中,运行方向与制冷除湿***的方向相反,蒸发器为散热器,起到冷凝器的功效;过冷器作为蒸发器的后部,实际上是蒸发器的一部分,增加了蒸发器的散热面积,提高了蒸发器的制热能力;本***是对蒸发器-过冷器上的水加热蒸发,对通过蒸发器-过冷器的空气加热升温,对室内有恒温恒湿功效;在冬季热泵制热过程没有加湿功能,其绝对湿度不变,而是相对湿度降低过程;分析热泵制热***,冷凝器有降温除湿产生凝水现象,而室内侧热交换器只是因加热升温而降低了相对湿度,而绝对湿度并没有降低;制热循环时对除湿水进行加热气化,同时对混合空气加热升温,通过蒸发器处理后的混合空气,经过冷器进行再处理,过冷器在常温除湿循环时,对混合除湿空气加热升温,以降低混合空气的相对湿度;制热加湿模式运行时,冷凝器产生的除湿水,经水泵和导水管引到蒸发器-过冷器组合体顶部的接水盘,由于冬季空气中水分不多,接水盘上有较小的分流孔,能直接将除湿水全部气化,进风机和管道将气化后的水气送回室内,对室内加湿,由于通过蒸发器气化的除湿水中,有30%来至室外进风,加湿水量除了能保持室内空气水分不流失外,还增加了室外进风中的湿量,新风进入室外机的空气能量回收装置时,回收了排出污风的能量和湿量,高湿量的新风加上室外进风冷凝水气化湿量,提高了进入室内空气的湿量,且回到室内湿量会递增式的增加,即使在湿度较低的冬天,在不另外增加加湿水量情况下,也能达到恒湿目的。
常温-除湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀下部进管,从四通换向阀上部左管排出;高温高压气体从上冷凝器进气口进入冷凝器,通过冷凝器的进气分流管进入冷凝器两路散热管、进行冷却凝缩成气液混合冷媒,到汇集于冷凝器单管流道、经过冷却成高压中温流体,从下冷凝器口流出;高压中温冷媒经三通管A、电磁阀D、三通管D,成为高压中温冷媒流入上过冷器口,冷媒在过冷器降温成为高压低温过冷液体冷媒,使冷媒降温时放出热量,加热过冷器外部空气,来到蒸发器的高相对湿度的低温空气,经过冷器得到加热,空气的相对湿度得到降低,温度回升后,流入室内,达到不降温、恒温、恒湿效果;高压低温过冷液体冷媒从下过冷器口流至毛细管节流,降压成低温低压液体;低温低压冷媒液体经三通管B、电磁阀B和三通管C,流入下蒸发器口,经蒸发器回流分流管,进入混合空气通道的蒸发器,冷媒在蒸发器中蒸发吸热,降低流入蒸发器外部空气的温度和绝对湿度,但空气的相对湿度反而会升高,使蒸发器外部空气经过冷器外部时,被加温降低相对湿度后,送到室内;冷媒充分蒸发成低温低压气体后,从蒸发器上部的蒸发器排气汇总管排出到四通换向阀上部右管,从四通换向阀上部中管吸入压缩机液气分流器,回到压缩机,完成一个常温除湿循环;
本全性能空调整合机组在蒸发器降温降低绝对湿度后,经过过冷器主动加热降低相对湿度,进入室内空气回温到常温状态,达到了常温除湿效果;此功能解决了普通制冷除湿机高温污染问题,又解决了空调器梅雨季节回温除湿问题,整合在梅雨季不停机连续除湿,达到常温高湿工况下的恒温恒湿功能。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明在空调器制冷技术的基础上,增加了常温除湿功能,增加了过冷器,提高了制冷和制热能力,设置了蒸发器-过冷器空气混合通道和冷凝器空气混合通道,使本全性能空调整合机组具备制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能;将污风风量、蒸发器-过冷器热交换风量(包含室内循环回风风量和新风量)、冷凝器热交换风量(包含排出污风风量和室外进风风量)、回收除湿水气化热所需风量、加湿***凝水风量、空气净化风量、供氧新风量”等多种风量组合在新风通道和排风通道中;全面替代空气能量回收装置、热泵空调器、新风除湿机、加湿器、新风净化器的功能、性能及其高效性;不仅能在有限空间内引进新风,有恒氧功能,还能实现恒温、恒湿、恒压、恒静、恒匀、恒洁和能量回收功能,达到七恒功效,实现七恒机的理想机型。具体为:
(1)恒温:替代空气调节器,实现有限空间的恒温功能;采用了常温除湿功能***,即使在梅雨季节的除湿时,也能实现恒温功效;蒸发器为双排结构,***内采用双进双出和中段交叉并联换热结构,双排结构与双进双出并联结构可提高蒸发速度,中段交叉结构能平衡并联传热效果均匀性,达到提高蒸发器传热效果目的;
制冷和除湿功能时,进气端采用冷凝器进气分流管将进入冷凝器的高温高压冷媒气体,分两路进入冷凝器,使冷媒尽快进入冷凝器进行热交换,冷却后的冷媒迅速凝缩后由冷凝器汇流管汇集为一路进行较长流程的过冷,能提高冷凝器的散热功效;由于“蒸发器”增加了“过冷器”部分,可以得到更低的过冷度冷媒,提高蒸发器的制冷能力,提高了制冷制热的恒温效果。
(2)恒湿:制热加湿模式运行时,冷凝器产生的除湿水,经水泵和导水管引到蒸发器顶部的接水盘,由于冬季空气中水分不多,接水盘上有较小的分流孔,能直接将除湿水全部气化,进风机和管道将气化后的水气送回室内,对室内加湿即使在湿度较低的冬天,在不另外增加加湿水量情况下,也能达到恒湿目的;
过冷器相对提高了制冷机的制冷效果,因此对制冷***的除湿能力有所提高,过冷器具有冷凝高温冷媒的过冷功效,并兼有降低除湿能耗的节能效果,对经过蒸发器降温除湿后的低温高湿空气进行加热,使进入室内的空气回温到常温低湿空气,达到梅雨季常温除湿、常温除湿,这是所有除湿器和空调器都没有的功能,在任何条件都能满足恒湿效果,可全面替代除湿机和加湿器,实现有限空间无加排水的恒湿功能。
(3)恒氧和能量回收:替代新风机和能量回收装置,实现有限空间的能量回收功能:采用除湿水能量的回收,且回收的能量是制冷机的消耗能量,回收量远大于只对排出污风能量的回收量;回收利用了排除污风的显热能量,同时回收利用了除湿水的低温显热量和气化潜热量;一台2000制冷量的全性能空气整合及能量回收机组可回收除湿水能量和污风余热达 1232w,占制冷量的61.6%,回收效率达61.6%,实现了恒氧和能量全回收功能;
本机整体式制冷结构的热交换器按上、下结构放置,为充分利用冷凝水作为加湿水和回收凝水潜热创造了条件,加上能量回收装置的能量湿量回收功能,使本机能成为无排水和不加水恒湿的最节能空气调节机组。
(4)恒压:新风引进和污风排出量的可调性,实现有限空间的恒压功能:全性能空气整合及能量回收机组的新风引进或污风排出中一种风量设计为可调结构,即可实现恒正压、恒负压和零压差的恒定,室内循环和污风排出量采用电动或手动风阀,可自动或手动保持室内外气压的恒定功能;
本全性能空调整合机组采用了冷凝器空气混合通道调节***,既回收了排出污风的能量,又能满足机组制冷制热和除湿加湿运行时冷凝器风量要求;通过对除湿水量和加湿水量气化热的回收利用和污风能量的全回收利用,缩小了部分新风量与制冷除湿所需风量的差异,排风机排出与新风几乎相等的室内污风到室外,达到室内外空气压力的平衡。
(5)恒静:主机安装室外,实现室内空间的恒静功能;机组的动力***都在室外机,室外机实际上就是一个改型的整体式空调器,这样的安装方式,机组使用侧室内的噪声低,达到恒静的噪声级别;
本机的制冷***和风机***装置在室外机中,室内机和两个排风口都没有动力源,室内无动力噪声源;室内只有流动空气和微静电净化器的微弱噪声,比单独的空调器、除湿机、加湿器、空气能量回收装置、空气净化器等装置的噪声都小,实现室内空间的恒静功能。
(6)恒匀:室内进排风调节多点式远距离管道送风,实现室内空间恒匀功能;室内机安装在比人略高的位置,且室内机在室内只有出风没有回风,室内循环回风和新风的回风在室内机与室外机的室内回风进口管道中,不可能在室内机附近形成空气短路;室内循环排风口安装在室内墙的下部,室内循环回风口在室内机背后室内墙中部,冷空气和热空气都只能在室内机出风口以下的区域对流,室内不会出现空气流动的死角,至于室内机出风口上部为无人享用区,空气不流到上部区域反而能节省能量,没有负面影响;全性能空气整合及能量回收机组实现了室内有用空间的恒匀功能。
(7)恒洁:微静电空气净化器替代HEPA过滤式空气净化器,实现有限空间的恒洁功能:全性能空调整合机组采用无臭氧的微静电净化器,它的风阻只有HEPA净化器的2%~10%,更主要的是具有长效性和再生能力,微静电净化器除了净化空气外,还有较强的杀菌能力;全性能空调整合机组采用微静电净化器可以达到恒洁要求。
(8)降低成本效益:
①节约产品购买成本,能替代除湿机、加湿机、热泵空调机组、空气能量回收装置、新风机和空气净化器,设备成本约8000元,用电量约700W,与组合七恒专业产品设备比较,成本降低了60%,使用成本降低了50%,由于主设备安装在室外,基本不占用室内空间,
②节电,采用全性能空气整合及能量回收机组进行七恒运行时,最大耗电量只有700w,节电50%;
③节水,全性能空气整合及能量回收机组不需要供水排水设备,除湿水气化后从空中排出室外,加湿水从空中来气化后对室内加湿。
高效节能的“全性能空调整合机组”是实现空气性能整合的有效方案,利用全性能空气整合***空气流动方向和湿空气的显热潜热变化,可以获得较高的能量回收效果和温度整合、湿度整合、供氧排污、建筑物家俱产生有害气体排除及空气净化的功能,是理想的综合性封闭环境空气质量整合设备。
附图说明
图1-1是:本发明总装主视图;
图1-2是:本发明与墙体安装主视图;
图2-1是:室内机主视图;
图2-2是:室内机左视图;
图2-3是:室内机立体图;
图3-1是:室内循环排风口主视剖视图;
图3-2是:室内循环排风口右视图;
图3-3是:室内循环排风口立体图;
图4-1是:本发明室外机主视方向立体图;
图4-2是:本发明室外机主视方向立体图(除面板和顶板);
图4-3是:本发明室外机右视图(除外箱板);
图5是:本发明室外机后视图(无箱体后侧的左右侧板);
图6-1是:本发明室外机后视方向立体图(除外箱板和顶板)
图6-2是:图6-1的A部放大图;
图7-1是:制冷***连管图;
图7-2是:制冷***连管立体图;
图7-3是:图7-2的B部放大图;
