專利名稱：一種全熱回收的調濕新風熱泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新風熱泵。
背景技術：
現有的一類除濕機，包含壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器構成的制冷系統，利用 制冷原理通過蒸發器吸熱對空氣進行降溫除濕，再將全部冷凝器加熱空氣，這樣除濕負荷 完全由制冷系統承擔，單位電能除濕量小，功能單一，利用全部冷凝熱加熱空氣，出風溫度 高，增加制冷負荷。通常，新風熱泵處于全新風模式，運行費用高，不夠節能。事實上，當室內空氣的 C02濃度在合理數值范圍以內，可以不提供新風，采用空氣內循環就可以了。
發明內容
為了解決現有的新風熱泵的上述不足，本發明提供一種增設熱交回收換熱器除 濕、通過再熱器對空氣回溫、可根據C02濃度選擇空氣內循環或外循環模式、更加節能、控 制簡單的全熱回收的調濕新風熱泵。為實現本發明的目的，采用下述的技術方案全熱回收的調濕新風熱泵，包括進風通道、排風通道、制冷系統、中央控制器，所述 制冷系統包括依次循環連接的壓縮機、與冷熱源換熱的第一換熱器、節流裝置、對新風進行 降溫除濕或者加熱的第二換熱器，所述的第二換熱器位于進風通道內，所述進風通道內設 置送風機，排風通道內設置排風機，在所述進風通道的入口與排風通道的出口之間設置有 對新風和室內回風進行換熱的熱回收換熱器；所述第一換熱器與節流裝置之間可選擇地連 接有可對降溫除濕后的新風進行回溫的再熱器，所述的再熱器沿新風流向位于進風通道內 第二換熱器的后方；所述中央控制器對制冷系統中制冷劑的流向以及所述再熱器的選擇進 行控制。進一步，所述回風通道內設置有對回風的C02濃度進行檢測的C02傳感器，所述熱 回收換熱器與第二換熱器之間的位置上設置有丁字風閥，該丁字風閥包括可使新風通道與 排風通道相通的旁通閥、位于進風通道上的進風閥、以及位于排風通道上的排風閥，進風閥 與排風閥位于旁通閥的靠近熱回收換熱器的一側；所述C02傳感器連接中央控制器，當C02 濃度在設定值以內，中央控制器控制旁通閥打開、進風閥和排風閥關閉，當C02濃度超出設 定值，中央控制器控制旁通閥關閉、進風閥和排風閥打開。進一步，所述新風通道內沿新風流向于第二換熱器之前設置有檢測新風濕度的濕 度傳感器以及檢測新風溫度的溫度傳感器，濕度傳感器和溫度傳感器均與中央控制器連 接。中央控制器根據檢測的室外新風的濕度值和溫度值判斷是否啟動制冷系統除濕以及制 冷系統中制冷劑的流向，從而自動選擇夏季降溫除濕、冬季加熱加濕、春秋通風三種模式運 行。進一步，所述進風通道上于第二換熱器的室內側設置有可對新風進行加濕的加濕器，所述加濕器與中央控制器連接。在升溫加濕模式下，中央控制器可根據檢測由濕度傳感 器檢測到的濕度值判斷是否啟動加濕器加濕。進一步，所述的第一換熱器與節流裝置之間并聯設置有直接連接以及通過再熱器 連接兩條支路，兩支路之間通過閥門可選擇地切換。該閥門可以是位于兩支路上的分立的 兩個閥，也可以是可選擇地切換兩支路的一個三通換向閥。優選的，所述的冷熱源為地源熱泵或空氣源熱泵。優選的，所述的節流裝置為膨脹閥或毛細管。優選的，所述送風機和排風機分別位于進風通道的新風出口和排風通道的回風出 口處。優選的，所述制冷系統還包括設置在所述壓縮機與第一換熱器之間的氣液分離 器，以及設置在所述節流裝置與第一換熱器之間的儲液器、干燥過濾器。本發明的技術構思在于除通過制冷系統實現除濕之外，在所述進風通道的入口 與排風通道的出口之間增設熱回收換熱器，熱回收換熱器內室外新風與室內回風進行溫度 交換，降溫除濕模式下，室內回風溫度低于室外新風，因此可以對室外新風進行第一步的降 溫除濕，相對于傳統新風熱泵僅通過蒸發器吸熱對空氣進行降溫除濕相比，除濕負荷不再 全由制冷系統承擔，不消耗電能的熱回收換熱器就承擔了部分除濕負荷，因此更加節能。第一換熱器與節流裝置之間可選擇地連接有可對降溫除濕后的新風進行回溫的 再熱器，在降溫除濕模式下，通過第二換熱器出來的新風溫度較低，經過再熱器，可以吸收 被冷卻制冷劑的余熱而升溫，以得到人體感覺舒適的新風。