CN2715029Y - 全热回收空调机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种全热回收空调机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，所述冷凝器一侧与室内风排风口和室外风进风口相对设置，在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机。本全热回收空调机组还可连接有冷凝水回收***。本实用新型利用低温度低湿度的室内排风作为蒸发式冷凝器的冷却空气，既利用了室内排风的显热(温差)，又利用了室内排风的潜热(湿度差)，冷凝效果较好；而且利用冷凝水来辅助冷却，亦提高了冷却及节水效果。本实用新型可广泛使用于餐厅、医院、超市、别墅、办公楼等空调领域，应用范围较广。

Description

全热回收空调机组
                         技术领域
本实用新型涉及空调制冷设备，特别涉及一种全热回收空调机组。
                         背景技术
随着空调的普及率日渐增大，空调业在近十几年来得到飞速发展，但是空调的普及给本来就紧张的供电设施带来了巨大的压力。据统计，以一栋办公大楼计，空调用电量占全楼总用电量的35％，可见空调的运行费用非常巨大，所以发展节能显著的空调设备已成为空调业发展的趋势。
现有的空调柜机主要有两种形式：一种是风冷柜机，另一种是水冷柜机；风冷柜机是直接利用室外空气作为冷却介质来对设备进行冷却，由于夏季气温较高，这就决定了直接利用室外空气冷却时制冷效率较低，COP维持在2.0左右，可见采用这种冷凝方式的风冷柜机耗能较大，但由于风冷柜机安装方便，布置灵活，仍占有大部分市场。水冷柜机是利用水作为冷却媒质，制冷***排出的热量通过冷却水带到冷却塔中，由冷却塔通过水分的蒸发将热量排到室外，由于冷却塔能把冷却水降低到接近室外空气湿球温度，制冷***在室外湿球温度的水冷却下运行，使得水冷柜式制冷效率提高，COP可以达到3.8～4.0；但这种水冷柜机增加了冷却水塔和冷却水泵，使***的总体能耗加大，设备成本上升。而且，传统的冷却水塔为了达到散热的目的，通常使用喷淋式播水器来实现均匀播水的目的，这种方式播出的水滴较细，同时，由于冷却水塔的风量较大，所以，在运行中出现较大量的“飞水”现象，很细小的水珠在强风的作用下，直接飞出水塔，这种“飞水”带来的冷却水损耗量占了冷却水塔耗水量的50％以上，而实际用来蒸发散热的水量反而不到50％。另外，空调柜机在制冷的过程中会产生大量的冷凝水，现有技术是将所产生的冷凝水直接排走，由于冷凝水的温度只有10～15℃左右，所以冷量损失较大，如果能够直接回收这些冷凝水用于辅助冷却，不但可以降低冷却水温度，节约能耗，而且可以大大的节约冷却用水量。
此外，在空调柜机的使用中，为了保证室内空气卫生要求，须不断向空调区域补充室外新风；在目前的空调***中新风负荷占空调总负荷的30％左右，耗能很大；为了减少总负荷，常常采用减少新风补充量的方法，因此造成空调区域的空气品质较差，达不到卫生要求；同时，为了实现室内换气，须设置排风***，将部分室内空气直接排到室外，由于所排出的空气是低温低湿的冷空气源，其温度较低，通常为25～28℃，而其相对湿度亦较低，通常为60～70％，湿球温度则更低至20～23℃。在空调***中，由于现有的空调柜机设备不能利用这部分能量而直接造成了浪费。
                         发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供一种高效、节能、节水的健康型全热回收空调机组。
本实用新型通过下述技术方案来实现：本全热回收空调机组包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，其特征在于：所述冷凝器一侧与室内风排风口和室外风进风口相对设置，在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机。
