CN114353234A - 新风***热回收装置及其热回收方法 - Google Patents

新风***热回收装置及其热回收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114353234A
CN114353234A CN202210029833.5A CN202210029833A CN114353234A CN 114353234 A CN114353234 A CN 114353234A CN 202210029833 A CN202210029833 A CN 202210029833A CN 114353234 A CN114353234 A CN 114353234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
fresh air
condenser
evaporator
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210029833.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114353234B (zh
Inventor
黄贵松
王贺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Industry Southwest Survey & Design Institute Co ltd
Original Assignee
Nuclear Industry Southwest Survey & Design Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Industry Southwest Survey & Design Institute Co ltd filed Critical Nuclear Industry Southwest Survey & Design Institute Co ltd
Priority to CN202210029833.5A priority Critical patent/CN114353234B/zh
Publication of CN114353234A publication Critical patent/CN114353234A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114353234B publication Critical patent/CN114353234B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/08—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)

Abstract

本发明提供一种新风***热回收装置及其热回收方法，压缩循环***包括蒸发器、冷凝器、压缩机；蒸发器设置新风机组内，冷凝器，冷凝器设置在排风机组内；蒸发器一端通过膨胀阀与冷凝器一端连接；另一端通过四通换向阀与冷凝器另一端连接；所述的四通换向阀还与压缩机连接；新风机组的室外新风进口设有风阀MI，新风机组内的第一表冷器与第二表冷器之间通过循环泵循环连接；第一表冷器设有风阀MII，第二表冷器设有风阀MIII；排风机组设有风阀MIV。通过制冷循环，蒸发器将新风冷却、除湿，冷凝器回收排风机组冷量，以提高整个制冷循环效率；当排风冷量不足时，通过开启风阀MIV补充冷量；制热工况则，则通过四通换向阀，蒸发器变为冷凝器加热新风。