相對于傳統熱泵通過冷凝熱加 熱空氣相比，省去了第一換熱器介入，僅簡單的通過與制冷劑的換熱就可實現，控制簡單， 出風溫度適宜。熱泵還配備C02濃度傳感器和丁字風閥，當檢測到的回風C02濃度在設定值以內， 中央控制器控制旁通風閥打開，進風閥和排風閥關閉，熱泵處于內循環模式，室內回風通過 旁通風閥又進入進風通道內循環使用，熱泵再通過送風濕度的判斷是否啟動壓縮機來除濕 或加濕器加濕；當檢測到的回風C02濃度大于設定值，旁通風閥關閉，進風閥和排風閥打 開，熱泵處于外循環模式，有新風送入，回風不再進入進風通道循環，而是送出室外，然后熱 泵再根據送風濕度和溫度判斷是否啟動壓縮機來降溫除濕或加濕器升溫加濕，如果室外新 風滿足濕度和溫度要求，壓縮機不啟動，室外新風直接送入室內。這樣，能避免熱泵處于全 新風模式所帶來的運行費用高、不夠節能的問題。本發明的有益效果在于⑴增設熱回收換熱器除濕，減少了制冷系統的除濕負 荷，更加節能；(2)降溫除濕模式下通過再熱器對空氣回溫，提高了新風的舒適度；(3)可根 據C02濃度自動選擇空氣內循環或外循環模式，節省熱泵運行費用，更加節能；(4)如果室 外新風滿足濕度和溫度要求，壓縮機不啟動，室外新風直接送入室內，節省熱泵運行費用， 更加節能。(5)根據室外新風的濕度和溫度判斷自動選擇夏季降溫除濕、冬季加熱加濕、春 秋通風三種模式運行，無需人工干預，更方便、更舒適。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。圖1為本發明實施例一的結構示意圖2為本發明實施例一的風向圖。圖3為本發明實施例一夏季降溫除濕模式下的制冷劑流向圖；圖4為本發明實施例一冬季加熱加濕模式下的制冷劑流向圖。
具體實施例方式實施例一參照圖1-4 全熱回收的調濕新風熱泵，包括進風通道、排風通道、制冷系統、中央 控制器，所述制冷系統包括依次循環連接的壓縮機11、與冷熱源2換熱的第一換熱器12、節 流裝置13、對新風進行降溫除濕或者加熱的第二換熱器14，所述的第二換熱器位14于進風 通道內，所述進風通道內設置送風機3，排風通道內設置排風機4，在所述進風通道的入口 與排風通道的出口之間設置有對新風和室內回風進行換熱的熱回收換熱器5 ；所述第一換 熱器12與節流裝置13之間可選擇地連接有可對降溫除濕后的新風進行回溫的再熱器15， 所述的再熱器15沿新風流向位于進風通道內第二換熱器14的后方，具體地，所述第一換熱 器12與節流裝置13之間并聯設置有直接連接以及通過再熱器15連接兩條支路，兩支路上 分別設置有閥門16，中央控制器控制兩閥門16 —開一關就可對再熱器進行可選擇地切換。 當然，兩支路的可選擇切換方式也可通過設置一個三通換向閥來實現。所述中央控制器通 過四通閥17對制冷系統中制冷劑的流向進行控制，制冷系統在制冷和制暖兩種情況下制 冷劑的流向是相反的。進風通道、排風通道參見圖2，如箭頭所示，新風由室外沿熱回收換熱器5的對邊 進入，再沿箭頭直通入室內的通道為進風通道，新風由室內箭頭方向流出，再沿熱回收換熱 器5的對邊通入室外的通道為排風通道。所述回風通道內設置有對回風的C02濃度進行檢測的C02傳感器，所述熱回收換 熱器5與第二換熱器14之間的位置上設置有丁字風閥，該丁字風閥包括可使新風通道與排 風通道相通的旁通閥61、位于進風通道上的進風閥62、以及位于排風通道上的排風閥63， 進風閥62與排風閥63位于旁通閥61的靠近熱回收換熱器5的一側；所述C02傳感器連接 中央控制器，當C02濃度在設定值以內，中央控制器控制旁通閥61打開、進風閥62和排風 閥63關閉，熱泵處于內循環模式；當C02濃度超出設定值，中央控制器控制旁通閥61關閉、 進風閥62和排風閥63打開，熱泵處于外循環模式。所述新風通道內沿新風流向于第二換熱器14之前設置有檢測新風濕度的濕度傳 感器以及檢測新風溫度的。溫度傳感器，濕度傳感器和溫度傳感器均與中央控制器連接。中 央控制器根據檢測的室外新風的濕度值和溫度值判斷是否啟動制冷系統除濕以及制冷系 統中制冷劑的流向，從而自動選擇夏季降溫除濕、冬季加熱加濕、春秋通風三種模式運行。所述進風通道上于第二換熱器14的室內側設置有可對新風進行加濕的加濕器7， 所述加濕器7與中央控制器連接。