图8-1是:四通换向阀不通电时的运行图;
图8-2是:四通换向阀通电时的运行图;
图9-1蒸发器和过冷器组合体右视图;
图9-2蒸发器和过冷器组合体立体图;
图10-1是:冷凝器右视图;
图10-2是:冷凝器立体图;
图11-1是:F-st电磁阀和三通管组件组合主视图;
图11-2是:F-st电磁阀和三通管组件组合立体图;
图12-1是:污风通道结构框图;
图12-2是:室外风通道结构框图;
图12-3是:新风通道结构框图;
图12-4是:室内循环风通道结构框图;
图13-1是:蒸发器-过冷器空气通道结构框图;
图13-2是:冷凝器空气通道接构框图;
图14-1是:制冷-除湿兼容***与空气流通***图(此时,过冷器起蒸发器作用);
图14-2是:热泵制热加湿功能运行***与空气流通***图(此时,过冷器起冷凝器作用);图14-3是:常温-除湿兼容***功能运行与空气流通***图(此时,过冷器起冷凝器作用)。附图标记说明:室外机1、箱体101、新风进风口10101、室内风进口10102、室内回风口10103、室外进风口10104、室外排风口10105、空气能量回收机芯102、新风进口10201、新风出口 10202、污风进口10203、污风出口10204、室内机2、室内机出风口201、室内机机壳202、护网203、室内循环回风口204、控制显示屏205、室内循环回风管3、室内循环排风口4、进风口401、风量调节杆402、室内循环排风管5、空气净化恒净***6、微静电净化器601、粗效过滤器602、恒温恒湿***7、制冷结构701、冷凝器70101、上冷凝器口70101A、冷凝器进气分流管70101B、冷凝器汇流管70101C、冷凝器单管流道70101D、下冷凝器口70101E、过冷器70102、上过冷器口70102A、下过冷器口70102B、蒸发器70103、下蒸发器口70103A、蒸发器回气分流管70103B、蒸发器两路散热管70103C、蒸发器排气汇总管70103D、上蒸发器口70103E、排风机70104、进风机70105、压缩机70106、压缩机排气口70106A、四通换向阀70107、下部进管70107A、上部左管70107B、上部中管70107C、上部右管70107D、毛细管70108、F-st桥式电磁阀组70109、液气分离罐701010、液气分离罐回气口701010A、水循环结构702、底盘70201、漏水盘A 70202、漏水盘B 70203、水泵70204、送水管70205、吸水管70206、空气通道M 8、空气通道N 9、墙体12、电磁阀A F1、电磁阀B F2、电磁阀 C F3、电磁阀D F4、三通管A S1、三通管B S2、三通管C S3、三通管D S4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
如图1-1至图14-3所示,全性能空调整合机组及其风道结构;如图1-1所示,包括室外机1、室内机2、室内循环回风管3、室内循环排风口4、室内循环排风管5,所述室内循环排风口4是从室内往室外机1排风的风口;所述室内机2通过室内循环回风管3与室外机1 连接,所述室内循环排风口4通过室内循环排风管5与室外机1连接;所述室外机1包括箱体101和空气能量回收机芯102,所述箱体101包括箱体101正面、箱体101反面和箱体101 右侧面,所述空气能量回收机芯102包括新风通道和污风通道;
如图4-1至图6-2所示,所述室外机1还包括恒温恒湿***7,室外机1具有全性能空气整合功能及能量回收功能,所述恒温恒湿***7、空气能量回收机芯102设置在箱体101内;所述恒温恒湿***7包括制冷结构701和水循环结构702;
如图7-1至图7-3所示,所述制冷结构701为整体式制冷结构701,包括冷凝器70101、过冷器70102、蒸发器70103、排风机70104、进风机70105、压缩机70106、四通换向阀70107、毛细管70108、F-st桥式电磁阀组70109;
如图4-2、图5、图6-1所示,所述水循环结构702包括底盘70201、漏水盘A 70202、漏水盘B 70203、水泵70204、送水管70205、吸水管70206;所述底盘70201设置在箱体101 底部,所述漏水盘A 70202设置在箱体101顶部、蒸发器70103-过冷器70102组合体上方,所述漏水盘B 70203设置在箱体101中部、蒸发器70103-过冷器70102组合体与冷凝器70101 之间;水泵70204和漏水盘通过送水管70205连接,水泵70204和底盘70201通过吸水管70206连接;
如图4-1至图6-2所示,整体式制冷结构701的蒸发器70103、过冷器70102和冷凝器70101按上下结构放置,所述过冷器70102和蒸发器70103组成蒸发器70103-过冷器70102组合体、为换热器,所述冷凝器70101设置在漏水盘B 70203下方,所述蒸发器70103-过冷器70102组合体设置在漏水盘B 70203上方;所述压缩机70106设置在箱体101左部下方,所述四通换向阀70107设置在箱体101左部的中间,所述毛细管70108、F-st桥式电磁阀组 70109和三通管组件设置在箱体101左部上方;所述空气能量回收机芯102设置在箱体101 右部;
如图5、图6-1和7-2所示,所述排风机70104设置在冷凝器70101左侧、箱体101的中间下部;如图6-1所示,所述进风机70105设置在蒸发器70103左侧、箱体101的中间上部,两个风机的风流方向相反,排风机70104向室外方向排风,进风机70105向室内方向送风;
如图4-1、图4-2和图4-3所示,所述室外机1的箱体101还包括新风进风口10101、室内风进口10102、室内回风口10103、室外进风口10104、室外排风口10105;室内循环风是指从室内进入室外机1后、分流至蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8、循环排回室内机2的部分室内风,排出污风是指从室内进入室外机1后、分流至冷凝器70101空气通道N 9、排出室外的部分室内风;所述新风进风口10101设置在空气能量回收机芯102后侧的箱体101上,新风进风口10101是室外新风进入空气能量回收机芯102新风通道的风口,所述室内风进口10102设置在箱体101后面,室内风进口10102是室内污风进入室外机1的风口,所述室内回风口10103设置在箱体101后面,室内回风口10103是新风和室内循环风经蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8、排回室内机2的风口;所述室外进风口10104设置在箱体101正面的左侧,室外进风口10104是把室外风引进至冷凝器70101空气通道N 9、起到散热作用的风口,室外进风口10104上设置有导风板,所述导风板包括导风片,为了防止雨水的进入,室外进风口10104的导风片向下设置;所述室外排风口10105设置在箱体101正面的中间下部、排风机70104前方,室外排风口10105是排出经冷凝器70101空气通道N 9进行过热交换后、排出室外进风与部分污风混合的风口;
所述蒸发器70103-过冷器70102组合体内形成蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8;蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8为新风和室内循环风的汇合通道;过冷器70102主要用于梅雨季降低制冷除湿空气出风相对湿度,减小除湿机除湿空气高温而设置的中间换热器,对高温天气能靠墙体12传热降低相对湿度时,过冷器70102应转换为制冷功能,冬天制热加湿时,过冷器70102应转换为加热功能;在正常制冷和制热时还原为蒸发器70103或冷凝器70101功能;
冷凝器70101是换热器、形成冷凝器70101空气通道N 9,所述冷凝器70101空气通道N 9为污风和室外风的汇合通道,用于冷却冷凝器70101的室外进风量为恒定风量,不用调节,室外风量已足够冷凝冷却风量;用于冷却冷凝器70101的污风风量可对室内排风量的风阀进行调节,此风量以满足蒸发器70103的室内循环风为主,污风用于冷却冷凝器70101主要是第二次回收其剩余能量;污风与室外进风的混合风用于冷凝器70101的冷却降温,同时第二次回收污风能量;
风道结构还包括室外风通道、室内循环风通道;
污风通道、室外风通道、新风通道、室内循环风通道、蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8和冷凝器70101空气通道N 9的具体结构为:
(1)污风通道结构、即污风通过冷凝器70101排出室外的风道结构:如图12-1所示,包括依次连接的室内循环排风口4、室内循环排风管5、室内风进口10102、空气能量回收机芯 102、排风机70104、冷凝器70101、室外排风口10105;
(2)室外风通道结构、即室外进风通过冷凝器70101排出室外的风道结构:如图12-2 所示,包括依次连接的室外进风口10104、排风机70104、冷凝器70101和室外排风口10105;
(3)新风通道结构、即新风通过蒸发器70103-过冷器70102组合体送入室内的风道结构:如图12-3所示,包括依次连接的新风进风口10101、空气能量回收机芯102新风通道、蒸发器70103-过冷器70102组合体、进风机70105、室内回风口10103、室内循环回风管3、室内机2;
(4)室内循环风通道结构、即部分室内污风通过蒸发器70103-过冷器70102组合体送入室内的风道结构:如图12-4所示,包括依次连接的室内风进口10102、空气能量回收机芯102 右侧通道、蒸发器70103-过冷器70102组合体、进风机70105、室内回风口10103、室内循环回风管3、室内机2;
