一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组

摘要

本发明设计了一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组，包括压缩机、四通换向阀、送风换热器、排风换热器、节流装置、再热器、流量调节阀、制冷剂连接管、新风口、送风风机、排风风机、加湿器、送风口、回风口、排风口、水泵、三通换向阀、风管及水管，空调机组上设置有送风通道和排风通道，送风通道起始于新风口，终止于送风口，排风通道，起始于回风口，终止于排风口，送风通道和排风通道不通过风管联通。本发明的空调机组通过完全回收排风显热和蒸发器冷凝水，获得极高的制冷制热效率，同时通过冷凝再热保证制冷工况和除湿工况的送风温度，全热回收机组的节能效果显著，仿真结果显示，本发明在夏季制冷COP可达3.0，冬季制热COP可达4.0。

说明书

技术领域：

本发明涉及空调机组，尤其涉及一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组。

背景技术：

随着人们对室内空气品质的要求不断提高，新风空调机组的使用越来越广泛。新风空调机组是一种有效的空气净化设备，一方面把室内污浊的空气排出室外，另一方面把室外新鲜的空气经过过滤和热湿处理后，再输入到室内。但如果不采用排风热回收技术，新风的热湿处理将消耗大量的能源。

目前常见的新风热回收技术包括板式全热回收装置，转轮式热回收装置，热管式热回收装置，中间热媒式热回收装置。但是上述技术均存在不同的技术瓶颈，例如板式全热回收装置吸水后容易腐烂，转轮式热回收装置会造成新风污染，热管式热回收装置和中间热媒式热回收装置只能回收显热且回收效率低。

近年来兴起的热泵式热回收装置因其具有热回收效率高，适应温差范围大，使用方便等诸多优点，广受欢迎。但是传统的热泵式热回收装置由于没有传质过程只能回收显热，而且在梅雨季节送风温度过低，使人感到不适。

本发明是对传统热泵式热回收装置的改进，通过回收蒸发器所产生的冷凝水，夏季降低冷凝温度，提高机组效率；冬季对新风进行加湿，提高室内舒适度。此外，本发明带有冷凝再热功能，在增大除湿能力的同时可以保证舒适的送风温度。在各种环境条件下均可实现送风的温度湿度控制。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供了一种通过热泵技术回收排风中的显热和潜热，减少新风热湿处理过程电能和水的消耗，同时通过冷凝再热保证送风温度恒定的技术方案：

一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组，包括压缩机、四通换向阀、送风换热器、排风换热器、节流装置、再热器、流量调节阀、制冷剂连接管、新风口、送风风机、排风风机、加湿器、送风口、回风口、排风口、水泵、三通换向阀、风管及水管，空调机组上设置有送风通道和排风通道，送风通道起始于新风口，终止于送风口，排风通道，起始于回风口，终止于排风口，送风通道和排风通道不通过风管联通。压缩机的排气口通过制冷剂连接管与流量调节阀和四通换向阀联通，压缩机的吸气口通过制冷剂连接管与四通换向阀联通。四通换向阀通过制冷剂连接管与压缩机的吸气口与排气口、送风换热器及排风换热器联通。送风换热器上设置有制冷剂通道和空气通道，且送风换热器底部有凝水盘，送风换热器制冷剂通道通过制冷剂连接管与四通换向阀和节流装置联通，的送风换热器的空气通道通过风管与送风风机和再热器联通，送风换热器的凝水盘通过水管，三通换向阀与水泵联通。排风换热器设有制冷剂通道和空气通道，排风换热器底部有凝水盘，排风换热器制冷剂通道通过制冷剂连接管与四通换向阀和节流装置联通，的排风换热器空气通道通过风管与排风风机和加湿器联通，的排风换热器的凝水盘通过水管，三通换向阀与水泵联通。

作为优选，节流装置可以为毛细管、短管、热力膨胀阀或电子膨胀阀，通过制冷剂连接管与送风换热器，排风换热器和再热器联通。

作为优选，再热器上设有制冷剂通道和空气通道，再热器制冷剂通道通过制冷剂连接管和流量调节阀与节流装置和压缩机排气口联通。

作为优选，加湿器设置在送风通道上，位于再热器和送风口之间，通过水管和水泵与排风换热器的凝水盘联通，另一只加湿器在排风通道上，位于回风口和排风换热器之间，通过水管，水泵和三通换向阀与送风换热器的凝水盘联通。

作为优选，空调机组存在制冷，制热和除湿三种工况。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明的空调机组通过完全回收排风显热和蒸发器冷凝水，获得极高的制冷制热效率，同时通过冷凝再热保证制冷工况和除湿工况的送风温度，全热回收机组的节能效果显著，仿真结果显示，本发明在夏季制冷COP可达3.0，冬季制热COP可达4.0。

