CN104266277A - 一种热管热回收全新风除湿空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用热管进行热回收的全新风除湿空调装置，它主要由热泵装置，热管，表冷器，加湿器、新风通道部分和排风通道部分组成。其中，一套热泵装置包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器以及由储液器、干燥过滤器、节流装置和四个单向阀构成的制冷剂流向控制装置和节流装置；另一套热泵装置包括压缩机、两个电磁阀、两台冷凝器、蒸发器和节流装置。本发明装置可以对新风进行除湿、降温或者加湿、升温等处理，并且具有高效的热回收装置，节约能源，广泛适用于各种对新风要求高的场所。

Description

一种热管热回收全新风除湿空调装置

技术领域

本发明涉及一种全新风除湿空调装置，具体是涉及一种热管热回收全新风除湿空调装置。

背景技术

我国大部分民用建筑空调系统采用新回风混合系统，这种系统可以通过新回风混合，达到节约能源的目的，通过提供一定量的新风，满足建筑内部的空气品质要求。但是对于一些特殊的应用建筑场合，如国防工程、存放有毒或有害物质的仓库、医院等，采用新回风混合空调系统不能满足建筑需求，必须采用全新风空调系统，而且对新风的湿度要求严格。

与回风型除湿机相比，全新风除湿机处理的是全部来自于室外的高热潮湿新风，空气处理过程负荷很大，对应机组的能耗很大；且大量的排风不经过处理被直接排到室外，排风中的能量没有得到很好的利用。这种高能耗的全新风除湿机与国家提倡的节能减排政策相背离。因此，有必要设计发明一种带有热回收装置的全新风除湿空调装置。

本发明设计的一种热管热回收全新风除湿空调装置，采用热管进行排风的热回收，不仅可以高效回收排风能量，同时能够有效阻止新回风混合，防止交叉污染，同时机组内部设有热泵对排风热量进一步回收，使系统节能效果更加明显。机组内设有两级热泵以及一台表冷器和加湿器，使机组可以通过两级热泵和表冷器、加湿器的选择性工作，满足一年四季不同工况下的室内温湿度要求，用途广泛。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足一年四季不同工况要求的，带有热回收功能的全新风除湿空调装置。

技术方案：

一种热管热回收全新风除湿空调装置，包括新风通道以及排风通道，其特征在于：还包括一热管热回收装置、第一级热泵压缩机、第二级热泵压缩机、四通换向阀、制冷剂流向控制与节流装置、第一级热泵气液分离器、第一电磁阀、再热冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、第二级热泵气液分离器以及第二电磁阀，该热管热回收装置包括排风通道端和新风通道端，所述的排风通道端位于所述的排风通道内，所述的新风通道端位于所述的新风通道内，在所述的排风通道内还设置有第一空气换热器、冷凝器以及排风风机，在所述的新风通道内还设置有表冷器、第二空气换热器、蒸发器、加湿器以及新风风机，

所述的第一级热泵压缩机、四通换向阀、第一空气换热器、制冷剂流向控制与节流装置、第二空气换热器以及第一级热泵气液分离器之间连接形成第一级热泵系统；其中制冷剂流向控制与节流装置包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、储液器、干燥过滤器以及膨胀阀；第一级热泵压缩机的出气口与四通换向阀的进气口a连接，四通换向阀的一个出气口c与第一空气换热器相连，第一空气换热器的另一端与制冷剂流向控制和节流装置中的第一单向阀连接，所述的第一单向阀与第四单向阀并联，第二单向阀与第三单向阀并联，在第一单向阀、第三单向阀和第二单向阀、第四单向阀之间依次按顺序连接设置所述储液器、干燥过滤器以及膨胀阀；第二单向阀的出口与第二空气换热器连接，第二空气换热器另一端与四通换向阀的进气口b连接，四通换向阀的出气口d与气液分离器连接，气液分离器的出气端与第一级热泵压缩机的进气口相连；

所述的第二级热泵压缩机、冷凝器、第一电磁阀、再热冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、第二级热泵气液分离器以及第二电磁阀之间连接形成第二级热泵系统，第二级热泵压缩机的出气口与冷凝器连接，冷凝器出口连接第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀的另一端与再热冷凝器入口相连，再热冷凝器的出口连接干燥过滤器，干燥过滤器再与膨胀阀连接，膨胀阀另一端连接蒸发器的入口，蒸发器的出口与气液分离器连接，气液分离器的出气端与第二级热泵压缩机的进气口连接。