(5)蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8结构、即新风和部分室内风混合后通过蒸发器70103-过冷器70102组合体送入室内的风道结构,如图13-1所示,为新风进风口10101 和空气能量回收机芯102新风通道连接结构,与室内风进口10102和空气能量回收机芯102 右侧通道连接结构并联后,再与蒸发器70103-过冷器70102组合体、室内回风口10103、室内循环回风管3和室内机2连接的结构;
(6)冷凝器70101空气通道N 9结构、即部分污风和室外进风混合后通过冷凝器70101 排出室外的风道结构,如图13-2所示,为室内循环排风口4、室内循环排风管5、室内风进口10102和空气能量回收机芯102连接结构,与室外进风口10104并联后,再与排风机70104、冷凝器70101和室外排风口10105连接的结构;
本全性能空调整合机组采用了新风与冷凝器70101风量的室外双风道进风,并利用了能量回收双风道兼容的***,获得了新风量、排出污风量、制冷***的蒸发器70103风量和冷凝器70101风量的兼容性;新风引进量和污风排出量与制冷***风量兼容风道设计克服了新风量与制冷、制热、加湿、除湿风量不兼容的技术难点,实现了一机组对人居环境全性能的整合和全能量回收的高效节能;
本全性能空调整合机组具备制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能;全性能空调整合机组具有恒温、恒湿、恒净、恒氧、能量回收5大主要功能,安装和风量设计还有恒静、恒压、恒匀的效果。
如图1-2所示,所述全性能空调整合机组的整体结构组装效果为:所述室内机2和室内循环排风口4设置在室内,所述室外机1设置在室外,所述室内循环回风管3的一端与室外机1连接,另一端穿过墙体12与室内机2连接,所述室内循环排风管5的一端与室外机1连接,另一端穿过墙体12与室内循环排风口4连接;从机组的安装状态看,机组的动力***都在室外机1,这样的安装方式,机组使用侧室内的噪声低,达到恒静的噪声级别;整体式制冷结构701解决了安装时的***抽真空充冷媒的工序,具有整机性能稳定和减小泄漏冷媒因素的可靠性;
室内机2安装在比人略高的位置,且室内机2只有向室内送风、有室内机出风口201,没有排风,不可能在室内机2附近形成空气短路;室内空气的室内机出风口201和回风的室内循环排风口4分开安装在内墙的下部和中部,冷空气和热空气都只能在室内机出风口201 以下的区域对流,室内不会出现空气流动的死角,至于室内机出风口201上部为无人享用区,空气不流到上部区域反而能节省能量,没有负面影响;全性能空气整合及能量回收机组实现了室内有用空间的恒匀功能。
如图2-1至图2-3所示,所述室内机2的安装和结构为:室内机2安装在室内墙上,室内机2包括室内机机壳202、空气净化恒净***6、护网203、室内循环回风口204、室内机出风口201和控制显示屏205;所述空气净化恒净***6包括微静电净化器601、粗效过滤器 602;室内机2的主要功能是向室内输送经冷热湿量处理和净化处理的新风和回风的混合风;
如图3-1至图3-3所示,所述室内循环排风口4包括进风口401、风量调节杆402,室内循环排风口4为可调节风口,安装在室内墙通孔上;室内循环风量和污风排出风量由风量调节杆402调节,能自动保持室内外气压的恒压功能,所述风量调节杆402为手动风阀,当然,风量调节杆402也可为自动风阀;室内机2是实现多功能的最终机构,通过室内机2排出空气与室内循环排风口4排入风量的合理匹配,来实现恒温、恒湿、恒氧、恒压、恒静、恒洁、恒均功效;
室内机2的室内循环回风口204通过室内循环回风管3与室外机1的室内回风口10103 连接,室内循环排风口4通过室内循环排风管5与室外机1的室内风进口10102连接,使室外机1功能能够在室内实施;空气净化恒净***6能替代HEPA过滤式空气净化器,实现有限空间的恒洁功能:全性能空调整合机组采用无臭氧的微静电净化器601,它的风阻只有HEPA 净化器的2%~10%,更主要的是具有长效性和再生能力,微静电净化器601除了净化空气外,还有较强的杀菌能力;全性能空调整合机组采用微静电净化器601可以达到恒洁要求;
室内机2的主要功能是对从室外机1的排入新风和室内循环风进行净化处理,新风和室内循环风混合空气经室内回风口10103进入内机壳,所述护网203的作用是过滤从室外外机进入的较大颗粒物,排至粗效过滤器602净化PM10以上的空气颗粒物,排至微静电净化器 601对空气中小于PM2.5空气颗粒物及病毒病菌进行净化处理,达到人居环境要求的空气温度和湿度后、经进风机70105和新风与室内循环风混合风回风口和连接管道排到室内机2,进行净化处理后排到室内,进一步达到人居环境要求的空气洁净度要求,最后从室内机出风口201排到室内,使室内空气达到恒温、恒湿、恒洁的目的。
如图7-1至图7-3所示,所述压缩机70106上端设置有压缩机排气口70106A,压缩机70106 一侧设置有与压缩机70106连通的压缩机70106液气分离罐701010,所述压缩机70106液气分离罐701010上方设置有液气分离罐回气口701010A;所述过冷器70102上端设置有上过冷器口70102A,过冷器70102下端设置有下过冷器口70102B;
如图8-1、图8-2所示,所述四通换向阀70107包括下部进管70107A、上部左管70107B、上部中管70107C和上部右管70107D;四通换向阀70107在不上电时,压缩机70106的下部进管70107A与上部左管70107B连通,上部右管70107D与上部中管70107C连通;四通换向阀70107在上电时,压缩机70106的下部进管70107A与上部右管70107D连通,上部左管70107B 与上部中管70107C连通。
如图9-1、图9-2所示,所述蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8一端与新风进风口10101和室内风进口10102相连通,另一端与室内回风口10103相连通;采用热泵制冷***原理,将空调器和除湿机的蒸发器70103整合为过冷器70102和蒸发器70103两个功能不同的热交换器;所述蒸发器70103下端设置有下蒸发器口70103A和蒸发器回气分流管70103B,蒸发器70103内部设置有蒸发器两路散热管70103C,蒸发器70103上端设置有蒸发器排气汇总管70103D和上蒸发器口70103E,下蒸发器口70103A、蒸发器回气分流管70103B、蒸发器两路散热管70103C、蒸发器排气汇总管70103D和上蒸发器口70103E依次连接;蒸发器70103 为双排结构,***内采用双进双出和中段交叉并联换热结构;双排结构与双进双出并联结构可提高蒸发速度,中段交叉结构能平衡并联传热效果均匀性,达到提高蒸发器70103传热效果目的;
所述过冷器70102上端设置有上过冷器口70102A,过冷器70102下端设置有下过冷器口 70102B;过冷器70102是本机组的兼容性整合设计,过冷器70102为单排结构,散热面积只有蒸发器70103的50%;在恒温恒湿***7中,过冷器70102有两种功能,在一般的制冷、制热和除湿、加湿功能中,过冷器70102只是蒸发器70103的一部分,其功能与蒸发器70103相同;只在常温高湿梅雨季节除湿功能中,才发挥过冷器70102功能,是冷凝高温冷媒的过冷功效,并兼有降低除湿能耗的节能效果,对经过蒸发器70103降温除湿后的低温高湿空气进行加热,使进入室内的空气回温到常温低湿空气,达到梅雨季常温除湿目的;过冷器70102 与蒸发器70103在同一通风通道,因此过冷器70102风量应与蒸发器70103风量完全相同,所不同的是过冷器70102进风温湿度与蒸发器70103的温湿度,过冷器70102通过的是蒸发器70103出风温湿度;在不高的常温环境温度的制冷***中,过冷器70102处于冷凝器70101 末端的加热功能,可以进一步降低冷凝器70101出来的冷媒过冷温度,热负荷不太大,尽管过冷器70102提高了空气温度,由于降低了冷媒的过冷温度,相对提高了制冷机的制冷效果,因此对制冷***的除湿能力有所提高;
引进新风的湿度调节和温度调节都是通过蒸发器70103和过冷器70102进行处理,为了达到制冷量要求,蒸发器70103所需要的风量为304m3/h,是新风量的3倍,除了新风量外,蒸发器70103会用大部分室内排出的循环风量,蒸发器70103所需风量为新风量和室内排出循环风回用量之和。
如图10-1、图10-2所示,所述冷凝器70101包括上冷凝器口70101A、冷凝器进气分流管70101B、冷凝器汇流管70101C、冷凝器单管流道70101D和下冷凝器口70101E,所述冷凝器汇流管70101C包括冷凝器70101两路散热管;冷凝器70101空气通道N 9包括冷凝器70101新风通道和冷凝器70101污风通道;制冷和除湿功能时,进气端采用冷凝器进气分流管70101B 将进入冷凝器70101的高温高压冷媒气体,分两路进入冷凝器70101,使冷媒尽快进入冷凝器70101进行热交换,冷却后的冷媒迅速凝缩后由冷凝器汇流管70101C汇集为一路进行较长流程的过冷,能提高冷凝器70101的散热功效;
冷凝器70101采用混流逆向流板式能量回收装置;排出污风量应与引进新风量基本相等,保持了室内外气压基本相等的原则,在能量回收装置中污风与新风进行第一次能量回收后,污风的温度有所提高,但此时污风的温度仍高于冷却冷凝器70101的室外进风温度,冷却冷凝器70101后排出机组的污风温度远高于室内污风温度,通过污风冷却冷凝器70101的第二次能量回收,实现了污风全能量回收;本全性能空调整合机组采用了冷凝器70101空气汇合通道调节***,既回收了排出污风的能量,又能满足机组制冷制热和除湿加湿运行时冷凝器 70101风量要求,实现室内的恒压功能。