在升溫加濕模式下，中央控制器可根據檢測由濕度傳感 器檢測到的濕度值判斷是否啟動加濕器加濕。本實施例中，所述的冷熱源2為地源熱泵，以淺層地熱能作為第一換熱器的冷熱源。所述的節流裝置13為膨脹閥。當然，也可以是毛細管。所述送風機3和排風機4分別位于進風通道的新風出口和排風通道的回風出口處。本實施例所述制冷系統，還包括設置在所述壓縮機11與第一換熱器12之間的氣 液分離器18，以及設置在所述節流裝置13與第一換熱器12之間的儲液器19、干燥過濾器 10、視液鏡191。本實施例的特點在于除通過制冷系統實現除濕之外，在所述進風通道的入口與 排風通道的出口之間增設熱回收換熱器5，熱回收換熱器5內室外新風與室內回風進行溫 度交換，降溫除濕模式下，室內回風溫度低于室外新風，因此可以對室外新風進行第一步的 降溫除濕，相對于傳統新風熱泵僅通過蒸發器吸熱對空氣進行降溫除濕相比，除濕負荷不 再全由制冷系統承擔，不消耗電能的熱回收換熱器就承擔了部分除濕負荷，因此更加節能。再者，在第一換熱器12與節流裝置13之間設置可選擇使用的再熱器15，其作用 是，在降溫除濕模式下，通過第二換熱器14出來的新風溫度較低，經過再熱器15，可以吸收 被冷卻制冷劑的余熱而升溫，以得到人體感覺舒適的新風。相對于傳統熱泵通過冷凝熱加 熱空氣相比，省去了第一換熱器12介入，僅簡單的通過與制冷劑的換熱就可實現，控制簡 單，出風溫度適宜。另外，熱泵還配備C02濃度傳感器和丁字風閥，當檢測到的回風C02濃度在設定值 以內，中央控制器控制旁通風閥打開，進風閥和排風閥關閉，熱泵處于內循環模式，室內回 風通過旁通風閥又進入進風通道內循環使用，熱泵再通過送風濕度的判斷是否啟動壓縮機 來除濕或加濕器加濕；當檢測到的回風C02濃度大于設定值，旁通風閥關閉，進風閥和排風 閥打開，熱泵處于外循環模式，有新風送入，回風不再進入進風通道循環，而是送出室外，然 后熱泵再根據送風濕度判斷是否啟動壓縮機來除濕或加濕器加濕，如果室外新風滿足濕度 要求，壓縮機不啟動，室外新風直接送入室內。這樣，能避免熱泵處于全新風模式所帶來的 運行費用高、不夠節能的問題。本發明全熱回收的調濕新風熱泵有夏季降溫除濕、冬季加熱加濕、春秋通風三種 模式，中央控制器根據檢測的室外新風的濕度值和溫度值進行判斷，從而自動選擇三種模 式運行。在夏季降溫除濕模式下，第一換熱器12作為蒸發器使用，第二換熱器14作為冷凝 器使用，在冬季加熱模式下，第一換熱器作為冷凝器使用，第二換熱器作為蒸發器使用。三 種模式的工作原理如下1、夏季降溫除濕模式經壓縮機11壓縮出來的高溫高壓制冷劑氣體進入作為冷凝器的第一換熱器12， 通過水-冷媒(或空氣-冷媒)熱交換，將熱量傳給冷卻水(地源熱泵)或室外空氣(空氣 源熱泵)，高溫高壓的制冷劑過熱蒸汽冷凝成常溫高壓的液態制冷劑，再經過再熱器15 (由 送風溫度決定)進一步冷卻，充分冷卻后的過冷液體，經節流裝置13后進入作為蒸發器的 第二換熱器14，低壓的制冷劑液體在蒸發器中快速蒸發，同時吸收流經蒸發器的空氣中的 熱量，變成低溫低壓的過熱蒸汽，被吸入壓縮機進行壓縮，如此往復循環。在上述循環過程 中，濕空氣流經蒸發器，被冷卻到露點溫度以下，從而析出凝結水，室內送風的絕對含濕量 下降，再進入再熱器，吸收被冷卻制冷劑的余熱而升溫，最后由送風機送入房間。2、冬季加熱加濕模式經壓縮機壓縮出來的高溫高壓制冷劑氣體進入作為冷凝器的第二換熱器14，通過 風_冷媒熱交換，將熱量傳給經過熱回收換熱器的室外干冷新風，高溫高壓的制冷劑過熱冷凝成常溫高壓的過冷液態制冷劑，經節流裝置13后進入作為蒸發器的第一換熱器12，低 壓的制冷劑液體在蒸發器中快速蒸發，同時吸收流經蒸發器的熱源水(地源熱泵)或室外 空氣(空氣源熱泵)的熱量，變成低溫低壓的過熱蒸汽，被吸入壓縮機11進行壓縮，如此 往復循環，此過程中，中央控制器通過對閥門的通斷或方向控制使得再熱器15不參與熱交 換。在上述的循環過程中，由室外引進的干冷空氣首先流經全熱回收換熱器5，與室內排風 進行初步熱交換，再經冷凝器，被加熱到可以控制的舒適溫度，中央控制器根據濕度傳感器 檢測到的濕度值自動控制加濕器7加濕，從而實現新風送風的恒溫恒濕要求.3、春秋通風模式壓縮機11不啟動，室外新風和室內排風經熱回收換熱器5后直接送入室內。實施例二 本實施例中，所述的冷熱源2為空氣源熱泵，以空氣作為第一換熱器12的換熱源。 本實施例的其他結構與實現方式與實施例一完全相同。
