CN115127161A - 一种紧凑型、低能耗换热器组件及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型、低能耗换热器组件及其工作方法，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口，另一侧设有出风口，所述进风口侧为倾斜面结构；还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管、蒸发盘管以及连接管路；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件。本发明的换热器，内部结构设计巧妙，安装适用性强，体积更小，质量更轻；集空气除湿、新风引进与一体，通过改变换热器为倾斜面加上自动化精密工艺，从而使换热器整体寿命长，能耗低，除湿快，再热能力强。

Description

一种紧凑型、低能耗换热器组件及其工作方法
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种紧凑型、低能耗换热器组件及其工作方法。
背景技术
新风除湿机是将室外空气经过过滤除湿后，通过新风管道将相对于干燥的，并且达到了目标相对湿度空气送至室内，以达到舒适性或工艺性室内环境湿度需求。经抽湿后的空气一般用于需要空气净化的室内场所。
但是新风除湿机在很多的场合，新风量要求很高。因此这种新风除湿机通常体积较大，占用空间较大，且在工作时虽可在引入新风的同时实现除湿功能，但在室内空气仅需要除湿而不需要引入大量新风的情况下，不能仅仅作为除湿机使用，且再热通过物理辅助电加热的形式升温，存在因能耗大而导致资源浪费的缺点。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种紧凑型、低能耗换热器组件及其工作方法。
技术方案：本发明所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口，另一侧设有出风口，所述进风口侧为倾斜面结构；
还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管、蒸发盘管以及连接管路；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件。
进一步的，所述换热除湿组件安装于靠近进风口侧。
进一步的，所述再热组件安装于靠近出风口侧。
进一步的，所述冷除湿盘管和蒸发盘管包括多组，各组均采用倾斜安装方式。
进一步的，所述各组除湿盘管、蒸发盘管之间相互交替平行安装。
进一步的，所述连接阀组件包括单向阀、电子膨胀阀以及连接管路。
进一步的，还包括再热前温度传感器，对除湿能力及再热前温度进行收集，参与控制逻辑运算。
进一步的，还包括分液头组件及电子膨胀阀控制组件，主要是对出风的温度进行物理调节，通过调节电子膨胀阀的能力流量，对出风温度进行控制。
本发明还公开了上述一种紧凑型、低能耗换热器组件的工作方法，包括：
通过风机将室外的空气从进风口吸入，首先通过过滤器进行过滤和杀菌，然后通过预冷除湿盘管进行预先制冷以及除湿操作，再然后通过蒸发盘管进行制冷操作，再然后根据需要通过再热组件对出风的温度进行物理调节，对出风温度进行控制，最终通过风机经过出风口送风。
进一步的，通过再热组件对出风的温度进行物理调节是指通过调节连接阀组件中的电子膨胀阀的开合度，实现最终出风温度的调节。
有益效果：本发明的有益效果如下：
（1）本发明的换热器中，进风口采用倾斜面的结构设计，从而增加了换热面积，提高了换热效率；
（2）本发明的换热器中，预冷除湿盘管和蒸发盘管采用倾斜结构设计，且包括间隔交错设置的多组盘管，有效利用了换热空间，提高了换热效率；
（3）本发明的换热器集制冷、除湿和温度调节于一体，通过利用预冷除湿盘管在预制冷时的废热进行除湿，无需额外增加除湿装置及能耗，实现了在满足室内温湿度调节的同时有效节约能耗；
（4）本发明的再热组件中，通过电子膨胀阀根据室内温湿度比例控制液体流量，以达到室内除湿和送风温度达标的双重效果；
（5）本发明的换热器，内部结构设计巧妙，安装适用性强，体积更小，质量更轻；采用模块化安装结构，便于维护维修。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构主视图；
图2为本发明一个实施例的结构侧视图；
图3为本发明一个实施例的结构俯视图；
图4为本发明一个实施例的立体结构示意图；