所述热管热回收装置包括翅片、基管、转动轴以及基管内的传热工质，所述的翅片设置在所述基管的两端，所述的转动轴设置在所述基管的中部，所述基管可以绕中间转动轴旋转，调整新风通道端与排风通道端高度，所述转动轴四周设有定位并且防止空气交叉的隔板。

所述第一空气换热器、冷凝器依次位于排风通道热管热回收装置之前；所述表冷器、第二空气换热器、蒸发器、再热冷凝器、加湿器依次位于新风通道热回收转轮之后。排风通道设有排风风机，位于第一空气换热器之前；新风通道设有送风风机，位于加湿器之后。

所述第一级热泵膨胀阀和第二级热泵膨胀阀使用热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或手动膨胀阀。

表冷器采用管翅式换热器，与外部的冷热水机组相通，可以通热水或冷水，水温可以根据需要进行设定，也可以根据负荷增加或减少表冷器。所述加湿器可以采用湿膜加湿器，但不限于这种形式。

新风通道与排风通道并排设置，新风通道与排风通道完全隔绝，防止交叉污染。热管热回收装置两端分别置于新风通道与排风通道，热管热回收装置可以绕中间轴轻微旋转调整新风通道侧与排风通道侧热管端高度。

有益效果：

1.本发明采用热管进行热回收，可以避免室内排风与新风的混合，同时巧妙的布置两级热泵的蒸发器和冷凝器，实现排风能量的梯级回收利用，减少夏季工况新风的制冷能耗和除湿后空气的再热能耗，降低冬季工况的新风加热能耗；

2.本发明设置两级热泵，新风通道内还设有表冷器和加湿器，夏季即便工况恶劣，也可以达到深度除湿的目的，冬季可以调节新风的送风湿度，适用于一年四季各个工况。

3.本发明结构紧凑，应用场所广泛。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

图2为本发明的机组俯视结构示意图。

图3为本发明中热管热回收装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1，本发明由第一级热泵压缩机1、四通换向阀2、第一空气换热器3、制冷剂流向控制与节流装置、第二空气换热器9、第一级热泵气液分离器10形成第一级热泵系统；其中制冷剂流向控制与节流装置包括第一单向阀4、第二单向阀8、第三单向阀11、第四单向阀12、储液器5、干燥过滤器6、膨胀阀7。由第二级热泵压缩机13、冷凝器14、第一电磁阀15、再热冷凝器16、干燥过滤器17、膨胀阀18、蒸发器19、第二级热泵气液分离器20、第二电磁阀21形成第二级热泵系统。

新风通道与排风通道并排设置，新风通道与排风通道完全隔绝，防止交叉污染。热管热回收装置两端分别置于新风通道与排风通道，热管热回收装置包括翅片、基管、转动轴、隔板以及管内的传热工质。热管热回收装置可以绕中间转动轴旋转，调整新风通道侧与排风通道侧热管端高度，转动轴四周设有定位并且防止空气交叉的隔板。

第一空气换热器3、冷凝器14依次位于排风通道热管热回收装置之前；所述表冷器23、第二空气换热器9、蒸发器19、再热冷凝器16、加湿器24依次位于新风通道热管热回收装置之后。排风通道设有排风风机26，位于第一空气换热器3之前；新风通道设有送风风机25，位于加湿器24之后。

第一级热泵系统制冷剂流向控制与节流装置主要由四个单向阀相向连接而成，在中间依次设有储液器5、干燥过滤器6和膨胀阀7。第一级热泵膨胀阀7和第二级热泵膨胀阀18可以使用热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或手动膨胀阀。

表冷器23采用管翅式换热器，与外部的冷热水机组相通，可以通热水或冷水，水温可以根据需要进行设定，也可以根据负荷增加或减少表冷器。所述加湿器24可以采用湿膜加湿器，但不限于这种形式。