權利要求
一種全熱回收的調濕新風熱泵，包括進風通道、排風通道、制冷系統、中央控制器，所述制冷系統包括依次循環連接的壓縮機、與冷熱源換熱的第一換熱器、節流裝置、對新風進行降溫除濕或者加熱的第二換熱器，所述的第二換熱器位于進風通道內，所述進風通道內設置送風機，排風通道內設置排風機，其特征在于在所述進風通道的入口與排風通道的出口之間設置有對新風和室內回風進行換熱的熱回收換熱器；所述第一換熱器與節流裝置之間可選擇地連接有可對降溫除濕后的新風進行回溫的再熱器，所述的再熱器沿新風流向位于進風通道內第二換熱器的后方；所述中央控制器對制冷系統中制冷劑的流向以及所述再熱器的選擇進行控制。
2.如權利要求1所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述回風通道內設置 有對回風的C02濃度進行檢測的C02傳感器，所述熱回收換熱器與第二換熱器之間的位置 上設置有丁字風閥，該丁字風閥包括可使新風通道與排風通道相通的旁通閥、位于進風通 道上的進風閥、以及位于排風通道上的排風閥，進風閥與排風閥位于旁通閥的靠近熱回收 換熱器的一側；所述C02傳感器連接中央控制器，當C02濃度在設定值以內，中央控制器 控制旁通閥打開、進風閥和排風閥關閉，當C02濃度超出設定值，中央控制器控制旁通閥關 閉、進風閥和排風閥打開。
3.如權利要求1或2所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述新風通道內 沿新風流向于第二換熱器之前設置有檢測新風濕度的濕度傳感器以及檢測新風溫度的溫 度傳感器，濕度傳感器和溫度傳感器均與中央控制器連接。
4.如權利要求3所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述進風通道上于第 二換熱器的室內側設置有可對新風進行加濕的加濕器，所述加濕器與中央控制器連接。
5.如權利要求3所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述的第一換熱器與 節流裝置之間并聯設置有直接連接以及通過再熱器連接兩條支路，兩支路之間通過閥門可 選擇地切換。
6.如權利要求1所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述的冷熱源為地源 熱泵或空氣源熱泵。
7.如權利要求1所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述的節流裝置為膨 脹閥或毛細管。
8.如權利要求1所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述送風機和排風機 分別位于進風通道的新風出口和排風通道的回風出口處。
9.如權利要求1所述的全熱回收的調濕新風熱泵，其特征在于所述制冷系統還包括 設置在所述壓縮機與第一換熱器之間的氣液分離器，以及設置在所述節流裝置與第一換熱 器之間的儲液器、干燥過濾器。
全文摘要
一種全熱回收的調濕新風熱泵，包括進風通道、排風通道、制冷系統，所述制冷系統包括依次循環連接的壓縮機、與冷熱源換熱的第一換熱器、節流裝置、對新風進行降溫除濕或者加熱的第二換熱器，第二換熱器位于進風通道內，所述進風通道內設置送風機，排風通道內設置排風機，在所述進風通道的入口與排風通道的出口之間設置有對新風和室內回風進行換熱的熱回收換熱器；所述第一換熱器與節流裝置之間可選擇地連接有可對降溫除濕后的新風進行回溫的再熱器，再熱器沿新風流向位于進風通道內第二換熱器的后方。本發明提供一種增設熱交換器除濕、通過再熱器對空氣回溫、可根據CO2濃度選擇空氣內循環或外循環模式、更加節能、控制簡單的調濕新風熱泵。
文檔編號F24F3/153GK101995062SQ20101053579
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者林力健 申請人:帝思邁環境設備(上海)有限公司