如图11-1、图11-2所示,所述电磁阀是个电磁阀桥式控制组件,控制各电磁阀的通断,可改变内部冷媒流动方向,电磁阀包括电磁阀A F1、电磁阀B F2、电磁阀C F3、电磁阀DF4;所述三通管组件包括三通管A S1、三通管B S2、三通管C S3、三通管D S4;每个三通管的中间管口为冷媒流进流出接口,控制各连接电磁阀的通断,可改变三通管进出方向,三通管A S1的中间管口与下冷凝器口70101E相联,三通管B S2的中间管口与毛细管70108的一端相联,三通管C S3的中间管口与下蒸发器口70103A相联,三通管D S4的中间管口与上过冷器口70102A相联;
制冷结构701采用F-st桥式电磁阀组70109,通过与蒸发器70103、过冷器70102和冷凝器70101相适应的恒温恒湿兼容性整合,实现制冷-除湿兼容***功能、制热-加湿兼容***功能、常温-除湿兼容***功能;由于加湿水和除湿水气化潜热的回收利用,降低了制冷除湿***冷凝器70101和蒸发器70103风量需求量,采用电磁阀对功能***的兼容性进行整合,增加了制冷除湿量和制热加湿量,达到了一机即可对房间空气新鲜度、空气湿度、空气温度、空气洁净度综合性能进行调节控制的目的。
如图7-1至图7-3所示,所述压缩机70106、四通换向阀70107和F-st桥式电磁阀组70109 均按制冷量大小进行设计,本机名义制冷量2000w,除湿量:D=(ρnc-ρnj)MZS=13.26kg/h,新风量设计为90m3/h,选压缩机70106为1P压缩机70106,选四通换向阀70107为1P四通换向阀70107,选F-st桥式电磁阀组70109为1P F-st桥式电磁阀组70109。
如图4-2和图5所示,所述箱体101结构和水循环***为:如图6-1、图6-2所示,箱体101 内还设置有结构隔板A,结构隔板B,所述结构隔板A设置在箱体101左部与中部之间,所述结构隔板B设置在箱体101右部与中部之间;箱体101内还设置有保温泡沫件(图中未显示);
漏水盘B 70203将蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8和冷凝器70101空气通道N 9 分成上下两层,上层的蒸发器70103下方漏水盘B 70203的漏水孔直接与冷凝器70101上端面相接;通过对除湿水量和加湿水量气化热的回收利用和污风能量的全回收利用,缩小了部分新风量与制冷除湿所需风量的差异;
常温除湿和制冷除湿模式运行时,蒸发器70103产生的除湿水可均匀分流到冷凝器 70101,并被冷凝器70101加热气化,除湿水在冷凝器70101中被加热气化,排出污风能量和除湿水能量在这里得到回收应用,与外风一起对冷凝器70101进行冷却,以降低全性能空调整合机组的功率,可以得到更低的过冷度冷媒,提高蒸发器70103的制冷能力;被气化的除湿水水气和混合风一起从室外排风口10105排出机外;制热加湿循环时,冷凝器70101将通过的混合风的除湿水回收到底盘70201下部的贮水箱,用水泵70204送到蒸发器70103顶部的漏水盘A 70202,通过漏水盘A 70202的小孔排到蒸发器70103气化后对室内加湿;
制热加湿运行时,水泵70204打开,把冷凝器70101的凝水用水泵70204打到蒸发器70103-过冷器70102组合体上,即可实现提高室内空气的绝对湿度和相对湿度,实现热泵制热***加湿效果,由于能量回收装置在冬季运行时,也有回收污风湿量的功效,两项叠加湿效果可达到恒温恒湿目的;
由于整体式制冷结构701的热交换器包括蒸发器70103-过冷器70102组合体和冷凝器 70101可以按上下结构放置,为充分利用冷凝水作为加湿水和回收凝水潜热创造了条件,加上能量回收装置的能量湿量回收功能,使本机能成为无排水和不加水恒湿的最节能空气调节机组。
如图4-1和图6-2所示,空气能量回收机芯102还包括新风进口10201、新风出口10202、污风进口10203和污风出口10204;所述新风进口10201设置在新风通道的后下端,新风出口10202设置在新风通道的前上端,所述污风进口10203设置在污风通道的后上端,所述污风出口10204设置在污风通道的前下端;污风从室内循环排风口4排至空气能量回收机芯102 的能量回收污风进口10203,污风进入空气能量回收机芯102污风通道;新风从新风进口10201 排至能量回收新风进口10201后进入空气能量回收机芯102新风通道;污风和新风在空气能量回收机芯102的污风通道和新风通道中进行隔膜能量和湿量交换,回收污风的能量和湿量;污风从能量回收污风出口10204排至冷凝器70101进风通道,与室外进风混合后冷却冷凝器 70101,同时第二欠回收污风中的能量;新风从能量回收新风出口10202排至蒸发器70103- 过冷器70102进风通道,与室内循环风在蒸发器70103-过冷器70102进风端混合,混合风到蒸发器70103-过冷器70102进行温度和湿度调节,通过室内回风管送到室内机2进行空气净化,最后从室内机出风口201排到室内,对室内空气进行适合人居条件的空气质量调节;
全性能空调整合机组具有体积小和热交换效率高的特点,在引进新风同时,采用了空气能量回收机芯102对排风污风能量湿量进行了回收;空气能量回收机芯102为一个热湿交换器,由网板和亲水传热膜组成(为现有技术,不再赘述),网板是隔膜正反放置,组成新风通道和污风两通道,污风和新风在隔膜通道中进行逆向流热湿传播;空气能量回收机芯102可以回收65%以上排出污风能量和75%以上湿量,达到节能调温调湿的效果;与空调***的冷凝器70101连用时,能回收污风和除湿水全部能量,室内循环排风口4的室内循环风和新风口进入的室外新风与蒸发器70103通道组成室内循环,进行能量和湿量交换,达到对室内空气的恒氧恒温恒湿目的;
由于排出污风中,有室内空气的能量,且引进新风也含有室外空气的能量,污风与新风的能量差形成双倍的能量损失,这部分能量损失通过能量回收装置和剩余污风能量冷却冷凝器70101进行全能量回收,达到节能目的。
全性能空调整合机组的风道结构的空气流程包括污风通道结构的空气流程、室外风通道结构的空气流程、新风通道结构的空气流程和室内循环风通道结构的空气流程:
(1)污风通道结构的空气流程为:如图1-1、图4-1、图5和图12-1所示,在排风机70104 的作用下,占总风量30%的排出污风经室内循环排风口4、室内循环排风管5和室内风进口 10102进入室外机1,污风从空气能量回收机芯102的能量回收污风进口10203进入空气能量回收机芯102的污风通道,与进入空气能量回收机芯102新风通道的新风进行隔膜能量湿量交换,从空气能量回收机芯102的能量回收污风出口10204绕过空气能量回收机芯102,从侧壁绕到冷凝器70101背面,穿过排风机70104,在冷凝器70101进风通道,污风与从室外进风口10104进入室外机1的室外风混合,与冷凝器70101进行能量交换,第二次回收污风能量,与室外风一起冷却冷凝器70101后,从室外排风口10105排到室外;室内进风量的排出风量能调节设计,污风进入室外机1后,以空气能量回收机芯102和冷凝器70101的风阻分配污风量和室内循环回风量;由于污风必经空气能量回收机芯102和冷凝器70101两大风阻阻力影响,其污风量必小于室内循环回风量,由于室内循环回风要经历较长管道和空气净化器风阻的影响,必要时在能量回收污风出口10204处设置过滤器式风阻,以减小污风量增大室内循环回风量;排风机70104排出与新风几乎相等的室内污风到室外,达到室内外空气压力的平衡;
(2)室外风通道结构的空气流程为:如图4-1、图5和图12-2所示,在排风机70104的作用下,从室外进风口10104进入室外机1的室外空气,绕到冷凝器70101背面,与从能量回收污风出口10204排出的占总风量30%的污风混合,混合气体穿过排风机70104和冷凝器70101,与冷凝器70101进行能量交换,回收剩余能量后,从室外排风口10105排出室外;室外进入的新风量由进风口401大小的设计而定,不可调节;为了达到室内气压的平衡,吸入的新风与排出的室内污风相当;
(3)新风通道结构的空气流程为:如图4-1、图4-2、图5和图12-3所示,新风在进风机 70105的吸风作用下,含氧较高的新风从机箱下部背面进入室外机1,从能量回收新风进口 10201进入空气能量回收机芯102新风通道,与通过空气能量回收机芯102污风通道的污风空气进行隔膜逆向能量湿量交换,从空气能量回收机芯102的新风出口10202流出,绕过隔板,与室内循环风汇合,混合风在蒸发器70103进行能量湿量交换,进行热湿交换产生恒温恒湿效果后,从背面的室内回风口10103、经室内循环回风管3送入室内机2,新风引进,实现了恒氧功能;
(4)室内循环风通道结构的空气流程为:如图4-1、图4-2、图5和图12-4所示,在进风机 70105作用下,占总量70%的污风从室内风进口10102进入室外机1,经空气能量回收机芯 102右侧通道,与空气能量回收机芯102新风出口10202出来的新风汇合,再经蒸发器70103- 过冷器70102组合体、室内回风口10103、室内循环回风管3排回室内机2,在室内机2空气净化恒净***6净化处理,从室内机出风口201排回室内。
蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8和冷凝器70101空气通道N 9的空气流程为: (1)蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8空气流程:如图5、图7-1和图13-2所示,蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8为新风通道和室内循环风通道的汇合通道;在进风机70105的吸风作用下,新风进风口10101引进的新风、经空气能量回收机芯102的新风通道至蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8,室内循环风、即占总量70%的污风从室内风进口10102进入室外机1,经空气能量回收机芯102右侧通道过来后,也至蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8;新风与占总量70%的污风在蒸发器70103-过冷器70102空气通道 M 8混合后,以不同温度混合风在蒸发器70103中进行热湿交换,然后经室内回风口10103,送到室内机2净化后,再送入室内;在室外机1与室内机2安装距离10m时,室内循环风的沿程阻力加大,室内循环风量会变小,为了保证室内循环风量的不足,应扩大室内循环风回流管道直径,按实际安装距离,每增加安装距离1m,增加室内循环风回流管直径5%,以保证全性能空调整合机组湿度整合(除湿和加湿)、温度整合(制冷和制热)功能的运行;
