專利名稱：冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全熱回收新風處理機，特別是冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機。
背景技術：
我國民用建筑空調系統大都采用新回風混合模式，由于大部分空氣在室內循環，使得污染物不能很快的排到室外，危害人類健康。加大新風量(或采用全新風的運行方式)，可以將室內的有害物質稀釋并排出室外，明顯提高室內空氣品質。但另一方面，新風量的增加使得新風處理能耗大大增加。另外對空氣的處理方式目前多采用冷凍水或直接蒸發的除濕方式，這種空調方式存在以下幾個方面的弊端一、風冷式制冷機的冷凝溫度較高，能效比低；二、為了提供較低的冷凍水溫度，需要較低的蒸發溫度，使冷水機的效率也隨之 降低；三、難以適應熱濕比的變化。只通過蒸發方式對空氣進行冷卻和除濕，其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的范圍內變化，而建筑物實際需要的熱濕比卻在較大的范圍內變化。一般是犧牲對濕度的控制，通過僅滿足室內溫度的要求來妥協，造成室內相對濕度過高或過低的現象；四、因出風溫度過低導致冷凝水的存在，盤管的表面形成了滋生各種霉菌的溫床，惡化了室內空氣品質，引發多種病態建筑綜合癥。此冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，利用了峰谷電價的冰蓄冷低溫冷凍水及熱泵全熱回收新風機組的有機結合，其基本功能為處理顯熱與潛熱的系統可同時調節室內的溫度與濕度。通過控制室內空氣的露點溫度來處理潛熱及部分顯熱，再利用二個全熱回收器分別預冷和升溫，以及冷凝熱升溫來降低相對濕度，因而不存在出風溫度過低結露的危險；特別是冬季利用全熱回收器預熱新風以克服因新風溫度過低而壓縮機起動困難的情況。新風處理機組還同時承擔去除室內C02、異味，以保證室內空氣質量的任務。溫濕度獨立控制空調系統中，需要新風處理機組提供干燥的室外新風，以滿足排濕、排C02、排味和提供新鮮空氣的需求。采用轉輪除濕方式，是一種可能的解決途徑，即用硅膠、分子篩等吸濕材料附著于輕質骨料制作的轉輪表面。但轉輪除濕機熱能利用效率低的實質是除濕與再生這兩個過程都是等焓過程而非等溫過程，轉輪表面與空氣間的濕度差和溫度差都很不均勻，造成很大的不可逆損失，同時還存在新風與排風交叉污染的情況。再一種除濕方式是空氣直接與低溫的蒸發器進行熱交換(通過露點溫度)，空氣中的水蒸氣被凝結成冷凝水后經過輔助冷凝器的升溫，從而實現空氣的除濕目的，從而實現接近等溫的吸濕過程；同時低溫低濕排風經過冷凝器有助于降低冷凝溫度，從而大大提高了機組的能效比。本發明采用除濕技術處理空調新風，新排風為二路獨立通道，杜絕了交叉污染，改善了室內空氣品質；系統回收室內排風的能量，減小了新風處理能耗；提高熱泵能效比，使低品味熱源得以利用，由于熱泵可獲得比驅動能源多的熱量，有助于節能和改善因燃煤、燃油造成的環境污染狀況。發明內容本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、運行平穩、能耗低的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，以克服及改進現有技術中的不足之處。按此目的設計的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，由排風部分、新風處理部分、全熱回收器和熱泵系統組成。圖中實線表示制冷工質流動管道，虛線表示新風及排風處理通道。所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述四通換向閥的c接口與冷凝器的一端連接，a接口與壓縮機的排氣口連接，b接口與壓縮機的吸氣口連接，d接口與蒸發器的一端連接；冷凝器的另一端通過節流部件與蒸發器的另一端連接。