所述室外风进风口安装有风量调节阀来调节室外风与室内风的混合比例，调节比例范围为0～100％(即室外风与室内风的混合比例为0∶1～1∶1)。
所述冷凝器可设置于室外，对于这种情况，所述冷凝器一侧可设置有冷却风口，所述冷却风口连接风管，所述风管通过支风管分别同时连接室内风排风口和室外风进风口，室内风排风口设置于分隔室内与室外的墙壁上，室外风排风口直接与室外大气相连通。
所述冷凝器亦可设置于室内，对于这种情况，所述冷凝器一侧的空间设置有室内风排风口和室外风进风口，所述室内风排风口与室内相连通，所述室外风进风口通过风管与室外相连通；在冷凝器另一侧的空间设置有排风口，所述排风口直接与室外相连通或通过风管与室外相连通。
所述冷凝器为蒸发式冷凝器，包括播水器、板式换热管片或换热管、贮水池、循环水泵，所述播水器设置于板式换热管片或换热管的上部，贮水池位于板式换热管片或换热管的下部，循环水泵连接播水器与贮水池。
所述板式换热管片与贮水池之间可以设置有填料，如PVC填料；设置填料可使流过的冷却水更持久地保持一定的温度。
所述板式换热管片包括板体，板体内设置有流道。
所述板体可为一侧面保持平面，另一侧面凸出形成中空流道的形式；亦可为两侧面都向外凸出而形成中空流道的形式。
所述板体外表面可为光滑外表面；亦可为能提高换热效果的强化传热表面，如设置有外翅片等。
所述流道可根据板体的接合缝形状的不同而有所不同，如可为连续“S”形的曲折迂回的形状。
所述流道的截面形状可为圆形、椭圆形、橄榄形、方形、梯形以及其它不规则的形状，具体形状根据换热器实际生产需要来确定。
所述流道的入口及出口位置可根据实际使用需要而灵活设置，如可位于板体的端角位置或板体的侧面。
所述流道的入口及出口与外部接口的连接方式可采用焊接或法兰连接的形式。
所述板式换热管片的数量可为一片或多片，具体数量可根据制冷量的多少灵活改变。当采用多片板式换热管片时，各板式换热管片并联设置。
所述播水器可以为条缝式播水器或孔管式播水器。
所述条缝式播水器的底部开有条形播水槽；在所述条形播水槽下端出口可设置有导流片。
所述孔管式播水器的底部开有播水孔，在播水孔内安装有导流嘴，所述导流嘴与连接在上述板式换热管片上端的条形管体相对；水在导流嘴的作用下，流向条形管体顶部，并沿着条形管体壁面均匀地流向板式换热管片表面。
所述条形管体的管截面可以为圆形、椭圆形、异滴形、菱形或方形等形状。
本全热回收空调机组还可连接有冷凝水回收***，所述冷凝水回收***与蒸发式冷凝器的播水器或贮水池相连接。冷凝水回收***可回收冷凝水的冷量，用于辅助冷却蒸发式冷凝器。
所述冷凝水回收***包括接水盘、冷凝水管，接水盘设置在蒸发器下面，所述冷凝水管一端与接水盘相连接，另一端与播水器或贮水池相连接；本冷凝水回收***可视实际情况需要在冷凝水管上设置水泵作为动力输送冷凝水到播水器或贮水池。
所述冷凝水管出口可设置过滤器。
对于空调柜机的形式，所述蒸发器同时与室外新风口及室内回风口相对，所述室外新风口直接设置于墙壁上与室外相连通或通过风管连通到室外，所述室内回风口与室内相连通。所述室外新风口及室内回风口为可调风口，通过安装在风口中的风量调节阀来调节风口的开启度，从而控制风量。
对于一拖多的分体式机型，所述蒸发器可为直接蒸发式风机盘管，设置于室内。
本全热回收空调机组的蒸发器为翅片式蒸发器。
本全热回收空调机组可以是一个整机(柜机)，也可以根据要求将机组分开成两个或多个单元体(分体机)，即机组也可以是一拖一的分体机组、一拖多的多联体机组，各单元通过工艺管道联接成一个整体。
本全热回收空调机组根据使用要求可设置有加湿器，通过加湿处理空气，以保证湿度的控制要求；同时还可根据需要安装加热器，加热器安装在蒸发器一侧，用于辅助加热改变空气的温、湿度，从而实现恒温恒湿的空气处理模式。
本全热回收空调机组的机箱内壁可安装隔音材料以隔离内部风机、压缩机等构件运行时的噪音，减少对周围环境的影响。