图5为本发明一个实施例的连接阀组件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图2所示，一种紧凑型、低能耗换热器组件，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口1，另一侧设有出风口2，其中进风口侧为倾斜面结构，如图所示，整体主体框架呈“梯形”结构。
本实施例中，通过将进风口侧设置为倾斜面的结构，从而可以在有限的高度下增加进风侧的接触面积，提高换热效率，降低了能源消耗，从而实现了结构紧凑、能耗低的作用。
本实施例中优选地，进风口侧的倾斜面结构的具体倾斜角度根据具体安装环境尺寸设定，优选为20-60°。
该换热器组件还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管和蒸发盘管4以及连接管路，其中预冷除湿盘管的作用是提供热量交换，对通过的空气进行预制冷的同时进行除湿操作，蒸发盘管4的作用是提供热量交换，对通过的空气进行完全制冷操作；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件8，再热组件的作用是对通过的空气进行温度调节。
实施例2
如图1到图4所示的一种紧凑型、低能耗换热器组件，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口1，另一侧设有出风口2，其中进风口侧为倾斜面结构，如图所示，整体主体框架呈“梯形”结构。
本实施例中，通过将进风口侧设置为倾斜面的结构，从而可以在有限的高度下增加进风侧的接触面积，提高换热效率，降低了能源消耗，从而实现了结构紧凑、能耗低的作用。
本实施例中优选地，进风口侧的倾斜面结构的具体倾斜角度根据具体安装环境尺寸设定，优选为20-60°。
该换热器组件还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管和蒸发盘管4以及连接管路，其中预冷除湿盘管、蒸发盘管4均与冷凝压缩气输出端连接。其中预冷除湿盘管的作用是提供热量交换，对通过的空气进行预制冷的同时进行除湿操作，蒸发盘管4的作用是提供热量交换，对通过的空气进行制冷操作；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件8，再热组件的作用是对通过的空气进行温度调节。
本实施例中，所述换热除湿组件安装于靠近进风口侧，从而将进风口输入的空气与换热除湿组件中的冷媒进行热交换，实现制冷和除湿操作。
本实施例中，所述再热组件安装于靠近出风口侧，从而将通过换热除湿组件换热后的空气进行温度调节，最终通过风机输出温湿度均适宜的新风。
本实施例中，如图1、图3和图4所示，所述预冷除湿盘管和蒸发盘管4包括多组，每组包括从上至下安装的多根间隔安装的盘管。为了增加接触面积，实现最佳的换热效率，各组蒸发盘管均采用倾斜安装方式，该倾斜角度与进风口侧的倾斜面一致。
如图2所示，各组预冷除湿盘管和蒸发盘管4两侧分别通过固定端板3进行安装固定，各个固定端板3之间通过端板连接件7进行整体连接固定。
如图1和图2所示，各组预冷除湿盘管和蒸发盘管两端分别通过U形管进行连通。具体的，其中一端通过第一U形管5进行相互连通，另一端通过第二U形管6进行连通，各组之间通过跨弯管进行连通，从而实现了多组预冷除湿盘管和蒸发盘管之间相互的连通。
具体的，如图2所示，首端的一组预冷除湿盘管和蒸发盘管输入端通过集气管11与气体冷媒输出端连接，通过集气管11连接输出至预冷除湿盘管和蒸发盘管的输入端口，通过该输入端口输送至其他各组相互连通的预冷除湿盘管和蒸汽盘管中，通过倾斜布置的多组预冷除湿盘管和蒸发盘管，从而实现了对空气的热交换，最终实现了制冷和除湿操作。
本实施例中，预冷除湿盘管和蒸发盘管各自分配到输入的部分气体冷媒，预冷除湿盘管截取部分室外机压缩组件与冷凝组件之间高温高压的气体冷媒，并输入至预冷除湿盘管中对空气进行加热，以在预冷除湿盘管进行预制冷时同步进行除湿。预冷除湿盘管通过利用预冷除湿盘管预制冷时的废热进行除湿，无需额外增加除湿装置及能耗，实现了在满足室内温湿度调节的同时有效节约能耗。
本实施例中，气体冷媒输入至预冷除湿盘管和蒸发盘管中的气体量可以通过电子膨胀阀进行控制流量，从而起到控制除湿的目的。比如说，要加大除湿力度，可以增加往预冷除湿盘管的输出气量，反之减少往预冷除湿盘管的输出气量。最终输入的汽体冷媒通过排气端9输出进行循环。
本实施例中优选地，为了更优化的提高换热效率，增加换热有效面积，所述各组预冷除湿盘管和蒸发盘管之间相互交替平行安装，即相邻组的蒸发盘管之间可以交错进行安装布置，从而有效利用了换热面积，提高了换热效率。
实施例3