所述冷凝器與節流部件之間還連接有電磁閥a，電磁閥a兩端并聯有冷凝熱回收 器，其中，電磁閥a與冷凝器連接的一端與通過電磁閥b與冷凝熱回收器連接；冷凝熱回收器設置在新風出風口處。所述全熱回收器分為全熱回收器a及全熱回收器b，全熱回收器a設置在室內排風入口處，全熱回收器b設置在新風入風口處。所述新風處理部分含新風機、表面式換熱器及加濕器；表面式換熱器及加濕器設置在蒸發器與全熱回收器a之間。當室外空氣為高溫潮濕空氣時，開啟壓縮機，四通閥的a、c接口連通，b、d接口連通，室外新風依次經過全熱回收器b及蒸發器，被全熱回收器b預冷及蒸發器冷卻除濕后，再經過表面式換熱器進一步降溫除濕，然后經過全熱回收器a及冷凝熱回收器升溫后送入室內。全熱回收器b的目的是高溫高濕新風與低溫低濕排風通過全熱交換進行預冷；蒸發器的目的是通過冷媒蒸發達到露點溫度，除去高溫潮濕的新風中的水分；表面式換熱器的目的是利用冰蓄冷低溫冷凍水達到更低露點溫度，進一步除去新風中的水分；再經過全熱回收器a及冷凝熱回收器升溫使其相對濕度降低，以達到所需的出風溫濕度。室內排風分別經過全熱回收器a、全熱回收器b后再經過冷凝器排出室外；排風經過全熱回收器a后溫度降低，再通過全熱回收器b與新風進行全熱交換，有助于新風預冷；室內的低溫排風有助于冷卻冷凝器以增強其散熱能力，及降低耗電量提高能效比。當室外空氣為低溫干燥空氣時，開啟壓縮機，四通閥的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通閥換向實現蒸發器和冷凝器的相互轉換。室外干燥、低溫的新風依次經過全熱回收器b及冷凝器，被全熱回收器b預熱及冷凝器加熱后，再經過表面式換熱器及加濕器進一步升溫加濕，新風被加熱加濕后送入室內。冷凝器的排熱量用于加熱新風。室內高溫高濕空氣分別通過全熱回收器a、全熱回收器b后再經過蒸發器，降溫后被排出室外；電磁閥a開啟，電磁閥b關閉，冷凝熱回收器不工作。夏季，當室外空氣溫度適合、室內溫濕度過低時，關閉壓縮機，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣；冬季，當室外空氣溫度適合、室內溫濕度過高時，關閉壓縮機，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣。所述冷凝熱回收器與冷凝器串聯連接，用于回收制冷系統的冷凝熱，升高新風出風溫度及降低相對濕度；若新風出風溫度過低，需將電磁閥b打開，電磁閥a關閉；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a開啟，電磁閥b關閉，冷凝熱回收器不工作。[0016]本發明利用了峰谷電價的冰蓄冷低溫冷凍水及采用熱泵技術、全熱交換器進行多級全熱交換來處理空調新風，還可通過在新風部分附加過濾及殺菌裝置可以除去空氣中夾帶的灰塵和細菌，起到凈化空氣的作用，改善了室內空氣品質；系統能回收室內排風的能量，減小了新風處理能耗；利用熱泵提供除濕熱量，使低品味熱源得以利用，由于熱泵可獲得比驅動能源多的熱量，有助于節能和改善因燃煤、燃油造成的環境污染狀況。
圖I為本發明一實施例工作原理不意圖。圖2為本發明另一實施例工作原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。·[0020]參見圖1，本冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，由排風部分、新風處理部分、全熱回收器和熱泵系統組成。熱泵系統包括壓縮機I、四通閥7、冷凝器3、蒸發器2、冷凝熱回收器4和膨脹閥10，冷凝熱回收器4設置在新風出風口處；全熱回收器分為全熱回收器al3及全熱回收器bl4，全熱回收器al3設置在室內排風入口處，全熱回收器bl4設置在新風入風口處；排風部分由排風機6執行；新風處理部分含新風機5、表面式換熱器11及加濕器12組成。四通換向閥7的c接口與冷凝器3的一端連接，a接口與壓縮機I的排氣口連接，b接口與壓縮機I的吸氣口連接，d接口與蒸發器2的一端連接；冷凝器3的另一端通過膨脹閥10與蒸發器2的另一端連接。