(2)冷凝器70101空气通道N 9的空气流程:如图5、图7-1和图13-1所示,冷凝器70101 空气通道N 9为污风通道和室外风通道的汇合通道;在排风机70104的作用下,室外空气从室外进风口10104进入室外机1、至冷凝器70101空气通道N 9;在排风机70104的作用下,室内占污风总量30%的污风经室内循环排风口4、室内循环排风管5和室内风进口10102进入室外机1,被吸入空气从空气能量回收机芯102上部后面的污风进口10203进入空气能量回收机芯102污风通道,从空气能量回收机芯102下部前面的污风出口10204排出,进入冷凝器空气通道N 9;室外空气和占污风总量30%的污风在冷凝器70101空气通道N 9混合,污风在冷凝器70101中进行第二次能量回收,与室外风一起冷却冷凝器70101后,从室外排风口10105排出室外;混合风和蒸发下流的冷凝水冷却冷凝器70101,同时回收污风和冷凝水的能量;蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8和冷凝器70101空气通道N 9均为汇合空气通道,对新风量与制冷热交换器散热风量采用冷却冷凝器70101的室外进风和新风进风的单独通道进行再调节后,完全解决了新风量与制冷***热交换器散热风量兼容性问题;采用能量回收装置与温度湿度整合***并联,风道双进单出技术,平衡蒸发器70103-过冷器70102空气汇合通道和冷凝器70101空气汇合通道中四种不同风量措施,加上排风***风量可调装置,利用能量回收技术,调整不同风量要求,将多种不同风量要求整合成排出污风、室外排出风、新风和室内循环风这四种不同风量,解决了供氧新风量与制冷除湿***蒸发器 70103-过冷器70102散热风量的矛盾、制冷除湿***冷凝器70101散热风量与排出污风量的矛盾、产生除湿水风量与气化除湿水风量的矛盾、产生加湿水风量与气化加湿水风量的矛盾。
全性能空调整合机组的兼容***功能流程:所述制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能的运行流程为:
(1)如图4-1至图6-2、及图14-1所示,所述制冷-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:水泵70204关、进风机70105开、排风机70104开、压缩机70106开、四通换向阀70107不上电、电磁阀A F1开、电磁阀B F2关、电磁阀C F3开、电磁阀D F4关,制冷***冷媒从压缩机70106流出,依次流经四通换向阀70107、冷凝器70101、三通管A S1、电磁阀A F1、三通管B S2、毛细管70108、过冷器70102、三通管D S4、电磁阀C F3、三通管C S3、蒸发器70103,又经四通电磁阀、储存液罐回气口,又回到压缩机70106,此时,下蒸发器口70103A为蒸发器70103进气口,上蒸发器口70103E为蒸发器70103排气口;
(2)如图4-2至图6-2、及14-2所示,所述热泵制热-加湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机70105开、排风机70104开、压缩机70106开、水泵70204开、四通换向阀70107上电、电磁阀A F1开、电磁阀B F2关、电磁阀C F3开、电磁阀D F4关;热泵制热***冷媒从压缩机70106流出,依次流经四通换向阀70107、蒸发器70103、三通管C S3、电磁阀CF3、三通管D S4、过冷器70102、毛细管70108、三通管B S2、电磁阀A F1、三通管A S1、冷凝器70101,又经四通换向阀70107、储存液罐回气口,回到压缩机70106,此时,上蒸发器口70103E为蒸发器70103进气口,下蒸发器口70103A为蒸发器70103排气口;上述运行过程中,蒸发器70103作为冷凝器70101使用,冷凝器70101与蒸发器70103 作用相同;
(3)如图4-2至图6-2、及14-3所示,所述常温-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机70105开、排风机70104开、压缩机70106开、四通换向阀70107不上电、水泵70204关、电磁阀B F2开、电磁阀A F1关、电磁阀D F4开、电磁阀C F3关;常温- 除湿兼容***冷媒从压缩机70106流出,依次流经四通换向阀70107、冷凝器70101、三通管C S1、电磁阀D F4、三通管D S4、过冷器70102、毛细管70108、三通管B S2、电磁阀 B F2、三通管C S3、蒸发器70103、又经四通换向阀70107、储存液罐回气口,回到压缩机70106,此时,下蒸发器口70103A为蒸发器70103进气口,上蒸发器口70103E为蒸发器 70103排气口;
全性能空调整合机组包含了供氧、制冷、制热、除湿、加湿、空气净化、排污及空气能量回收等组合机组的新风通风与排污技术、人类宜居条件下的除湿与加湿技术、制冷与热泵制热技术、无臭氧空气净化及空气消毒技术、排污能量回收及制冷制热凝水能量回收技术、除湿水和加湿水能量回收技术。
如图14-1所示,制冷-除湿兼容***的具体功能运行流程为:高温高湿状态需要制冷除湿,冷媒经压缩机70106运行成为高温高压气体,从压缩机排气口70106A排出,进入四通换向阀70107下部进管70107A,从四通换向阀70107上部左管70107B排出;高温高压气体从上冷凝器口70101A进入冷凝器70101,此时的过冷器70102功能是作为蒸发器70103的一部分,经冷凝器70101的进气分流管进入冷凝器70101两路散热管进行冷却凝缩,成气液混合冷媒,对冷凝器70101空气通道N 9进行散热,到汇集于冷凝器单管流道70101D,经过冷却成高压低温冷媒流体,从冷凝器70101出液口流出,此时的过冷器70102功能是作为蒸发器70103的一部分;高压低温冷媒经三通管A S1和电磁阀A F1流至三通管B S2,进入毛细管70108节流,降压成低温低压冷媒液体,低温低压冷媒液体流到过冷器70102下过冷口进入过冷器70102;进入过冷器70102的低温低压冷媒液体在蒸发压力和蒸发温度下,吸热蒸发为气液混合冷媒体,冷媒吸热制冷、从上过冷器口70102A流出;气液混合冷媒体经三通管 DS4、电磁阀C F3和三通管C S3流入下蒸发器口70103A,进入蒸发器回气分流管70103B 继续吸热蒸发,降低通过蒸发器70103-过冷器70102的空气通道的空气温度和绝对湿度,对空气进行降温和除湿,但空气的相对湿度反而会升高,只有在进入室内吸热才能降低室内空气的相对湿度,达到恒温恒湿效果;冷媒再经蒸发器排气汇总管70103D进一步蒸发后,成为低压低温的冷媒气体,从上蒸发器口70103E排出;低压低温的冷媒气体从四通换向阀70107的上部右管70107D进入、上部中管70107C流出,再经压缩机70106液气分离罐701010,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机70106,完成一个制冷除湿循环;蒸发器70103-过冷器70102空气通道M 8在制冷除湿循环时对较高湿度和温度的混合空气进行再冷却和再除湿处理,降低相对湿度的功能由高环境温度的传热升温得到处理。
如图14-2所示,热泵制热-加湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机70106 运行成为高温高压气体,从压缩机排气口70106A排出,进入四通换向阀70107的下部进管 70107A,从四通换向阀70107上部右管70107D排出,至上蒸发器口70103E进入蒸发器70103,经蒸发器排气汇总管70103D进入蒸发器两路散热管70103C,冷媒冷却凝缩后成气液混合冷媒,至蒸发器70103汇气分流管汇集后,从下蒸发器口70103A流出;气液混合冷媒经三通管 C S3、电磁阀C F3、三通管D S4,进入上过冷器口70102A的单管流道;此时过冷器70102 是蒸发器70103一部分,起冷疑作用,冷媒在过冷器70102中过冷成高压低温过冷流体后,从下过冷器口70102B流出,进入毛细管70108节流,经三通管B S2和电磁阀A F1、流至三通管A S1,降压成低温低压液体;低温低压气液混合冷媒流到下冷凝器口70101E进入冷凝器70101,经冷凝器单管流道70101D吸热蒸发为冷媒气体,在冷凝器汇流管70101C的冷凝器70101两路散热管中继续蒸发,成低压低温的冷媒气体,再经冷凝器进气分流管70101B,自上冷凝器口70101A流出冷凝器70101;室内排出空气与室外进入空气在冷凝器70101中冷却时降低绝对湿度,凝结出液态水,液态水被水泵70204打到过冷器70102和蒸发器70103上部的漏水盘,洒向过冷器70102-蒸发器70103,被过冷器70102-蒸发器70103加热蒸发成水蒸汽,送到室内,对室内升温加湿,达到恒温恒湿效果;在冷凝器70101中流出的低压低温的冷媒气体从四通换向阀70107的上部左管70107B流入四通换向阀70107,又从上部中管70107C从四通换向阀70107流出,经压缩机70106液气分罐,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机70106,完成一个制热加湿循环;本***热泵制热加湿流程中,运行方向与制冷除湿***的方向相反,蒸发器70103为散热器,起到冷凝器70101的功效;过冷器70102作为蒸发器70103的后部,实际上是蒸发器70103的一部分,增加了蒸发器70103的散热面积,提高了蒸发器70103的制热能力;本***是对蒸发器70103-过冷器70102上的水加热蒸发,对通过蒸发器70103-过冷器70102的空气加热升温,对室内有恒温恒湿功效;在冬季热泵制热过程没有加湿功能,其绝对湿度不变,而是相对湿度降低过程;分析热泵制热***,冷凝器70101有降温除湿产生凝水现象,而室内侧热交换器只是因加热升温而降低了相对湿度,而绝对湿度并没有降低;制热循环时对除湿水进行加热气化,同时对混合空气加热升温,通过蒸发器70103处理后的混合空气,经过冷器70102进行再处理,过冷器70102在常温除湿循环时,对混合除湿空气加热升温,以降低混合空气的相对湿度;制热加湿模式运行时,冷凝器70101产生的除湿水,经水泵70204和导水管引到蒸发器70103-过冷器70102组合体顶部的接水盘,由于冬季空气中水分不多,接水盘上有较小的分流孔,能直接将除湿水全部气化,进风机70105和管道将气化后的水气送回室内,对室内加湿,由于通过蒸发器70103气化的除湿水中,有30%来至室外进风,加湿水量除了能保持室内空气水分不流失外,还增加了室外进风中的湿量,新风进入室外机1的空气能量回收装置时,回收了排出污风的能量和湿量,高湿量的新风加上室外进风冷凝水气化湿量,提高了进入室内空气的湿量,且回到室内湿量会递增式的增加,即使在湿度较低的冬天,在不另外增加加湿水量情况下,也能达到恒湿目的。
如图14-3所示,常温-除湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机70106运行成为高温高压气体,从压缩机排气口70106A排出,进入四通换向阀70107下部进管70107A,从四通换向阀70107上部左管70107B排出;高温高压气体从上冷凝器70101进气口进入冷凝器70101,通过冷凝器70101的进气分流管进入冷凝器70101两路散热管、进行冷却凝缩成气液混合冷媒,到汇集于冷凝器单管流道70101D、经过冷却成高压中温流体,从下冷凝器口 70101E流出;高压中温冷媒经三通管A S1、电磁阀D F4、三通管D S4,成为高压中温冷媒流入上过冷器口70102A,冷媒在过冷器70102降温成为高压低温过冷液体冷媒,使冷媒降温时放出热量,加热过冷器70102外部空气,来到蒸发器70103的高相对湿度的低温空气,经过冷器70102得到加热,空气的相对湿度得到降低,温度回升后,流入室内,达到不降温、恒温、恒湿效果;高压低温过冷液体冷媒从下过冷器口70102B流至毛细管70108节流,降压成低温低压液体;低温低压冷媒液体经三通管B S2、电磁阀B F2和三通管C S3,流入下蒸发器口70103A,经蒸发器70103回流分流管,进入混合空气通道的蒸发器70103,冷媒在蒸发器70103中蒸发吸热,降低流入蒸发器70103外部空气的温度和绝对湿度,但空气的相对湿度反而会升高,使蒸发器70103外部空气经过冷器70102外部时,被加温降低相对湿度后,送到室内;冷媒充分蒸发成低温低压气体后,从蒸发器70103上部的蒸发器排气汇总管 70103D排出到四通换向阀70107上部右管70107D,从四通换向阀70107上部中管70107C吸入压缩机70106液气分流器,回到压缩机70106,完成一个常温除湿循环;
本全性能空调整合机组在蒸发器70103降温降低绝对湿度后,经过过冷器70102主动加热降低相对湿度,进入室内空气回温到常温状态,达到了常温除湿效果;此功能解决了普通制冷除湿机高温污染问题,又解决了空调器梅雨季节回温除湿问题,整合在梅雨季不停机连续除湿,达到常温高湿工况下的恒温恒湿功能。
以上所述的实施例,只是本发明较优选的实施方式,本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.全性能空调整合机组及其风道结构,包括室外机、室内机、室内循环回风管、室内循环排风口、室内循环排风管,所述室内循环排风口是从室内往室外机排风的风口;所述室内机通过室内循环回风管与室外机连接,所述室内循环排风口通过室内循环排风管与室外机连接;所述室外机包括箱体和空气能量回收机芯,所述箱体包括箱体正面、箱体反面和箱体右侧面,所述空气能量回收机芯包括新风通道和污风通道,其特征在于:
所述室外机还包括恒温恒湿***,室外机具有全性能空气整合功能及能量回收功能,所述恒温恒湿***、空气能量回收机芯设置在箱体内;所述恒温恒湿***包括制冷结构和水循环结构;
所述制冷结构为整体式制冷结构,包括冷凝器、过冷器、蒸发器、排风机、进风机、压缩机、四通换向阀、毛细管、F-st桥式电磁阀组;
所述水循环结构包括底盘、漏水盘A、漏水盘B、水泵、送水管、吸水管;所述底盘设置在箱体底部,所述漏水盘A设置在箱体顶部、蒸发器-过冷器组合体上方,所述漏水盘B设置在箱体中部、蒸发器-过冷器组合体与冷凝器之间;水泵和漏水盘通过送水管连接,水泵和底盘通过吸水管连接;
整体式制冷结构的蒸发器、过冷器和冷凝器按上下结构放置,所述过冷器和蒸发器组成蒸发器-过冷器组合体、为换热器,所述冷凝器设置在漏水盘B下方,所述蒸发器-过冷器组合体设置在漏水盘B上方;所述压缩机设置在箱体左部下方,所述四通换向阀设置在箱体左部的中间,所述毛细管、F-st桥式电磁阀组和三通管组件设置在箱体左部上方;所述空气能量回收机芯设置在箱体右部;
所述排风机设置在冷凝器左侧、箱体的中间下部;所述进风机设置在蒸发器左侧、箱体的中间上部,两个风机的风流方向相反,排风机向室外方向排风,进风机向室内方向送风;
所述室外机的箱体还包括新风进风口、室内风进口、室内回风口、室外进风口、室外排风口;室内循环风是指从室内进入室外机后、分流至蒸发器-过冷器空气通道M、循环排回室内机的部分室内风,排出污风是指从室内进入室外机后、分流至冷凝器空气通道N、排出室外的部分室内风;所述新风进风口设置在空气能量回收机芯后侧的箱体上,新风进风口是室外新风进入空气能量回收机芯新风通道的风口,所述室内风进口设置在箱体后面,室内风进口是室内污风进入室外机的风口,所述室内回风口设置在箱体后面,室内回风口是新风和室内循环风经蒸发器-过冷器空气通道M、排回室内机的风口;所述室外进风口设置在箱体正面的左侧,室外进风口是把室外风引进至冷凝器空气通道N、起到散热作用的风口,室外进风口上设置有导风板,所述导风板包括导风片;所述室外排风口设置在箱体正面的中间下部、排风机前方,室外排风口是排出经冷凝器空气通道N进行过热交换后、排出室外进风与部分污风混合的风口;
所述蒸发器-过冷器组合体内形成蒸发器-过冷器空气通道M;蒸发器-过冷器空气通道M为新风和室内循环风的汇合通道;过冷器主要用于梅雨季降低制冷除湿空气出风相对湿度,减小除湿机除湿空气高温而设置的中间换热器,对高温天气能靠墙体传热降低相对湿度时,过冷器应转换为制冷功能,冬天制热加湿时,过冷器应转换为加热功能;在正常制冷和制热时还原为蒸发器或冷凝器功能;
冷凝器是换热器、形成冷凝器空气通道N,所述冷凝器空气通道N为污风和室外风的汇合通道,用于冷却冷凝器的室外进风量为恒定风量,不用调节,室外风量已足够冷凝冷却风量;用于冷却冷凝器的污风风量可对室内排风量的风阀进行调节,此风量以满足蒸发器的室内循环风为主,污风用于冷却冷凝器主要是第二次回收其剩余能量;污风与室外进风的混合风用于冷凝器的冷却降温,同时第二次回收污风能量;
风道结构还包括室外风通道、室内循环风通道;
污风通道、室外风通道、新风通道、室内循环风通道、蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N的具体结构为:
(1)污风通道结构、即污风通过冷凝器排出室外的风道结构:包括依次连接的室内循环排风口、室内循环排风管、室内风进口、空气能量回收机芯、排风机、冷凝器、室外排风口;
(2)室外风通道结构、即室外进风通过冷凝器排出室外的风道结构:包括依次连接的室外进风口、排风机、冷凝器和室外排风口;
(3)新风通道结构、即新风通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构:包括依次连接的新风进风口、空气能量回收机芯新风通道、蒸发器-过冷器组合体、进风机、室内回风口、室内循环回风管、室内机;
(4)室内循环风通道结构、即部分室内污风通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构:包括依次连接的室内风进口、空气能量回收机芯右侧通道、蒸发器-过冷器组合体、进风机、室内回风口、室内循环回风管、室内机;
(5)蒸发器-过冷器空气通道M结构、即新风和部分室内风混合后通过蒸发器-过冷器组合体送入室内的风道结构,为新风进风口和空气能量回收机芯新风通道连接结构,与室内风进口和空气能量回收机芯右侧通道连接结构并联后,再与蒸发器-过冷器组合体、室内回风口、室内循环回风管和室内机连接的结构;
(6)冷凝器空气通道N结构、即部分污风和室外进风混合后通过冷凝器排出室外的风道结构,为室内循环排风口、室内循环排风管、室内风进口和空气能量回收机芯连接结构,与室外进风口并联后,再与排风机、冷凝器和室外排风口连接的结构。
2.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述全性能空调整合机组的整体结构组装效果为:所述室内机和室内循环排风口设置在室内,所述室外机设置在室外,所述室内循环回风管的一端与室外机连接,另一端穿过墙体与室内机连接,所述室内循环排风管的一端与室外机连接,另一端穿过墙体与室内循环排风口连接;室内机安装在比人略高的位置,且室内机只有向室内送风、有室内机出风口,没有排风,不可能在室内机附近形成空气短路;室内空气的室内机出风口和回风的室内循环排风口分开安装在内墙的下部和中部。