如图1到图5所示的一种紧凑型、低能耗换热器组件，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口1，另一侧设有出风口2，其中进风口侧为倾斜面结构，如图所示，整体主体框架呈“梯形”结构。
本实施例中，通过将进风口侧设置为倾斜面的结构，从而可以在有限的高度下增加进风侧的接触面积，提高换热效率，降低了能源消耗，从而实现了结构紧凑、能耗低的作用。
本实施例中优选地，进风口侧的倾斜面结构的具体倾斜角度根据具体安装环境尺寸设定，优选为20-60°。
该换热器组件还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管和蒸发盘管4以及连接管路，其中预冷除湿盘管、蒸发盘管4均与冷凝压缩气输出端连接。其中预冷除湿盘管的作用是提供热量交换，对通过的空气进行预制冷的同时进行除湿操作，蒸发盘管4的作用是提供热量交换，对通过的空气进行制冷操作；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件8，再热组件的作用是对通过的空气进行温度调节。
本实施例中，所述换热除湿组件安装于靠近进风口侧，从而将进风口输入的空气与换热除湿组件中的冷媒进行热交换，实现制冷和除湿操作。
本实施例中，所述再热组件安装于靠近出风口侧，从而将通过换热除湿组件换热后的空气进行温度调节，最终通过风机输出温湿度均适宜的新风。
本实施例中，如图1、图3和图4所示，所述预冷除湿盘管和蒸发盘管4包括多组，每组包括从上至下安装的多根间隔安装的盘管。为了增加接触面积，实现最佳的换热效率，各组蒸发盘管均采用倾斜安装方式，该倾斜角度与进风口侧的倾斜面一致。
如图2所示，各组预冷除湿盘管和蒸发盘管4两侧分别通过固定端板3进行安装固定，各个固定端板3之间通过端板连接件7进行整体连接固定。
如图1和图2所示，各组预冷除湿盘管和蒸发盘管两端分别通过U形管进行连通。具体的，其中一端通过第一U形管5进行相互连通，另一端通过第二U形管6进行连通，各组之间通过跨弯管进行连通，从而实现了多组预冷除湿盘管和蒸发盘管之间相互的连通。
具体的，如图2所示，首端的一组预冷除湿盘管和蒸发盘管输入端通过集气管11与气体冷媒输出端连接，通过集气管11连接输出至预冷除湿盘管和蒸发盘管的输入端口，通过该输入端口输送至其他各组相互连通的预冷除湿盘管和蒸汽盘管中，通过倾斜布置的多组预冷除湿盘管和蒸发盘管，从而实现了对空气的热交换，最终实现了制冷和除湿操作。
本实施例中，预冷除湿盘管和蒸发盘管各自分配到输入的部分气体冷媒，预冷除湿盘管截取部分室外机压缩组件与冷凝组件之间高温高压的气体冷媒，并输入至预冷除湿盘管中对空气进行加热，以在预冷除湿盘管进行预制冷时同步进行除湿。预冷除湿盘管通过利用预冷除湿盘管预制冷时的废热进行除湿，无需额外增加除湿装置及能耗，实现了在满足室内温湿度调节的同时有效节约能耗。
本实施例中，气体冷媒输入至预冷除湿盘管和蒸发盘管中的气体量可以通过电子膨胀阀进行控制流量，从而起到控制除湿的目的。比如说，要加大除湿力度，可以增加往预冷除湿盘管的输出气量，反之减少往预冷除湿盘管的输出气量。
本实施例中优选地，为了更优化的提高换热效率，增加换热有效面积，所述各组预冷除湿盘管和蒸发盘管之间相互交替平行安装，即相邻组的蒸发盘管之间可以交错进行安装布置，从而有效利用了换热面积，提高了换热效率。
本实施例中，为了实现再热组件对出风温度的调节，如图5所示，连接阀组件8包括单向阀81（用以防止高温液体回流）、第一电子膨胀阀87、第二电子膨胀阀88以及连接管路。本实施例中具体的，单向阀81的输入端接管84与高温液体连接，单向阀81的输出端连接第一电子膨胀阀87的输入端，第一电子膨胀阀87的输出端通过第一接管86连接三通管82的一端，三通管82的其中一个输出连接第二电子膨胀阀88的输入端，第二电子膨胀阀88的输出端通过管路与出液管10连通，出液管10将高温液体输出，其中第二电子膨胀阀88与出液管10之间还安装有过滤器12。
本实施例中，三通管82的另一个输出端连接有分液头组件，分液头组件与上述电子膨胀阀实现对出风的温度进行物理调节，通过调节电子膨胀阀的能力流量，对出风温度进行控制。
上述换热器组件在制冷过程中，所述第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88根据需要调节的温度目标值，控制流入输入端接管84中的高温液体流量，以控制输入至所述再热盘管中的高温液体比例，进而达到送风温度达标的效果。