冷凝器3與膨脹閥10之間還連接有電磁閥a8，電磁閥a8兩端并聯有冷凝熱回收器4，其中，電磁閥a8與冷凝器3連接的一端與通過電磁閥b9與冷凝熱回收器4連接；冷凝熱回收器4設置在新風出風口處。全熱回收器al3設置在室內排風入口處，全熱回收器bl4設置在新風入風口處。新風處理部分的新風機5設置在新風出風口處，表面式換熱器11及加濕器12設置在蒸發器2與全熱回收器al3之間；排風部分的排風機6設置在室內排風出風口處，回收室內排風的能量。其工作原理是一、夏季運行高溫潮濕的室外新風依次經過全熱回收器bl4及蒸發器2，被全熱回收器bl4預冷及蒸發器2冷卻除濕后，再經過表面式換熱器11進一步降溫除濕，然后經過全熱回收器al3及冷凝熱回收器4升溫后送入室內。全熱回收器bl4的目的是高溫高濕新風與低溫低濕排風通過全熱交換進行預冷；蒸發器2的目的是通過冷媒蒸發達到露點溫度，除去高溫潮濕的新風中的水分；表面式換熱器11的目的是利用冰蓄冷低溫冷凍水達到更低露點溫度，進一步除去新風中的水分；再經過全熱回收器al3及冷凝熱回收器11升溫使其相對濕度降低，以達到所需的出風溫濕度。室內排風分別經過全熱回收器al3、全熱回收器bl4后再經過冷凝器3排出室外；排風經過全熱回收器al3后溫度降低，再通過全熱回收器bl4與新風進行全熱交換，有助于新風預冷；室內的低溫排風有助于冷卻冷凝器3以增強其散熱能力，及降低耗電量提高能效比。全熱回收器bl4、蒸發器2、全熱回收器al3及冷凝熱回收器4與蒸發器2串聯使用，有助于調節新風出風溫度及相對濕度，提高機組能效比及熱交換效率。若新風出風溫度過低，需將電磁閥b9打開，電磁閥a8關閉，冷凝熱回收器4的冷凝熱用于升高新風出風溫度及降低相對濕度；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a8開啟，電磁閥b9關閉，冷凝熱回收器4不工作。二、冬季運行當室外空氣為低溫干燥空氣時，開啟壓縮機1，四通閥的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通閥7換向實現蒸發器和冷凝器的相互轉換。室外干燥、低溫的新風依次經過全熱回收器bl4及冷凝器2，被全熱回收器bl4預熱及冷凝器2加熱后，再經過表面式換熱器11及加濕器12進一步升溫加濕，新風被加熱加濕后送入室內，冷凝器2的排熱量用于加熱新風。室內高溫高濕空氣分別通過全熱回收器al3、全熱回收器bl4后再經過蒸發器3，降溫后被排出室外；電磁閥a8開啟，電磁閥b9關閉，冷凝熱回收器4不工作。三、過渡季節新風機組運行說明 熱泵系統停止工作。排風和新風進行交換，新風自然的能量后被送入室內，室內污濁空氣排出室外。
權利要求1.冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是由排風部分、新風處理部分、全熱回收器和熱泵系統組成；熱泵系統包括壓縮機(I)、四通換向閥(7)、冷凝器(3)、蒸發器(2)、冷凝熱回收器(4)和膨脹閥(10)，冷凝熱回收器(4)設置在新風出風口處；全熱回收器分為全熱回收器a (13)及全熱回收器b (14);排風部分由排風機(6)執行；新風處理部分含新風機(5 )、表面式換熱器(11)及加濕器(12 )組成。
2.根據權利要求I所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述四通換向閥(7)的c接口與冷凝器(3)的一端連接，a接口與壓縮機(I)的排氣口連接，b接口與壓縮機(I)的吸氣口連接，d接口與蒸發器2的一端連接；冷凝器(3)的另一端通過膨脹閥(10)與蒸發器(2)的另一端連接。
3.根據權利要求2所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述冷凝器(3)與膨脹閥(10)之間還連接有電磁閥a (8)，電磁閥a (8)兩端并聯有冷凝熱回收器(4)，其中，電磁閥a (8)與冷凝器(3)連接的一端與通過電磁閥b (9)與冷凝熱回收器(4)連接；冷凝熱回收器(4)設置在新風出風口處。