Description

新风***热回收装置及其热回收方法
技术领域
本发明属于热回收技术领域，具体涉及一种新风***热回收装置及其热回收方法。
背景技术
随着技术和经济的发展，各种类型的科研、实验场所愈来愈多。而各科研单位、高等院校实验室的建设无疑对科技创新、科研发展起着举足轻重的作用。近年来，国家和各地方政府、各高校纷纷建设各种类型的重点实验室、普通实验室，对实验室建设的投入越来越大。随着各种实验室的建设，绝大多数实验室都会设置空调设施，以满足实验人员做实验时的舒适度，其中部分实验室的空调标准相当高。《科研建筑设计标准》JGJ91-2019、《临床实验室设计总则》(GB/T 20469-2006)、《实验室生物安全通用要求》(GB19489-2008)等规范对实验室空调设计参数有严格要求。
由于实验过程中会使用很多挥发性药品，特别是有机药剂，所以实验过程中产生的废气种类多、浓度高，有一定危害性。因此，为了排除废气，实验室通常换气要求高，排风量、新风量非常大。
一些普通的实验室，引入其内的室外新风是未经任何温湿度处理的，在这种情况下，严冬、盛夏时直接引入的极冷、极热室外空气对室内实验人员舒适性有较大的影响。
不少实验室对引入的新风进行了简单的降温(例如夏季新风冷却至室内温度)，以有效提高室内环境的舒适性。这种方式，大部分新风机组只处理了少部分湿负荷，大部分还需要房间内风机盘管来负担，由于实验室往往新风量大加之风机盘管除湿能力不足，导致湿度超标。例如：实际使用过程中，地处江南、华南沿海潮湿地区的实验室，在一些季节常常会出现由于对引入新风的除湿处理不到位，造成实验室设备、围护结构大面积结露的现象，给实验室的维护、使用带来了很大的困扰，影响了实验室的正常使用。
因此，简单的冷热处理是不能够满足使用要求及规范要求，实验室新风湿负荷必须由新风机组负担；为使房间满足温湿度要求，通常需要将新风先冷却除湿至室内露点，再加热至室内温度或接近室温。此时，新风***不但冷却还需要在加热。一方面，由于冷热相抵，增加了冷却除湿(w-l)需要的冷量；另一方面，还需要在夏季设置热源进行再加热(L-O)；加之实验室新风量巨大，导致新风***能耗巨大，新风***的节能需求显得尤为突出。
根据工程设计案例，实验室通风(含新风)负荷所占的比例较高，根据实验室排风柜使用数量及分布情况，通风***引起的空调新风负荷占实验室总空调负荷的比例从40％至90％不等，是实验室空调负荷的最大组成部分。
对于辅助热源(再热源)的设置，由于实验室的使用特点(实验过程中产生的废气种类多、浓度高，有一定危害性)，无法通过二次回风的方式解决。因此，一般会考虑设置四管制的空调***，增加夏季的再热热源(如锅炉)，或者采用电加热。为减少再热源，有的采用热回收型的冷水机组，利用冷水机组的冷凝余热作为***的再热热源。这种方案虽然热源属于免费，但是并没有减少冷热相抵，增加了冷却除湿(w-l)需要的冷量，同时也没有利用排风中的冷量。
目前最常见的做法：通过在排风、新风之间设置热回收装置回收部分能量，在一定程度上降低新风冷负荷。实验室排风中包括各种挥发性药品、有机药剂，有一定危害性和腐蚀性。为了避免出现交叉污染，只能利用介质之间的温差回收排风中的显热，而无法回收排风中的潜热，因此其热回收效率是相对较低的。通常情况下在排风管路上增加一组换热盘管，使排风与盘管中的热媒(通常为乙二醇)进行换热，将排风中的一部分冷量(或热量)传到热媒中，然后再利用热媒对室外新风进行预冷或预热，从而改善新风机组表冷器的进风工况，降低新风负荷。该***属于被动式的热回收***，其回收的冷(热)量完全取决于室内外空气温差，当室外温度发生变化时，回收的冷(热)量将随之发生变化。且需要再热热源。
文献(周谨.一种新型热回收装置在实验室空调***中的应用[J].暖通空调，2021，51(8):119 122，63)提出了一种新型的热回收方式，该***在传统的液体循环式热回收***中增加了一组再热盘管，直接利用热回收***对除湿后处于低温饱和状态的新风进行再热，同时进一步回收由于除湿而温度降低的送风中的冷量，并将循环中的载冷剂温度进一步降低(由t′w1降低至tw1)，然后用温度更低的载冷剂对室外新风进行预冷，从而增大了预冷量，降低了新风机组表冷器的冷负荷，达到进一步节能的目的。该方法的缺点，其一，由此方案，将新风预热盘管、排风热回收盘管、再热盘管串联，通过液体循环新风先与排风显热交换，再与降温除湿后的新风热交换。通过建立换热模型，利用matlab计算设计工况下实际上热回收盘管热量(tx1＝32℃，tz1＝14℃，tp1＝24℃，换热器采用U-6-12-54，水流量GW＝5328kg/h)，可以发现设计工况下热回收盘管热回收量几乎为0，即排风能量并没有被利用回收。其二，由于设置了热回收，使得新、排风通路上增加了阻力(热回收盘管、再热盘管、预热盘管)，增加了新风、排风风机运行能耗。例如按每个盘管阻力200Pa估算，100000m3/h新风能量回收***风机增加功率约25KW，折合冷量达100KW(空调***能耗按4.0)。当***温差较低，回收能量小于此值时，***不但不节约反而耗能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
1、解决冷热相抵消的同时，最大限度利用排风能耗；
2、解决部分时段，回收能量不经济问题。
3、解决冻结加热盘管冻结问题。
因此本发明采取的技术方案为：
新风***热回收装置，包括排风机组和新风机组及压缩循环***；
所述的压缩循环***包括蒸发器、冷凝器、压缩机；
蒸发器设置新风机组内；
冷凝器，冷凝器设置在排风机组内；
蒸发器一端通过膨胀阀与冷凝器一端连接；另一端通过四通换向阀与冷凝器另一端连接；
所述的四通换向阀还与压缩机连接；
新风机组的室外新风进口设有风阀MI，新风机组内的第一表冷器与第二表冷器之间通过循环泵循环连接；第一表冷器设有风阀MII，第二表冷器设有风阀MIII；
排风机组设有风阀MIV。
所述的新风***热回收装置的热回收方法，以下过程：
压缩循环***的制冷工况，通过制冷循环，蒸发器将新风冷却、除湿，冷凝器回收排风机组冷量，以提高整个制冷循环效率；当排风冷量不足时，通过开启风阀MIV补充冷量；制热工况则，则通过四通换向阀，蒸发器变为冷凝器加热新风；
新风处理机组的夏季制冷工况，通过循环泵、第一表冷器、第二表冷器组成液体热回收***，回收蒸发器冷却除湿后处于低温、饱空气，对新风进行预冷，减小了蒸发器供冷量。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明夏季空气处理流程图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体技术方案。
如图1所示，压缩循环***包括蒸发器1、冷凝器5、压缩机2；
蒸发器1设置新风机组8内；
冷凝器5，冷凝器5设置在排风机组10内；
蒸发器1一端通过膨胀阀3与冷凝器5一端连接；另一端通过四通换向阀4与冷凝器5另一端连接；
所述的四通换向阀4还与压缩机2连接；
新风机组8的室外新风进口设有风阀MI11，新风机组8内的第一表冷器6与第二表冷器7之间通过循环泵9循环连接；第一表冷器6设有风阀MII12，第二表冷器7设有风阀MIII13；
排风机组10设有风阀MIV14；
压缩循环***制冷工况，通过制冷循环，蒸发器1将新风冷却、除湿，冷凝器5回收排风机组10冷量，以提高整个制冷循环效率。当排风冷量不足时，通过开启风阀MIV14补充冷量。
制热工况则，则通过四通换向阀4，蒸发器1变为冷凝器5加热新风。
新风处理机组，夏季制冷工况，通过循环泵9、第一表冷器6、第二表冷器7组成液体热回收***，回收蒸发器1冷却除湿后处于低温、饱空气，对新风进行预冷，减小了蒸发器1供冷量；同时避免了再加热，起到双重节能效果。夏季空气处理流程图如图2所示。
本***设置了风阀MI11、风阀MII12、风阀MIII13三个风阀，夏季：当部分时段热回收不经济时开启风阀MII12、风阀MIII13，单纯降温，减小***阻力。当室外新风参数接近室内时，开启风阀MI11，关闭制冷及风阀MII12、风阀MIII13使***以最小阻力运行。冬季只需要加热，则开启MII12MII12，MII12MIII13节省风机能耗。
冬季防结冻：当室外温度低于0℃是，关闭MII12MII12，MII12MIII13，开启循环泵9，利用加热后的空气对新风进行预加热，防止中间加热盘管被冻结。