（2）本发明设备在冬季制热工况下不容易结霜，且在环境温度极低的工况下仍能高效制热。

（3）本发明设备在梅雨季节可对新风进行除湿再热处理，保证室内环境舒适度。

附图说明：

图1为实施例1的流程示意图。

图2为实施例2的流程示意图。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明设计了一种带冷凝再热的热泵型全热回收新风空调机组，包括压缩机1、四通换向阀2、送风换热器3、排风换热器4、节流装置5、再热器6、流量调节阀7、制冷剂连接管8、新风口9、送风风机10、排风风机11、加湿器12、送风口13、回风口14、排风口15、水泵16、三通换向阀17、风管18及水管19，空调机组上设置有送风通道和排风通道，送风通道起始于新风口9，终止于送风口13，排风通道起始于回风口14，终止于排风口15，送风通道和排风通道不通过风管18联通。压缩机1的排气口通过制冷剂连接管8与流量调节阀7和四通换向阀2联通，压缩机1的吸气口通过制冷剂连接管8与四通换向阀2导通。四通换向阀2通过制冷剂连接管8与压缩机1的吸气口与排气口、送风换热器3及排风换热器4联通。送风换热器3上设置有制冷剂通道和空气通道，且送风换热器3底部有凝水盘，送风换热器3制冷剂通道通过制冷剂连接管8与四通换向阀2和节流装置5联通，送风换热器3的空气通道通过风管18与送风风机10和再热器6联通，送风换热器3的凝水盘通过水管19，三通换向阀17与水泵16联通。排风换热器4设有制冷剂通道和空气通道，排风换热器4底部有凝水盘，排风换热器4制冷剂通道通过制冷剂连接管8与四通换向阀2和节流装置5联通，排风换热器4空气通道通过风管18与排风风机11和加湿器12联通，排风换热器4的凝水盘通过水管19，三通换向阀17与水泵16联通。

其中的节流装置5可以为毛细管、短管、热力膨胀阀或电子膨胀阀，通过制冷剂连接管8与送风换热器3，排风换热器4和再热器6联通。而再热器6上设有制冷剂通道和空气通道，再热器6制冷剂通道通过制冷剂连接管8和流量调节阀7与节流装置5和压缩机1排气口联通。

于此同时，加湿器12设置在送风通道上，位于再热器6和送风口13之间，通过水管19和水泵16与排风换热器4的凝水盘联通，另一只加湿器12在排风通道上，位于回风口14和排风换热器4之间，通过水管19，水泵16和三通换向阀17与送风换热器3的凝水盘联通。

实施例1

一种带冷凝再热的全热回收新风机存在制冷，制热和除湿三种工况，其具体工作流程如下。

制冷工况下，送风换热器3作为蒸发器，排风换热器5作为冷凝器，四通换向阀2使制冷剂连接管8联通，流量调节阀7关闭，一个加湿器12和其配套的水泵16开启，另一个加湿器12和其配套的水泵16关闭。制冷剂循环：压缩机1→四通换向阀2→排风换热器6→节流装置5→送风换热器3→四通换向阀2→制冷剂连接管8→压缩机1。新鲜空气从新风口9被吸入后，经风管18，送风风机10进入送风换热器3被冷却除湿，最后经送风口13送入房间或其他空气处理设备。室内排风从回风口14被吸入后，经风管18送入加湿器12加湿，再经风管18进入排风换热器5吸收制冷剂冷凝热，最后经排风风机11至排风口15排出。送风换热器3凝水盘中的冷凝水经水管19，水泵16送入加湿器12，用于提高排风相对湿度，降低制冷系统冷凝温度，提高系统效率。

制热工况下，送风换热器3作为冷凝器，排风换热器5作为蒸发器，四通换向阀2使相邻的制冷剂连接管8联通，流量调节阀7关闭，其中一组加湿器12和其相对应的水泵16开启，另一组加湿器12和其相对应的水泵16关闭。制冷剂循环：压缩机1→四通换向阀2→送风换热器3→节流装置5→排风换热器6→四通换向阀2→压缩机1。新鲜空气从新风口9被吸入后，经送风风机10进入送风换热器3被加热，经风管送入加湿器12加湿，最后经送风口13送入房间或其他空气处理设备。室内排风从回风口14被吸入后，经风管送入排风换热器6冷却析湿，最后经排风风机11从排风口15排出。排风换热器6的凝水盘中的冷凝水经水管19流经水泵16送入加湿器12，用于新风的加湿处理。

除湿工况是在制冷工况的基础上，开启流量调节阀7。新风在送风换热器3中被冷却除湿后，经再热器6提高干球温度，保证送风舒适度。除湿工况适用于春秋季，温度适宜但湿度较大的天气条件。

实施例2

一种带冷凝再热的全热回收新风机（单水泵），结构和流程如图2所示。在实施例1的基础上，减少了水泵16，增加了三通换向阀17和一些水管19。三种工况下制冷循环与空气流路均与实施例1相同，冷凝水流路做了如下变化：在制冷工况、除湿工况或制热工况下，水泵16运行，三通换向阀17使部分水管联通。

上述实施例中未完整展示制冷剂循环和风道的所有部件，实施过程中，选用不同制冷剂，在制冷剂回路设置四通换向阀、高压储液器、气液分离器、油分离、过滤器、干燥器等常见制冷辅件，在水管设置过滤器，杀菌装置等水处理附件，在风道设置过滤器，消声器，辅助加湿器，辅助加热器，杀菌装置等空气处理附件，选用不同的送风喷口和回风格栅，改变风机位置，或不脱离本发明技术方案的精神增加热交换器，风机和风阀等，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。