具体的，当需要降低出风口温度时，调节所述第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88，使输入至所述再热盘管中的高温液体流量减小；当需要增加出风口温度时，调节所述第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88，使输入至所述再热盘管中的高温液体流量增加，进而实现达到所需要调节的出风口温度平衡的效果；当出风口温度不需要调节时，保持当前第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88的开度，进而保持温度平衡的效果。
本实施例中，通过安装在预冷除湿盘管与再热盘管之间的再热前温度传感器，实时采集再热前的温度值。如果该再热前的温度值小于用户设定的温度值，则表示需要增加出风口温度；如果该再热前的温度值大于用户设定的温度值，则表示需要降低出风口温度；如果该再热前的温度值等于用户设定的温度值，则表示不需要调节出风口温度，已达到平衡的效果。
实施例4
上述实施例1搭到实施例3中的紧凑型、低能耗换热器组件具体的工作方法，包括：
通过风机将室外的空气从进风口吸入，首先通过过滤器进行过滤和杀菌，然后通过预冷除湿盘管进行预先制冷以及除湿操作，再然后通过蒸发盘管进行制冷操作，再然后根据需要通过再热组件对出风的温度进行物理调节，对出风温度进行控制，最终通过风机经过出风口送风。
其中，通过再热组件对出风的温度进行物理调节是指通过调节连接阀组件中的电子膨胀阀的开合度，实现最终出风温度的调节。
具体的，当需要降低出风口温度时，调节所述第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88，使输入至所述再热盘管中的高温液体流量减小；当需要增加出风口温度时，调节所述第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88，使输入至所述再热盘管中的高温液体流量增加，进而实现达到所需要调节的出风口温度平衡的效果；当出风口温度不需要调节时，保持当前第一电子膨胀阀87和第二电子膨胀阀88的开度，进而保持温度平衡的效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种紧凑型、低能耗换热器组件，包括主体框架，所述主体框架一侧设有进风口，另一侧设有出风口，其特征在于：所述进风口侧为倾斜面结构；
还包括换热除湿组件和再热组件，所述换热除湿组件包括预冷除湿盘管、蒸发盘管以及连接管路；所述再热组件包括再热盘管、连接管路以及连接阀组件。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：所述换热除湿组件安装于靠近进风口侧。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：所述再热组件安装于靠近出风口侧。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：所述冷除湿盘管和蒸发盘管包括多组，各组均采用倾斜安装方式。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：所述各组除湿盘管、蒸发盘管之间相互交替平行安装。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：所述连接阀组件包括单向阀、电子膨胀阀以及连接管路。
7.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：还包括再热前温度传感器，对除湿能力及再热前温度进行收集，参与控制逻辑运算。
8.根据权利要求1所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件，其特征在于：还包括分液头组件及电子膨胀阀控制组件，主要是对出风的温度进行物理调节，通过调节电子膨胀阀的能力流量，对出风温度进行控制。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件的工作方法，其特征在于：
通过风机将室外的空气从进风口吸入，首先通过过滤器进行过滤和杀菌，然后通过预冷除湿盘管进行预先制冷以及除湿操作，再然后通过蒸发盘管进行制冷操作，再然后根据需要通过再热组件对出风的温度进行物理调节，对出风温度进行控制，最终通过风机经过出风口送风。
10.据权利要求9所述的一种紧凑型、低能耗换热器组件的工作方法，其特征在于：通过再热组件对出风的温度进行物理调节是指通过调节连接阀组件中的电子膨胀阀的开合度，实现最终出风温度的调节。
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