Claims (2)

1.新风***热回收装置，其特征在于，包括排风机组(10)和新风机组(8)及压缩循环***；
所述的压缩循环***包括蒸发器(1)、冷凝器(5)、压缩机(2)；
蒸发器(1)设置新风机组(8)内；
冷凝器(5)，冷凝器(5)设置在排风机组(10)内；
蒸发器(1)一端通过膨胀阀(3)与冷凝器(5)一端连接；另一端通过四通换向阀(4)与冷凝器(5)另一端连接；
所述的四通换向阀(4)还与压缩机(2)连接；
新风机组(8)的室外新风进口设有风阀MI(11)，新风机组(8)内的第一表冷器(6)与第二表冷器(7)之间通过循环泵(9)循环连接；第一表冷器(6)设有风阀MII(12)，第二表冷器(7)设有风阀MIII(13)；
排风机组(10)设有风阀MIV(14)。
2.根据权利要求1所述的新风***热回收装置的热回收方法，其特征在于，包括以下过程：
压缩循环***的制冷工况，通过制冷循环，蒸发器(1)将新风冷却、除湿，冷凝器(5)回收排风机组(10)冷量，以提高整个制冷循环效率；当排风冷量不足时，通过开启风阀MIV(14)补充冷量；制热工况则，则通过四通换向阀(4)，蒸发器(1)变为冷凝器(5)加热新风；
新风处理机组的夏季制冷工况，通过循环泵(9)、第一表冷器(6)、第二表冷器(7)组成液体热回收***，回收蒸发器(1)冷却除湿后处于低温、饱空气，对新风进行预冷，减小了蒸发器(1)供冷量。
CN202210029833.5A 2022-01-12 2022-01-12 新风***热回收装置及其热回收方法 Active CN114353234B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210029833.5A CN114353234B (zh) 2022-01-12 2022-01-12 新风***热回收装置及其热回收方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210029833.5A CN114353234B (zh) 2022-01-12 2022-01-12 新风***热回收装置及其热回收方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114353234A true CN114353234A (zh) 2022-04-15
CN114353234B CN114353234B (zh) 2023-05-05