3.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述室内机的安装和结构为:室内机安装在室内墙上,室内机包括室内机机壳、空气净化恒净***、护网、室内循环回风口、室内机出风口和控制显示屏;所述空气净化恒净***包括微静电净化器、粗效过滤器;室内机的主要功能是向室内输送经冷热湿量处理和净化处理的新风和回风的混合风;
所述室内循环排风口包括进风口、风量调节杆,室内循环排风口为可调节风口,安装在室内墙通孔上;室内循环风量和污风排出风量由风量调节杆调节,能自动保持室内外气压的恒压功能,所述风量调节杆为手动风阀或自动风阀;
室内机的室内循环回风口通过室内循环回风管与室外机的室内回风口连接,室内循环排风口通过室内循环排风管与室外机的室内风进口连接,使室外机功能能够在室内实施;空气净化恒净***能替代HEPA过滤式空气净化器,实现有限空间的恒洁功能。
4.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:
所述压缩机上端设置有压缩机排气口,压缩机一侧设置有与压缩机连通的压缩机液气分离罐,所述压缩机液气分离罐上方设置有液气分离罐回气口;所述过冷器上端设置有上过冷器口,过冷器下端设置有下过冷器口;
所述四通换向阀包括下部进管、上部左管、上部中管和上部右管;四通换向阀在不上电时,压缩机的下部进管与上部左管连通,上部右管与上部中管连通;四通换向阀在上电时,压缩机的下部进管与上部右管连通,上部左管与上部中管连通。
5.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述蒸发器-过冷器空气通道M一端与新风进风口和室内风进口相连通,另一端与室内回风口相连通;采用热泵制冷***原理,将空调器和除湿机的蒸发器整合为过冷器和蒸发器两个功能不同的热交换器;所述蒸发器下端设置有下蒸发器口和蒸发器回气分流管,蒸发器内部设置有蒸发器两路散热管,蒸发器上端设置有蒸发器排气汇总管和上蒸发器口,下蒸发器口、蒸发器回气分流管、蒸发器两路散热管、蒸发器排气汇总管和上蒸发器口依次连接;蒸发器为双排结构,***内采用双进双出和中段交叉并联换热结构;
所述过冷器上端设置有上过冷器口,过冷器下端设置有下过冷器口;过冷器是本机组的兼容性整合设计,过冷器为单排结构,散热面积只有蒸发器的50%;在恒温恒湿***中,过冷器有两种功能,在一般的制冷、制热和除湿、加湿功能中,过冷器只是蒸发器的一部分,其功能与蒸发器相同;过冷器与蒸发器在同一通风通道,因此过冷器风量应与蒸发器风量完全相同,所不同的是过冷器进风温湿度与蒸发器的温湿度,过冷器通过的是蒸发器出风温湿度;引进新风的湿度调节和温度调节都是通过蒸发器和过冷器进行处理,为了达到制冷量要求,蒸发器所需要的风量为304m3/h,是新风量的3倍,除了新风量外,蒸发器会用大部分室内排出的循环风量,蒸发器所需风量为新风量和室内排出循环风回用量之和。
6.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述冷凝器包括上冷凝器口、冷凝器进气分流管、冷凝器汇流管、冷凝器单管流道和下冷凝器口,所述冷凝器汇流管包括冷凝器两路散热管;冷凝器空气通道N包括冷凝器新风通道和冷凝器污风通道;制冷和除湿功能时,进气端采用冷凝器进气分流管将进入冷凝器的高温高压冷媒气体,分两路进入冷凝器,使冷媒尽快进入冷凝器进行热交换,冷却后的冷媒迅速凝缩后由冷凝器汇流管汇集为一路进行较长流程的过冷。
7.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述电磁阀是个电磁阀桥式控制组件,控制各电磁阀的通断,控制改变内部冷媒流动方向,电磁阀包括电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D;所述三通管组件包括三通管A、三通管B、三通管C、三通管D;每个三通管的中间管口为冷媒流进流出接口,控制各连接电磁阀的通断,可改变三通管进出方向,三通管A的中间管口与下冷凝器口相联,三通管B的中间管口与毛细管的一端相联,三通管C的中间管口与下蒸发器口相联,三通管D的中间管口与上过冷器口相联。
8.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述压缩机、四通换向阀和F-st桥式电磁阀组均按制冷量大小进行设计,本机名义制冷量2000w,除湿量:D=(ρnc-ρnj)MZS=13.26kg/h,新风量设计为90m3/h,选压缩机为1P压缩机,选四通换向阀为1P四通换向阀,选F-st桥式电磁阀组为1P F-st桥式电磁阀组。
9.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:所述箱体结构和水循环***为:箱体内还设置有结构隔板A,结构隔板B,所述结构隔板A设置在箱体左部与中部之间,所述结构隔板B设置在箱体右部与中部之间;箱体内还设置有保温泡沫件;
漏水盘B将蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N分成上下两层,上层的蒸发器下方漏水盘B的漏水孔直接与冷凝器上端面相接;
常温除湿和制冷除湿模式运行时,蒸发器产生的除湿水可均匀分流到冷凝器,并被冷凝器加热气化,除湿水在冷凝器中被加热气化;被气化的除湿水水气和混合风一起从室外排风口排出机外;制热加湿循环时,冷凝器将通过的混合风的除湿水回收到底盘下部的贮水箱,用水泵送到蒸发器顶部的漏水盘A,通过漏水盘A的小孔排到蒸发器气化后对室内加湿;
制热加湿运行时,水泵打开,把冷凝器的凝水用水泵打到蒸发器-过冷器组合体上,即可实现提高室内空气的绝对湿度和相对湿度,实现热泵制热***加湿效果,由于能量回收装置在冬季运行时,也有回收污风湿量的功效,两项叠加湿效果可达到恒温恒湿目的;
空气能量回收机芯还包括新风进口、新风出口、污风进口和污风出口;所述新风进口设置在新风通道的后下端,新风出口设置在新风通道的前上端,所述污风进口设置在污风通道的后上端,所述污风出口设置在污风通道的前下端;污风从室内循环排风口排至空气能量回收机芯的能量回收污风进口,污风进入空气能量回收机芯污风通道;新风从新风进口排至能量回收新风进口后进入空气能量回收机芯新风通道;污风和新风在空气能量回收机芯的污风通道和新风通道中进行隔膜能量和湿量交换,回收污风的能量和湿量;污风从能量回收污风出口排至冷凝器进风通道,与室外进风混合后冷却冷凝器,同时第二欠回收污风中的能量;新风从能量回收新风出口排至蒸发器-过冷器进风通道,与室内循环风在蒸发器-过冷器进风端混合,混合风到蒸发器-过冷器进行温度和湿度调节,通过室内回风管送到室内机进行空气净化,最后从室内机出风口排到室内;
空气能量回收机芯为一个热湿交换器,由网板和亲水传热膜组成,网板是隔膜正反放置,组成新风通道和污风两通道,污风和新风在隔膜通道中进行逆向流热湿传播。
10.根据权利要求1所述的全性能空调整合机组及其风道结构,其特征在于:风道结构的空气流程包括污风通道结构的空气流程、室外风通道结构的空气流程、新风通道结构的空气流程和室内循环风通道结构的空气流程:
(1)污风通道结构的空气流程为:在排风机的作用下,占总风量30%的排出污风经室内循环排风口、室内循环排风管和室内风进口进入室外机,污风从空气能量回收机芯的能量回收污风进口进入空气能量回收机芯的污风通道,与进入空气能量回收机芯新风通道的新风进行隔膜能量湿量交换,从空气能量回收机芯的能量回收污风出口绕过空气能量回收机芯,从侧壁绕到冷凝器背面,穿过排风机,在冷凝器进风通道,污风与从室外进风口进入室外机的室外风混合,与冷凝器进行能量交换,第二次回收污风能量,与室外风一起冷却冷凝器后,从室外排风口排到室外;室内进风量的排出风量能调节设计,污风进入室外机后,以空气能量回收机芯和冷凝器的风阻分配污风量和室内循环回风量;由于污风必经空气能量回收机芯和冷凝器两大风阻阻力影响,其污风量必小于室内循环回风量,由于室内循环回风要经历较长管道和空气净化器风阻的影响,必要时在能量回收污风出口处设置过滤器式风阻,以减小污风量增大室内循环回风量;排风机排出与新风几乎相等的室内污风到室外;
(2)室外风通道结构的空气流程为:在排风机的作用下,从室外进风口进入室外机的室外空气,绕到冷凝器背面,与从能量回收污风出口排出的占总风量30%的污风混合,混合气体穿过排风机和冷凝器,与冷凝器进行能量交换,回收剩余能量后,从室外排风口排出室外;室外进入的新风量由进风口大小的设计而定,不可调节;吸入的新风与排出的室内污风相当;
(3)新风通道结构的空气流程为:新风在进风机的吸风作用下,含氧较高的新风从机箱下部背面进入室外机,从能量回收新风进口进入空气能量回收机芯新风通道,与通过空气能量回收机芯污风通道的污风空气进行隔膜逆向能量湿量交换,从空气能量回收机芯的新风出口流出,绕过隔板,与室内循环风汇合,混合风在蒸发器进行能量湿量交换,进行热湿交换产生恒温恒湿效果后,从背面的室内回风口、经室内循环回风管送入室内机,新风引进,实现了恒氧功能;
(4)室内循环风通道结构的空气流程为:在进风机作用下,占总量70%的污风从室内风进口进入室外机,经空气能量回收机芯右侧通道,与空气能量回收机芯新风出口出来的新风汇合,再经蒸发器-过冷器组合体、室内回风口、室内循环回风管排回室内机,在室内机空气净化恒净***净化处理,从室内机出风口排回室内;
蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N的空气流程为:
(1)蒸发器-过冷器空气通道M空气流程:蒸发器-过冷器空气通道M为新风通道和室内循环风通道的汇合通道;在进风机的吸风作用下,新风进风口引进的新风、经空气能量回收机芯的新风通道至蒸发器-过冷器空气通道M,室内循环风、即占总量70%的污风从室内风进口进入室外机,经空气能量回收机芯右侧通道过来后,也至蒸发器-过冷器空气通道M;新风与占总量70%的污风在蒸发器-过冷器空气通道M混合后,以不同温度混合风在蒸发器中进行热湿交换,然后经室内回风口,送到室内机净化后,再送入室内;按实际安装距离,每增加安装距离1m,增加室内循环风回流管直径5%,以保证全性能空调整合机组湿度整合即除湿和加湿、温度整合即制冷和制热功能的运行;
(2)冷凝器空气通道N的空气流程:冷凝器空气通道N为污风通道和室外风通道的汇合通道;在排风机的作用下,室外空气从室外进风口进入室外机、至冷凝器空气通道N;在排风机的作用下,室内占污风总量30%的污风经室内循环排风口、室内循环排风管和室内风进口进入室外机,被吸入空气从空气能量回收机芯上部后面的污风进口进入空气能量回收机芯污风通道,从空气能量回收机芯下部前面的污风出口排出,进入冷凝器空气通道N;室外空气和占污风总量30%的污风在冷凝器空气通道N混合,污风在冷凝器中进行第二次能量回收,与室外风一起冷却冷凝器后,从室外排风口排出室外;混合风和蒸发下流的冷凝水冷却冷凝器,同时回收污风和冷凝水的能量;
蒸发器-过冷器空气通道M和冷凝器空气通道N均为汇合空气通道,对新风量与制冷热交换器散热风量采用冷却冷凝器的室外进风和新风进风的单独通道进行再调节;采用能量回收装置与温度湿度整合***并联,风道双进单出技术,平衡蒸发器-过冷器空气汇合通道和冷凝器空气汇合通道中四种不同风量措施,加上排风***风量可调装置,利用能量回收技术,调整不同风量要求,将多种不同风量要求整合成排出污风、室外排出风、新风和室内循环风这四种不同风量。
11.根据权利要求1至10所述的全性能空调整合机组及其风道结构的兼容***功能流程,其特征在于:所述制冷-除湿兼容***功能、热泵制热-加湿兼容***功能和常温-除湿兼容***功能的运行流程为:
(1)所述制冷-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:水泵关、进风机开、排风机开、压缩机开、四通换向阀不上电、电磁阀A开、电磁阀B关、电磁阀C开、电磁阀D关,制冷***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、冷凝器、三通管A、电磁阀A、三通管B、毛细管、过冷器、三通管D、电磁阀C、三通管C、蒸发器,又经四通电磁阀、储存液罐回气口,又回到压缩机,此时,下蒸发器口为蒸发器进气口,上蒸发器口为蒸发器排气口;
(2)所述热泵制热-加湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机开、排风机开、压缩机开、水泵开、四通换向阀上电、电磁阀A开、电磁阀B关、电磁阀C开、电磁阀D关;热泵制热***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、蒸发器、三通管C、电磁阀C、三通管D、过冷器、毛细管、三通管B、电磁阀A、三通管A、冷凝器,又经四通换向阀、储存液罐回气口,回到压缩机,此时,上蒸发器口为蒸发器进气口,下蒸发器口为蒸发器排气口;上述运行过程中,蒸发器作为冷凝器使用,冷凝器与蒸发器作用相同;
(3)所述常温-除湿兼容***功能运行时,按以下路线运行:进风机开、排风机开、压缩机开、四通换向阀不上电、水泵关、电磁阀B开、电磁阀A关、电磁阀D开、电磁阀C关;常温-除湿兼容***冷媒从压缩机流出,依次流经四通换向阀、冷凝器、三通管C、电磁阀D、三通管D、过冷器、毛细管、三通管B、电磁阀B、三通管C、蒸发器、又经四通换向阀、储存液罐回气口,回到压缩机,此时,下蒸发器口为蒸发器进气口,上蒸发器口为蒸发器排气口;
全性能空调整合机组包含了供氧、制冷、制热、除湿、加湿、空气净化、排污及空气能量回收等组合机组的新风通风与排污技术、除湿与加湿技术、制冷与热泵制热技术、无臭氧空气净化及空气消毒技术、排污能量回收及制冷制热凝水能量回收技术、除湿水和加湿水能量回收技术。
12.根据权利要求11所述的全性能空调整合机组的兼容***功能流程,其特征在于:制冷-除湿兼容***的具体功能运行流程为:高温高湿状态需要制冷除湿,冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀下部进管,从四通换向阀上部左管排出;高温高压气体从上冷凝器口进入冷凝器,此时的过冷器功能是作为蒸发器的一部分,经冷凝器的进气分流管进入冷凝器两路散热管进行冷却凝缩,成气液混合冷媒,对冷凝器空气通道N进行散热,到汇集于冷凝器单管流道,经过冷却成高压低温冷媒流体,从冷凝器出液口流出,此时的过冷器功能是作为蒸发器的一部分;高压低温冷媒经三通管A和电磁阀A流至三通管B,进入毛细管节流,降压成低温低压冷媒液体,低温低压冷媒液体流到过冷器下过冷口进入过冷器;进入过冷器的低温低压冷媒液体在蒸发压力和蒸发温度下,吸热蒸发为气液混合冷媒体,冷媒吸热制冷、从上过冷器口流出;气液混合冷媒体经三通管D、电磁阀C和三通管C流入下蒸发器口,进入蒸发器回气分流管继续吸热蒸发,降低通过蒸发器-过冷器的空气通道的空气温度和绝对湿度,对空气进行降温和除湿,但空气的相对湿度反而会升高,只有在进入室内吸热才能降低室内空气的相对湿度,达到恒温恒湿效果;冷媒再经蒸发器排气汇总管进一步蒸发后,成为低压低温的冷媒气体,从上蒸发器口排出;低压低温的冷媒气体从四通换向阀的上部右管进入、上部中管流出,再经压缩机液气分离罐,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机,完成一个制冷除湿循环;蒸发器-过冷器空气通道M在制冷除湿循环时对较高湿度和温度的混合空气进行再冷却和再除湿处理,降低相对湿度的功能由高环境温度的传热升温得到处理;
热泵制热-加湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀的下部进管,从四通换向阀上部右管排出,至上蒸发器口进入蒸发器,经蒸发器排气汇总管进入蒸发器两路散热管,冷媒冷却凝缩后成气液混合冷媒,至蒸发器汇气分流管汇集后,从下蒸发器口流出;气液混合冷媒经三通管C、电磁阀C、三通管D,进入上过冷器口的单管流道;此时过冷器是蒸发器一部分,起冷疑作用,冷媒在过冷器中过冷成高压低温过冷流体后,从下过冷器口流出,进入毛细管节流,经三通管B和电磁阀A、流至三通管A,降压成低温低压液体;低温低压气液混合冷媒流到下冷凝器口进入冷凝器,经冷凝器单管流道吸热蒸发为冷媒气体,在冷凝器汇流管的冷凝器两路散热管中继续蒸发,成低压低温的冷媒气体,再经冷凝器进气分流管,自上冷凝器口流出冷凝器;室内排出空气与室外进入空气在冷凝器中冷却时降低绝对湿度,凝结出液态水,液态水被水泵打到过冷器和蒸发器上部的漏水盘,洒向过冷器-蒸发器,被过冷器-蒸发器加热蒸发成水蒸汽,送到室内,对室内升温加湿,达到恒温恒湿效果;在冷凝器中流出的低压低温的冷媒气体从四通换向阀的上部左管流入四通换向阀,又从上部中管从四通换向阀流出,经压缩机液气分罐,低压低温的冷媒气体又被吸入压缩机,完成一个制热加湿循环;在本***热泵制热加湿流程中,运行方向与制冷除湿***的方向相反,蒸发器为散热器,起到冷凝器的功效;过冷器作为蒸发器的后部,实际上是蒸发器的一部分,增加了蒸发器的散热面积,提高了蒸发器的制热能力;本***是对蒸发器-过冷器上的水加热蒸发,对通过蒸发器-过冷器的空气加热升温,对室内有恒温恒湿功效;在冬季热泵制热过程没有加湿功能,其绝对湿度不变,而是相对湿度降低过程;分析热泵制热***,冷凝器有降温除湿产生凝水现象,而室内侧热交换器只是因加热升温而降低了相对湿度,而绝对湿度并没有降低;制热循环时对除湿水进行加热气化,同时对混合空气加热升温,通过蒸发器处理后的混合空气,经过冷器进行再处理,过冷器在常温除湿循环时,对混合除湿空气加热升温,以降低混合空气的相对湿度;制热加湿模式运行时,冷凝器产生的除湿水,经水泵和导水管引到蒸发器-过冷器组合体顶部的接水盘,由于冬季空气中水分不多,接水盘上有较小的分流孔,能直接将除湿水全部气化,进风机和管道将气化后的水气送回室内,对室内加湿,由于通过蒸发器气化的除湿水中,有30%来至室外进风,加湿水量除了能保持室内空气水分不流失外,还增加了室外进风中的湿量,新风进入室外机的空气能量回收装置时,回收了排出污风的能量和湿量,高湿量的新风加上室外进风冷凝水气化湿量,提高了进入室内空气的湿量,且回到室内湿量会递增式的增加;
常温-除湿兼容***的具体功能运行流程为:冷媒经压缩机运行成为高温高压气体,从压缩机排气口排出,进入四通换向阀下部进管,从四通换向阀上部左管排出;高温高压气体从上冷凝器进气口进入冷凝器,通过冷凝器的进气分流管进入冷凝器两路散热管、进行冷却凝缩成气液混合冷媒,到汇集于冷凝器单管流道、经过冷却成高压中温流体,从下冷凝器口流出;高压中温冷媒经三通管A、电磁阀D、三通管D,成为高压中温冷媒流入上过冷器口,冷媒在过冷器降温成为高压低温过冷液体冷媒,使冷媒降温时放出热量,加热过冷器外部空气,来到蒸发器的高相对湿度的低温空气,经过冷器得到加热,空气的相对湿度得到降低,温度回升后,流入室内;高压低温过冷液体冷媒从下过冷器口流至毛细管节流,降压成低温低压液体;低温低压冷媒液体经三通管B、电磁阀B和三通管C,流入下蒸发器口,经蒸发器回流分流管,进入混合空气通道的蒸发器,冷媒在蒸发器中蒸发吸热,降低流入蒸发器外部空气的温度和绝对湿度,但空气的相对湿度反而会升高,使蒸发器外部空气经过冷器外部时,被加温降低相对湿度后,送到室内;冷媒充分蒸发成低温低压气体后,从蒸发器上部的蒸发器排气汇总管排出到四通换向阀上部右管,从四通换向阀上部中管吸入压缩机液气分流器,回到压缩机,完成一个常温除湿循环。
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