一、夏季工况（制冷模式）运行流程

如图1所示，本发明工作于夏季工况时，室外空气为高温高湿空气，调节热管热回收装置22，使其绕转动轴29旋转，使隔板30a和c紧密接触新风通道与排风通道中间隔板，防止新风与排风混合，此时使热管排风通道端高度高于新风通道端。开启第一级和第二级热泵压缩机1、13，表冷器23内通入冷水，第一级热泵四通换向阀2的a、c接口相通，b、d接口相通，此时，第一空气换热器3为冷凝器，第二空气换热器9为蒸发器。根据需要调节的空气送风温度，第二级热泵的第一电磁阀15和第二电磁阀21选择性的开启其中一个或者两个都开启。新风通道内室外新风依次经过热管热回收装置22、表冷器23、第二空气换热器9（此时作为蒸发器使用）、蒸发器18、再热冷凝器16和加湿器24；排风通道内，室内排风依次经过热管热回收装置22、冷凝器14和第一空气换热器3（此时作为冷凝器使用）。

室外新风经过热管热回收装置22与室内排风进行换热，温度有所降低，经过表冷器23，温度进一步降低，再经过第二空气换热器9，降温除湿，经过蒸发器19，彻底到达除湿的目的，然后经过再热冷凝器16，提高送风温度，使送风的温湿度都能满足要求。室内排风经过热管热回收装置22回收部分能量，再经过冷凝器14和第一空气换热器3，进一步回收能量。

夏季工况如果室外温湿度较适宜，也可以只开启第一级热泵或者第二级热泵就可以达到除湿的目的。

二、冬季工况（制热模式）运行流程

本发明工作于冬季工况时，室外空气为低温干燥空气，调节热管热回收装置22，使其绕转动轴29旋转，使隔板30b和d紧密接触新风通道与排风通道中间隔板，防止新风与排风混合，此时使热管新风通道端高度高于排风通道端。开启第一级热泵压缩机1，表冷器23内通入热水，第一级热泵四通换向阀2的a、b接口相通，c、d接口相通，此时，第一空气换热器3为蒸发器，第二空气换热器9为冷凝器。新风通道内室外新风依次经过热管热回收装置22、表冷器23、第二空气换热器9（此时作为冷凝器使用）、加湿器24；排风通道内，室内排风依次经过热管热回收装置22、第一空气换热器3（此时作为蒸发器使用）。

室外新风经过热管热回收装置22与室内排风进行换热，温度有所提高，经过表冷器23，温度进一步升高，再经过第二空气换热器9，达到较高的温度，然后通过加湿器24，等焓加湿，达到理想的送风温湿度。室内排风经过热管热回收装置22回收部分能量，再经过第一空气换热器3，进一步回收能量。

三、过渡季节工况运行流程

本发明工作于过渡季节工况时，室外空气温度适宜，若室外空气湿度较大，则开启第一级和第二级热泵压缩机1、13，表冷器23内不供水，第一级热泵四通换向阀2的a、c接口相通，b、d接口相通，此时，第一空气换热器3为冷凝器，第二空气换热器9为蒸发器。根据需要调节的空气送风温度，第二级热泵的第一电磁阀15和第二电磁阀21选择性的开启。新风通道内室外新风依次经过热管热回收装置22、第二空气换热器9（此时作为蒸发器使用）、蒸发器18、再热冷凝器16和加湿器24；排风通道内，室内排风依次经过热管热回收装置22、冷凝器14和第一空气换热器3（此时作为冷凝器使用）。

室外新风经过第二空气换热器9，温度降低，再经过蒸发器19降温除湿，然后经过再热冷凝器16，适当提高送风温度，使送风的温湿度都满足要求。室内排风经过冷凝器14，回收能量，再经过第一空气换热器3，进一步回收能量。

如果室外空气的温度和湿度都适宜时，第一级和第二级热泵压缩机1、13都关闭，表冷器23内不供水，仅新风风机25和排风风机26运行，从室内排出的空气与室外新风仅经过热管热回收装置22换热。

如果室外空气温度适宜，湿度较低，则第一级和第二级热泵压缩机1、13都关闭，表冷器23内不供水，加湿器24工作，使室外新风达到适宜的温湿度。

Claims (5)