Family

ID=81108282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210029833.5A Active CN114353234B (zh) 2022-01-12 2022-01-12 新风***热回收装置及其热回收方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114353234B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877424A (zh) * 2022-05-31 2022-08-09 广州迪森劳力特空气净化技术有限公司 一种具有热回收功效的新风除湿机及其***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102705920A (zh) * 2012-05-24 2012-10-03 吕智 双冷源热泵全热回收调湿控温新风机组及其控制方式
CN202501585U (zh) * 2012-02-01 2012-10-24 国电科学技术研究院 一种带旁通调节的新风排风热湿回收热泵机组
CN106931551A (zh) * 2017-04-10 2017-07-07 上海云懋空气处理设备有限公司 一种节能型除湿***
CN111473502A (zh) * 2020-04-28 2020-07-31 多乐空气处理设备（苏州）有限公司 一种高效热回收的新风节能***
CN112161367A (zh) * 2020-07-30 2021-01-01 中国建筑股份有限公司 一种地下空间内空气除湿新风***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202501585U (zh) * 2012-02-01 2012-10-24 国电科学技术研究院 一种带旁通调节的新风排风热湿回收热泵机组
CN102705920A (zh) * 2012-05-24 2012-10-03 吕智 双冷源热泵全热回收调湿控温新风机组及其控制方式
CN106931551A (zh) * 2017-04-10 2017-07-07 上海云懋空气处理设备有限公司 一种节能型除湿***
CN111473502A (zh) * 2020-04-28 2020-07-31 多乐空气处理设备（苏州）有限公司 一种高效热回收的新风节能***
CN112161367A (zh) * 2020-07-30 2021-01-01 中国建筑股份有限公司 一种地下空间内空气除湿新风***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877424A (zh) * 2022-05-31 2022-08-09 广州迪森劳力特空气净化技术有限公司 一种具有热回收功效的新风除湿机及其***

Also Published As

Publication number Publication date
CN114353234B (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100552312C (zh) 热湿分段处理的空调机组装置及其空气处理方法
CN103791576B (zh) 一种低品位热源驱动变溶液温度两级溶液除湿空调
CN107763762B (zh) 一种溶液辅助的复合新风处理机组
CN206234930U (zh) 一种基于高温冷冻水的温湿分控新风机组
CN103512156A (zh) 一种空调新风***的节能方法及新风负荷梯级处理装置
CN104197435A (zh) 自带全部冷源和热源的溶液式全空气空调机组
CN105444310A (zh) 一种双板双冷源智能新风机组
CN109373480B (zh) 一种蒸发冷却与蒸发冷凝相结合的节能净化空调***
CN107255336B (zh) 一种单风道紧凑型热泵驱动的溶液除湿新风处理机组
CN106705334A (zh) 能量回收型双冷源大焓差蓄能新风机组及其控制方法
CN101216225A (zh) 一种双温冷水/冷风机组
CN201522044U (zh) 双***空调机组
CN111928408A (zh) 一种热管余热回收及再热新风***
CN108954625B (zh) 热泵驱动的溶液除湿空调***
CN110749018A (zh) 一种单机双级压缩中间抽气热回收新风处理装置
CN114353234B (zh) 新风***热回收装置及其热回收方法
CN207395044U (zh) 一种两级溶液除湿混合冷热源利用复合型空调***
CN102022788A (zh) 间接蒸发冷水机组和机械制冷冷水机组联合供冷空调***
CN206269310U (zh) 能量回收型双冷源大焓差蓄能新风机组
CN201138102Y (zh) 一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置
CN104566719A (zh) 一种防冻型的空调装置
CN107228435A (zh) 一种两级溶液除湿混合冷热源利用复合型空调***
CN204534915U (zh) 一种防冻型的空调装置
CN202598731U (zh) 内置热泵热回收空气处理装置
CN201215362Y (zh) 高效节能的空气处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant