CN201138102Y - 一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置 - Google Patents

Abstract

一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置，由压缩机、室外翅片式加湿冷却冷凝器、蒸发器、膨胀阀及其它配件组成，其中室外翅片式加湿冷却冷凝器由一级冷凝加热器、二级加湿冷却器、三级冷凝加热器等多级热湿处理组件组成。该实用新型创造性地对被冷凝器加热的空气进行加湿降温，再次经过下一级冷凝器与高温制冷剂换热，水源为蒸发器凝结水，从而实现了将蒸发器凝结水所含冷量全部或部分的回收利用，且冷凝器所需风量减少了50％以上，创造性的用热泵实现了新排风的全热回收，且全热效率可接近100％，远远超过目前所有新排风热回收的效率，节能效益十分显著。本实用新型实现了制冷机组冷凝换热原理和应用两个方面的重大突破。

Description

一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置

技术领域

本实用新型涉及一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置，对被冷凝器加热的空气利用蒸发器凝结水进行加湿降温处理，再次经过下一级冷凝器对与高温制冷剂换热，创造性地用热泵实现了新排风的全热回收，属于制冷机组及空调处理过程技术领域。

背景技术

新排风热回收作为降低建筑设备能耗的重要方法已经为空调技术领域所重视，且目前已经在国内有大量的推广应用。但是目前的几种主要的热回收方式方法及设备，均存在着应用方面的重大问题，因此实际工程中成功落实的项目远未达到所期望的目标。例如目前的板式新排风热交换器一般只进行显热交换，实现全热交换的产品存在有机换热元件会产生病菌、异味，两类热回收器都存在总体上效率较低，尺寸较大，风组过大导致风机能耗大，结露及冬季结霜问题难以有效解决，长期使用时积累大量灰尘导致污染严重，成本较高等缺点；转轮式热回收器尺寸过大、价格过高等；其它如新排风分别与水换热并通过循环管路传热及热管式等往往只能实现显热交换，且存在运行控制复杂、冬季需避免水管冻裂冻坏等问题。上述原因均导致了新排风热回收实际应用上的能效比、经济性、可操作性等困难，严重影响到这一重要节能技术的实际推广。

将热泵应用于新排风热回收也是一种重要方法，但是目前风冷冷凝器的能效比一般比较低，仅能达到3.0或稍多，与板式及转轮式机组通常宣传可达到6以上相比过低，这种性能指标使热泵难以成为新排风热回收的主要手段。特别是制冷系统的特点是冷凝热量一般高出蒸发冷量10～30％左右，而通常冷凝器的内外传热温差一般低于蒸发器，且冷凝器冷却空气的进出口温差通常比蒸发器被冷却空气要小，这对风冷冷风型制冷机组一般会造成冷凝风量比蒸发风量高出30～100％以上。而通常空调系统的有组织排风量要低于新风量10％左右，那么当将热泵应用于新排风热回收时，若仅仅吸收排风中有限的显热量，则对新风的冷却除湿能力较低，无法充分发挥热泵热回收的优势。

当用于空调系统的冬季加湿时，由于热泵冷凝部分只能实现显热加热，则必须另设一套加湿器，增加了结构尺寸及成本。

目前空调系统空气处理过程普遍采用冷冻除湿方法，空气的降温、除湿过程耦合，将制冷机的蒸发温度降到很低水平以满足除湿需要，导致制冷机能效比大幅下降，增加初投资及运行费用。

发明内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的种种问题，根据空气含湿量不变时温度越高吸湿能力越强的特性，创造性的对被冷凝器加热的空气进行加湿处理，使其温度沿近似等焓过程降低到很低温度，再次经过下一级冷凝器与高温制冷剂换热，水源则为可认为不含钙镁离子的蒸发器凝结水，从而实现了将蒸发器凝结水所含冷量全部或部分的回收利用，避免了直接采用自来水加湿导致的结垢问题，且冷凝器所需风量减少了50％以上，创造性的用热泵实现了新排风的全热回收，且全热效率可接近100％，在室外空气温度不很高时由于排风温度远超室外气温而使全热效率超过100％，远远超过目前所有新排风热回收的效率，节能效益十分显著。

为此，本实用新型设计了一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置，由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、四通阀、单向阀组、储液器、干燥过滤器、汽液分离器及其它配件组成，其中冷凝器分为三级热湿处理过程，第一级将室内排风由室温20～26℃左右冷凝加热处理到40～50℃，第二级将排风加湿冷却到20～26℃左右，第三级再将排风由冷凝器加热到45～50℃并排向室外。一、三级冷凝器采用翅片式换热器，二级加湿器采用超声波加湿器或者雾化喷淋加湿器。若必要，还可在第三级之后再设置四级加湿冷却器和五级冷凝加热器。