1.一种热管热回收全新风除湿空调装置，包括新风通道以及排风通道，其特征在于：还包括一热管热回收装置（22）、第一级热泵压缩机（1）、第二级热泵压缩机（13）、四通换向阀（2）、制冷剂流向控制与节流装置、第一级热泵气液分离器（10）、第一电磁阀（15）、再热冷凝器（16）、干燥过滤器（17）、膨胀阀（18）、第二级热泵气液分离器（20）以及第二电磁阀（21），该热管热回收装置（22）包括排风通道端（221）和新风通道端（222），所述的排风通道端（221）位于所述的排风通道内，所述的新风通道端（222）位于所述的新风通道内，在所述的排风通道内还设置有第一空气换热器（3）、冷凝器（14）以及排风风机（26），在所述的新风通道内还设置有表冷器（23）、第二空气换热器（9）、蒸发器（19）、加湿器（24）以及新风风机（25）,

所述的第一级热泵压缩机（1）、四通换向阀（2）、第一空气换热器（3）、制冷剂流向控制与节流装置、第二空气换热器（9）以及第一级热泵气液分离器（10）之间连接形成第一级热泵系统；其中制冷剂流向控制与节流装置包括第一单向阀（4）、第二单向阀（8）、第三单向阀（11）、第四单向阀（12）、储液器（5）、干燥过滤器（6）以及膨胀阀（7）；第一级热泵压缩机（1）的出气口与四通换向阀（2）的进气口a连接，四通换向阀（2）的一个出气口c与第一空气换热器（3）相连，第一空气换热器（3）的另一端与制冷剂流向控制和节流装置中的第一单向阀（4）连接，所述的第一单向阀（4）与第四单向阀（12）并联，第二单向阀（8）与第三单向阀（11）并联，在第一单向阀（4）、第三单向阀（11）和第二单向阀（8）、第四单向阀（12）之间依次按顺序连接设置所述储液器（5）、干燥过滤器（6）以及膨胀阀（7）；第二单向阀（8）的出口与第二空气换热器（9）连接，第二空气换热器（9）另一端与四通换向阀（2）的进气口b连接，四通换向阀的出气口d与气液分离器（10）连接，气液分离器（10）的出气端与第一级热泵压缩机（1）的进气口相连；

所述的第二级热泵压缩机（13）、冷凝器（14）、第一电磁阀（15）、再热冷凝器（16）、干燥过滤器（17）、膨胀阀（18）、蒸发器（19）、第二级热泵气液分离器（20）以及第二电磁阀（21）之间连接形成第二级热泵系统，第二级热泵压缩机（13）的出气口与冷凝器（14）连接，冷凝器（14）出口连接第一电磁阀（15）和第二电磁阀（21），第一电磁阀（15）的另一端与再热冷凝器（16）入口相连，再热冷凝器（16）的出口连接干燥过滤器（17），干燥过滤器（17）再与膨胀阀（18）连接，膨胀阀（18）另一端连接蒸发器（19）的入口，蒸发器（19）的出口与气液分离器（20）连接，气液分离器（20）的出气端与第二级热泵压缩机（13）的进气口连接。

2.根据权利要求书1所述的一种热管热回收全新风除湿空调装置，其特征是：所述热管热回收装置（22）包括翅片（27）、基管（28）、转动轴（29）以及基管内的传热工质，所述的翅片设置在所述基管的两端，所述的转动轴设置在所述基管（28）的中部，所述基管（28）可以绕中间转动轴（29）旋转，调整新风通道端与排风通道端高度，所述转动轴（29）四周设有定位并且防止空气交叉的隔板（30）。

3.根据权利要求书1所述的一种热管热回收全新风除湿空调装置，其特征是：所述第一空气换热器（3）、冷凝器（14）依次位于排风通道热管热回收装置（22）之前；所述表冷器（23）、第二空气换热器（9）、蒸发器（19）、再热冷凝器（16）、加湿器（24）依次位于新风通道热管热回收装置（22）之后。

4.根据权利要求书1所述的一种热管热回收全新风除湿空调装置，其特征是：所述第一级热泵膨胀阀（7）和第二级热泵膨胀阀（18）使用热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或手动膨胀阀。

5.根据权利要求书1所述的一种热管热回收全新风除湿空调装置，其特征是：所述表冷器（23）为管翅式换热器，通热水或冷水；所述加湿器（24）为湿膜加湿器。