4.根據權利要求I所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述全熱回收器分為全熱回收器a (13)及全熱回收器b (14)，全熱回收器a (13)設置在室內排風入口處，全熱回收器b (14)設置在新風入風口處。
5.根據權利要求I所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述新風處理部分的新風機(5)設置在新風出風口處，表面式換熱器(11)及加濕器(12)設置在蒸發器(2)與全熱回收器a (13)之間；排風部分的排風機(6)設置在室內排風出風口處，回收室內排風的能量； 當室外空氣為高溫潮濕空氣時，開啟壓縮機(1)，四通換向閥(7)的&、(3接口連通，13、(1接口連通，室外新風依次經過全熱回收器b (14)及蒸發器(2)，被全熱回收器b (14)預冷及蒸發器(2)冷卻除濕后，再經過表面式換熱器(11)進一步降溫除濕，然后經過全熱回收器a (13)及冷凝熱回收器(4)升溫后送入室內； 全熱回收器b (14)的目的是高溫高濕新風與低溫低濕排風通過全熱交換進行預冷；蒸發器(2)的目的是通過冷媒蒸發達到露點溫度，除去高溫潮濕的新風中的水分；表面式換熱器(11)的目的是利用冰蓄冷低溫冷凍水達到更低露點溫度，進一步除去新風中的水分；再經過全熱回收器a (13)及冷凝熱回收器(4)升溫使其相對濕度降低，以達到所需的出風溫濕度； 室內排風分別經過全熱回收器a (13)、全熱回收器b (14)后再經過冷凝器(3)排出室外；排風經過全熱回收器a (13)后溫度降低，再通過全熱回收器b (14)與新風進行全熱交換，有助于新風預冷；室內的低溫排風有助于冷卻冷凝器以增強其散熱能力，及降低耗電量提聞能效比； 當室外空氣為低溫干燥空氣時，開啟壓縮機，四通換向閥(7)的a、d接口連通，b、c接口連通，通過四通換向閥實現蒸發器和冷凝器的相互轉換； 室外干燥、低溫的新風依次經過全熱回收器b (14)及冷凝器，被全熱回收器b (14)預熱及冷凝器加熱后，再經過表面式換熱器(11)及加濕器(12)進一步升溫加濕，新風被加熱加濕后送入室內；冷凝器的排熱量用于加熱新風；室內高溫高濕空氣分別通過全熱回收器a (13)、全熱回收器b (14)后再經過蒸發器，降溫后被排出室外；電磁閥a (8)開啟，電磁閥b (9)關閉，冷凝熱回收器(4)不工作； 夏季，當室外空氣溫度適合、室內溫濕度過低時，關閉壓縮機(1)，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣； 冬季，當室外空氣溫度適合、室內溫濕度過高時，關閉壓縮機(1)，從室內排出室外的空氣和從室外進入室內的空氣進行通風換氣。
6.根據權利要求3所述的冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，其特征是所述冷凝熱回收器(4)與冷凝器(3)串聯連接，用于回收制冷系統的冷凝熱，升高新風出風溫度及降低相對濕度；若新風出風溫度過低，需將電磁閥b (9)打開，電磁閥a (8)關閉；若新風出風溫度過高，則需將電磁閥a (8)開啟，電磁閥b (9)關閉，冷凝熱回收器(4)不工作。
專利摘要一種冰蓄冷熱泵藕合多級全熱回收新風處理機，屬能源利用技術和空氣調節領域。由排風部分、新風處理部分、全熱回收器和熱泵系統組成。熱泵系統包括壓縮機、冷凝器、冷凝熱回收器、蒸發器和膨脹閥。夏季利用室內低溫低濕的排風排走制冷系統的冷凝熱量；冬季利用室內高溫高濕的排風排走制冷系統的蒸發冷量。全熱回收器對新風及排風進行多級全熱回收以提高熱回收效率。熱泵系統為新風處理系統提供所需的冷量和熱量。冰蓄冷提供低溫冷凍水對新風進行更徹底除濕，以達到更低的含濕量。
文檔編號F24F5/00GK202709344SQ20122013673
公開日2013年1月30日 申請日期2012年4月2日 優先權日2012年4月2日
發明者呂智, 賀建鑫, 劉湘輝 申請人:呂智