夏季处理过程的加湿水源为蒸发器凝结水，从而实现基本上把新风冷却除湿后的凝结水所含冷量利用热泵进行回收的目标，即完成了全热回收过程，且不浪费自来水水源。

通常的转轮式或板式等热回收器对于新风除湿过程而言仅仅是被动除湿过程，无法实现有效控制除湿水平，而采用本实用新型的热泵热回收装置，完全可实现冷冻独立除湿，这对空调系统而言具有如下重大意义：中央空调系统的制冷主机将冷冻水出水温度由通常的7℃左右大幅度提升到15℃左右，则中央空调制冷机组的能效比大幅提高，制冷机及空调系统相关设备部件的容量较大幅度降低，初投资及运行费用较大幅度下降，且可实现室内风机盘管的干式运行，彻底解决了由于风盘接水盘内大量滋生有害微生物导致的室内空气污染及空调病。

同时，若在冬季条件下的空调设计、运行中直接采用这一方式实现加湿热回收过程，则可省去了另设的加湿器，此时的加湿水源主要为软化水。

本实用新型在结构形式及尺寸、运行调节的可控性及可靠性、能效比与经济性方面，比现有形式的新排风热回收器具有很大的综合优势，例如其冬季的能效比可真正达到6～8以上，且可有效避免结露结冰等限制问题。

本实用新型实现了制冷机组冷凝换热原理和应用两个方面的重大突破。

附图说明

图1分别是本实用新型原理示意图。

图1中各部件编号与名称如下：

压缩机1、四通阀2、室外翅片式加湿冷却冷凝器3、单向阀组4+5+6+7、储液器8、干燥过滤器9、视液镜10、膨胀阀11、蒸发器12、汽液分离器13、低压表14、高压表15、蒸发器接水盘16、一级冷凝加热器17、二级加湿冷却器18、三级冷凝加热器19、二级加湿冷却器加湿水盘20、加湿器喷口21。

具体实施方式

下面结合附图和一种具体的实施应用例对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型原理示意图。

该实用新型由压缩机(1)、室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)、蒸发器(12)、膨胀阀(11)、四通阀(2)、单向阀组(4、5、6、7)、储液器(8)、干燥过滤器(9)、汽液分离器(13)及其它配件组成，其特征在于室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)由一级冷凝加热器(17)、二级加湿冷却器(18)、三级冷凝加热器(19)等多级热湿处理组件组成；室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)氟路进口端经四通阀(2)与压缩机(1)排气口相连，出口端与单向阀组(4+5+6+7)相连；储液器(8)进口端与单向阀组(4+5+6+7)相连，出口端与干燥过滤器(9)进口相连；干燥过滤器(9)出口端经视液镜(10)与膨胀阀(11)进口相连；蒸发器(12)进口端通过单向阀组(4+5+6+7)与膨胀阀(11)出口相连，出口端通过四通阀(2)与汽液分离器(13)进口端相连；汽液分离器(13)出口端与压缩机(1)吸气口相连。

室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)二级加湿冷却装置(18)的加湿水盘(20)的进水口与蒸发器(12)接水盘(16)出水管与相连，出水口与加湿器喷口(21)相连。二级加湿冷却器(18)进风端与一级冷凝加热器(17)出风端相连，出风端与三级冷凝加热器(19)相连。蒸发器(12)位于冷凝器(2)上部，蒸发器冷凝水通过水管输送到二级加湿冷却器加湿水盘(20)并用超声波加湿喷嘴(21)对空气加湿冷却。

按照上述结构制作而成的空气源热泵机组，在冷凝器一侧可先利用冷却空气的显冷量对冷凝器内高温高压的制冷机进行冷却，当空气达到较高温度时，就采用喷水的方式进行加湿降温，空气中含湿量大为增加，而沿近似等焓线降温，然后与制冷剂进行二次冷却换热，从而实现了在大大减少冷却风量的情况下进行冷凝换热，且冷凝温度大大低于常规风冷热泵，从而大大改善了冷凝状况，热泵能效比大为提高，同时避免了水冷热泵必须另建冷却塔进行冷却，节约了初投资和运行费用。

Claims (2)

1、一种带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置，由压缩机(1)、室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)、蒸发器(12)、膨胀阀(11)、四通阀(2)、单向阀组(4、5、6、7)、储液器(8)、干燥过滤器(9)、汽液分离器(13)及其它配件组成，其特征在于室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)由一级冷凝加热器(17)、二级加湿冷却器(18)、三级冷凝加热器(19)等多级热湿处理组件组成；室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)氟路进口端经四通阀(2)与压缩机(1)排气口相连，出口端与单向阀组(4+5+6+7)相连；储液器(8)进口端与单向阀组(4+5+6+7)相连，出口端与干燥过滤器(9)进口相连；干燥过滤器(9)出口端经视液镜(10)与膨胀阀(11)进口相连；蒸发器(12)进口端通过单向阀组(4+5+6+7)与膨胀阀(11)出口相连，出口端通过四通阀(2)与汽液分离器(13)进口端相连；汽液分离器(13)出口端与压缩机(1)吸气口相连。

2、如权利要求1所述的带二次加湿冷却式冷凝器的新回风能量回收热泵装置，其特征在于所述的室外翅片式加湿冷却冷凝器(3)二级加湿冷却装置(18)的加湿水盘(20)的进水口与蒸发器(12)接水盘(16)出水管与相连，出水口与加湿器喷口(21)相连，二级加湿冷却器(18)进风端与一级冷凝加热器(17)出风端相连，出风端与三级冷凝加热器(19)相连。

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