本实用新型的作用原理是：本全热回收空调机组的冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机依次连接构成制冷回路，制冷回路利用制冷剂(如氟利昴)进行制冷，从而冷却室内的空气。与此同时，冷却风机从室内风排风口和室外风进风口将室内排风(温度及相对湿度较低)和室外风引入蒸发式冷凝器所在的空间，使其与蒸发式冷凝器和流经蒸发式冷凝器的冷却水进行热交换，冷却水通过将热量(显热)传递给冷却空气与及向冷却空气蒸发水分(潜热)的方式将热量传递给冷却空气，冷却水的温度降低，而冷却空气(室内排风和室外风)的温度升高，最后通过冷却风机从排风口排出机体，这样即可充分利用空气冷量，达到节能降耗的目的。此外，利用冷凝水回收***亦可同时回收温度较低的冷凝水，并将其混入蒸发式冷凝器的冷凝水中，降低冷凝水的总体温度，这样即可辅助冷却蒸发式冷凝器，从而可以在充分利用冷量的同时明显节约水量。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(一)利用低温度低湿度的室内排风作为蒸发式冷凝器的冷却空气，既利用了室内排风的显热(温差)，又利用了室内排风的潜热(湿度差)，冷凝效果大大优于直接采用室外空气作为冷却空气；避免了因空气置换通风而造成的能量损失，与现有的空调机组相比具有显著的节能效果，年运行费用可以节省30％以上。
(二)不需要冷凝水排放***；本实用新型将现有设备进行排放处理的冷凝水直接引用到冷却水***中作为冷却水后，由于冷凝水温度低，通过此法回收了冷凝水的冷量，使得冷却效果较好；同时由于冷凝水的直接回收，明显节约了机组的冷却水耗用量，与使用冷却塔冷却的空调机组相比，本实用新型的节水率很高。
(三)由于实现了室内排风的全热回收，所以大大降低了空调***中新风负荷，实现了在不明显提高***冷负荷的前提下来提高新风量，从而有效的改善了室内空气品质，体现了本实用新型的节能节水和健康的应用特点。
(四)本实用新型不需冷却塔和大功率的冷却水泵，既降低了工程造价，又降低了能耗，与水冷机组的冷却水***相比，本实用新型在这部分可节能15％以上；由于不需要采用冷却塔，本实用新型的冷凝器中采用的水膜式播水完全杜绝了“飞水”现象，所以与其他使用冷却塔的空调机组相比，本实用新型可实现节水率50％以上的效果。
(五)本实用新型从根本上实现最大限度的能量回收和降低能耗、水耗。有效解决了提高空调***新风量所带来的能耗升高问题，实现了节能节水和健康的双重性能，可广泛使用于餐厅、医院、超市、别墅、办公楼等空调领域，应用范围较广，市场前景较好。
                         附图说明
图1是本实用新型全热回收空调机组的结构示意图。
图2是图1所示全热回收空调机组的室内机的B-B向剖视图。
图3是图1所示全热回收空调机组的室外机的C-C向剖视图。
图4是图1所示全热回收空调机组的制冷原理图。
图5是本实用新型全热回收空调机组另一形式的结构示意图。
图6是图5所示全热回收空调机组的D-D向剖视图。
图7是图5所示全热回收空调机组的俯视图。
图8是本实用新型全热回收空调机组再一形式的结构示意图。
图9是图8所示全热回收空调机组的制冷原理图。
                       具体实施方式
下面结合施例附图对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型实施方式不仅限于此。
实施例1
图1～图4示出了本实用新型的具体结构，本全热回收空调机组为分体式结构，具体是由一台主机(室外机)I向一台末端(室内机)II供冷的作用形式。由图1可见，主机I与末端II之间通过供液管1、回气管2以及冷凝水回收管3相连接。具体的作用原理如图4所示，压缩机4、单向阀5、蒸发式冷凝器6、储液器7、干燥过滤器8、视液镜9、供液电磁阀10、膨胀阀11、翅片式蒸发器12依次连接构成封闭的制冷回路，制冷剂(氟利昴)通过制冷回路流动进行制冷；其中，翅片式蒸发器12位于室内机内，其他构件位于室外机中，所述室内机II的结构如图2所示，由图2可见，翅片式蒸发器12和送风风机13安装在室内机的箱体内，在室内机的箱体侧设置有室内送风口26，翅片式蒸发器12的下部是回风箱14，所述回风箱14的前部为室内回风口15，室内回风口15后面安装有过滤网16，所述回风箱14的后部为新风口17，新风口17后面装有过滤网16，所述室内回风口15和新风口17安装有风量调节阀来调节风口的开启度；所述室外机I的结构如图1和图3所示，由图1可见，室外机I由两部分I-1、I-2组成，I-1部分是压缩机箱，安装有压缩机4、单向阀5、储液器7、干燥过滤器8、膨胀阀11等制冷部件；I-2部分安装有蒸发式冷凝器6，所述蒸发式冷凝器6包括播水器6-1、板式换热管片6-2、贮水池6-3、循环水泵6-4，所述播水器6-1设置于板式换热管片6-2的上部，贮水池6-3位于板式换热管片6-2的下部，循环水泵6-4连接播水器6-1与贮水池6-3，构成冷却水循环***；此外，在图2所示的翅片式蒸发器12下面设置有接水盘18，所述接水盘18亦通过冷凝水回收管3与贮水池6-3相连接。由图3可见，在板式换热管片6-2一侧设置有排风口19，在板式换热管片6-2与排风口19之间设置有冷却风机20，在板式换热管片6-2的另一侧设置有冷却风口21，所述冷却风口21连接风管22，所述风管22通过支风管22-1、22-2连接室内风出风口23和室外风进风口24，所述室外风进风口24安装有风量调节阀25来调节室外风与室内风的混合比例，调节比例范围为0～100％(即室外风与室内风的混合比例为0∶1～1∶1)。
本全热回收空调机组的作用原理是：当制冷剂经压缩机4压缩后成高温高压状态的气体时由管道引至蒸发式冷凝器6的板式换热管片6-2中，流经板式换热管片6-2后，高温高压状态的气体被冷却成低温高压液体并被引至储液器7储存起来；当开启供液电磁阀10时，制冷剂液体从储液器7流出，经干燥过滤器8、视液镜9、供液电磁阀10和膨胀阀11形成低温高压气体进入翅片式蒸发器12中与流经翅片式蒸发器12的室内与室内的混合空气进行热交换从而将混合空气冷却，冷却后的混合空气从室内送风口26送至室内，然后制冷剂呈低温低压气体状态从翅片式蒸发器12中流出至压缩机4，完成制冷循环过程；在制冷剂流经板式换热管片6-2时，启动循环水泵6-4将贮水池6-3中的水抽至播水器6-1，水由播水器6-1中的条形播水槽呈水膜状流经板式换热管片6-2的两侧外表面，与板式换热管片6-2内流过的制冷剂进行热交换，换热后的水流回贮水池6-3。
在上述操作过程中，可以通过调节室内回风口15及新风口17的风量调节阀的开启度来实现调节室内回风与室外新风的混合比例，这样既满足了室内空气品质的要求，又通过混合送风方式达到节能节水的目的。另外，室外机的冷却风机20从室内风出风口23和室外风进风口24将室内排风(温度及相对湿度较低)和室外风引入蒸发式冷凝器6内，使其与板式换热管片6-2和流经板式换热管片6-2的冷却水进行热交换，冷却水通过将热量(显热)传递给冷却空气与及向冷却空气蒸发水分(潜热)的方式将热量传递给冷却空气，冷却水的温度降低，而冷却空气(室内排风和室外风)的温度升高，最后通过冷却风机20从排风口19排出机体，这样即可充分利用空气冷量，达到节能降耗的目的。此外，翅片式蒸发器12在制冷过程中亦会产生大量温度较低的冷凝水，冷凝水经接水盘18收集后通过冷凝水回收管3流至贮水池6-3，混入蒸发式冷凝器6的冷凝水中，降低冷凝水的总体温度，这样即可辅助冷却蒸发式冷凝器6，从而可以在充分利用冷量的同时明显节约水量。
实施例2
图5～图7示出了本实用新型的另一种具体结构，本全热回收空调机组为一体式的空调柜机结构，包括有I、II、III三个部分，如图5所示，其中部分I包括翅片式蒸发器12、送风风机13、新风口17、室内回风口15和室内送风口26；室内回风口15位于室内送风口26的的下面，室内回风口15后部安装有翅片式蒸发器12，新风口17安装在翅片式蒸发器12的两侧，通过风管27连通到室外，如图7所示，新风口17及室内回风口15为可调风口，通过安装在风口中的风量调节阀来调节风口的开启度，从而控制风量，送风风机13安装在翅片式蒸发器12的上面。部分II安装压缩机4、干燥过滤器8、膨胀阀11等制冷部件和实现机组运行的电器控制部件等，具体结构同实施例1。部分III是蒸发式冷凝器6，具体结构同实施例1；在板式换热管片6-2一侧的空间设置有室内风排风口23和室外风进风口24，室外风进风口24通过风管28与室外相连通，如图7所示，在室外风进风口24安装有风量调节阀来调节室外风与室内风的混合比例，室内风排风口23与室内相连通，在板式换热管片6-2另一侧的空间设置有排风口19，所述排风口19通过风管29穿过墙壁与室外相连通，如图7所示，所述排风口19与板式换热管片6-2之间设置有冷却风机20。
本实施例的作用原理与实施例1相近似。
实施例3
图8～图9示出了本实用新型的再一种具体结构，本全热回收空调机组为一拖二的分体机型结构，主机I与两个末端II、III之间通过供液管1、回气管2以及冷凝水回收管3相连接；两个末端II、III中的一个为室内柜机II，另一个为直接蒸发式风机盘管III；所述主机I与实施例1中的主机(室外机)结构相同，所述室内柜机II与实施例1中的末端(室内机)结构相同，所述直接蒸发式风机盘管III直接安装于室内，在直接蒸发式风机盘管III的下面设置有接水盘18，所述接水盘18通过冷凝水回收管3与贮水池6-3相连接；所述冷凝水回收管3上可根据需要设置有水泵30作为动力输送室内柜机II及风机盘管III的冷凝水到贮水池6-3。
本实施例的末端数量可根据实际需要设置为一个或多个，可以全部为室内柜机的形式，或可全部为直接蒸发式风机盘管的形式，亦可为任意数量的两种形式的组合形成一拖多的分体式机型。
本实施例的作用原理与实施例1相近似。

Claims (10)

1、一种全热回收空调机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，其特征在于：所述冷凝器一侧与室内风排风口和室外风进风口相对设置，在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机。
2、根据权利要求1所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述冷凝器设置于室外，在冷凝器一侧设置有冷却风口，所述冷却风口连接风管，所述风管通过支风管分别同时连接室内风排风口和室外风进风口，室内风排风口设置于分隔室内与室外的墙壁上，室外风排风口直接与室外大气相连通。
3、根据权利要求1所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述冷凝器设置于室内，在冷凝器一侧的空间设置有室内风排风口和室外风进风口，所述室内风排风口与室内相连通，所述室外风进风口通过风管与室外相连通；在冷凝器另一侧的空间设置有排风口，所述排风口直接与室外相连通或通过风管与室外相连通。
4、根据权利要求1～3任一项所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述室外风进风口安装有风量调节阀。
5、根据权利要求1所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述冷凝器为蒸发式冷凝器，包括播水器、板式换热管片或换热管、贮水池、循环水泵，所述播水器设置于板式换热管片或换热管的上部，贮水池位于板式换热管片或换热管的下部，循环水泵连接播水器与贮水池。
6、根据权利要求5所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述板式换热管片包括板体，板体内设置有流道。
7、根据权利要求5所述的全热回收空调机组，其特征在于：包括冷凝水回收***，所述冷凝水回收***与蒸发式冷凝器的播水器或贮水池相连接。
8、根据权利要求7所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述冷凝水回收***包括接水盘、冷凝水管，接水盘设置在蒸发器下面，所述冷凝水管一端与接水盘相连接，另一端与播水器或贮水池相连接。
9、根据权利要求8所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述冷凝水管上设置水泵。
10、根据权利要求1所述的全热回收空调机组，其特征在于：所述蒸发器是翅片式蒸发器。
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