专利名称：独立新风空调系统及作为新风机组的水环热泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种独立新风空调系统，尤其是指其新风机组采 用水环热泵的空调系统。
背景技术：
独立新风空调系统指的是一种全新风空调系统，新风机组采用低 温送风机组，除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热负荷和部分 显热负荷或全部显热负荷，实现了空调区域内显热负荷和潜热负荷分 开处理，空调区域内没有冷凝水产生，实现了空调末端装置干工况运 行，因此有时独立新风系统又被称为"干盘管系统"。
独立新风空调系统与常规带回风的全空气系统相比，取消了回
风，但空调末端(如图1的风机盘管3)处理的空气仍然是室内的回 风，只是各房间的回风不会交叉混合，避免了污染和传染性疾病传播。 排风的能量通过全热交换器5回收，具有节能意义；而全空气系统的 排风通常直接排出室外，不加以回收。另外，由于新风量远少于全空 气系统的送风量，风管送风能耗小，所以独立新风空调系统既具有提 供优良空气品质的特征，又具有显著的节能降耗特性。
建筑节能是建筑技术进步的重大标志之一，而在建筑空调全年总 能耗中，新风能耗占15% 24%，即空调全年能耗的1/6至1/5要用
于处理新风。随着人们对室内空气品质要求越来越高，美国供暧制冷空调工程师学会标准已将设计新风量增大到原来的2 4倍，我国国 家标准对通风量也进行了修改，新风量增大将进一步增大建筑能耗。
独立新风空调系统具有显著的节能降耗特性，被美国能源部列为 21世纪商业建筑最有前途、最先进的15项空调节能技术之一，它的 技术上的节能潜力指标在这15项空调节能技术中排名第三。
水环热泵空调机组是指水/空气热泵型机组的一种应用形式，即 用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路， 构成一套以回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、制冷的 空调系统。它的最大优点是对内区需要供冷，外区同时又需要供热 的大面积建筑可以同时实现制冷和制热，有热回收功能。
目前实施的独立新风空调系统其新风机组大都需要额外的冷源 供冷，比如采用冷水机组加新风风柜的形式处理新风，这就要求冷水 机组提供不高于5'C的冷水，才能使新风送风温度保持在7t以下， 因此容易引起冷水机组低温保护。而且冷水机组占地大，使用不方便。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是为独立新风空调系统提供自 带冷源的新风机组，使新风机组的安装与运行灵活方便，使独立新风 空调系统兼具节能环保的特性和室内空气品质高的优点。
为达到此目的，提供如下的技术方案。
独立新风空调系统，包括全热交换器、新风机组、诱导风口，由
管路按顺序连接，采用水环热泵作为新风机组。新风机组负担全部的 新风负荷，还承担室内全部潜热负荷，以及部分显热负荷。空调房间 内的其他显热负荷仍然由常规的冷水机加末端设备负担，但是其回风 仅在同一个空调房间内循环，不会与其他房间的回风交叉混合。室外 新风进入独立新风空调系统，首先经过全热交换器，吸收排风的冷量， 然后进入水环热泵新风机组被冷却到所需的温度，最终经过诱导风口 送风到空调房间。
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，包括蒸发器、压 縮机、冷凝器、节流阀、离心式风机和自控元件，蒸发器采用铜管套
铝箔的翅片管式换热器，迎风面积为0.234 0.324m2，蒸发器管排数 为8 10排，管程数为4 5程，传热面积35.6 46.1m2，离心式风 机送风量1500 1700m3/h。
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，冷凝器采用板式 水冷冷凝器。
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，冷凝器采用套管 式水冷冷凝器。
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，节流阀采用电子
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，压縮机采用变频 压縮机。
作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，在蒸发器和新风 送风口处分别设置两只热敏电阻，监控蒸发温度和蒸发器出风温度，获取过热度信号。
由于新风来自于外界环境中，所以新风进风温度上下波动不稳
定，而经过新风机组处理之后的新风温度要保持在约7T:的，这就要 求水环热泵新风处理机组具备自动控制能力。现有的水环热泵空调机 组采用毛细管作为节流元件，压縮机为定频压縮机，冷量调节采用开、 停压縮机的双位调节方式。而本实用新型则采用电子膨胀阀和变频压 縮机，结合温度传感器和微处理器以及控制电路，根据出风温度的变 化，调解压縮机频率，根据蒸发器出口过热度，调解电子膨胀阀开度， 保证了新风出风温度的恒定。
本实用新型的有益效果为，兼具水环热泵简单、灵活、节能的特
点和独立新风空调系统室内空气品质(IAQ)高、节能降耗的优点，
送风末端设备能够保持干工况运行，不滋生细菌，整个空调系统具有 显著的节能降耗特性。
图1是本实用新型独立新风空调系统的实施例；
图2是本实用新型作为新风机组的水环热泵的实施例。
具体实施方式
结合附图，说明具体实施方式
。
如图1所示，独立新风空调系统包括全热换热器5、水环热泵新 风机组1、诱导风口 2，由管路按照顺序连接。空调房间4的热负荷
与湿负荷由两个系统负担。独立新风空调系统负担了全部的新风负
荷，以及空调房间4的全部湿负荷。风机盘管3结合冷水机组(图1 未示出)负担空调房间4的部分或者全部热负荷。
空调房间4内的回风自行在室内循环，但是不与其他房间的回风 交叉。空调房间排风在排出室外之前经过全热换热器5，将自身的冷 量传递给新风51 ，最终变为排风52排出。
新风51先经过全热换热器5初步被冷却，然后经过水环热泵新 风机组1被冷却到很低的温度，约7°C，最终通过诱导风口 2进入空 调房间4。
由于新风为低温送风，为了防止送风口凝露以及避免低温空气下 落导致吹风感发生，采用大诱导比的诱导风口。诱导风口是采用等温 自由射流原理。当空气由直径为Do的喷口，以送风速度Vo射入同 一温度的空间内扩散，在不受周围界面表面限制的条件下即形成自由 射流。由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换，周围静止的空气 不断被巻入射流，沿射程方向，射流不断扩大，射流流量不断增加， 身流轴心速度则逐渐衰减，并沿射程不断变化随着流量射程方向不 断增加，射流直径加大，但各断面的总动量保持不变。诱导风口使送 出的低温新风在送风口附近很快被室内空气加热到室内温度，避免了 送风口凝露，并使室内空气更加均匀、提高了空调的舒适性。
将水环热泵作为独立新风空调系统的新风机组，还可将多台水环 热泵的冷却水管路并联起来，形成水环。将水环路与大面积的建筑区 域内其他需要供热的房间连起来，同时完成供冷与供热，因此具有显
著的节能效果。
图2所示的水环热泵新风机组，共有三个循环。
制冷剂在水环热泵管路内循环运行，按照常规的压縮制冷机方 向，制冷剂在蒸发器ll处吸热汽化，经过压縮机12到达冷凝器13， 被冷却水冷却后，经过节流阀14回到蒸发器11。
冷却水通过进水管131进入冷凝器13，将制冷剂冷却之后沿出水 管132排出。作为大型建筑物的独立新风空调系统的新风机组，单台 水环热泵机组提供的新风量有限，因此在实际情况中往往是若干台水 环热泵同时运行。可将多台水环热泵的冷却水回路并连起来，将水环 路同大型建筑物其他区域内需要供热的系统连接起来，实现了供冷与 供热的联产，具有显著的节能降耗效果。
新风在离心风机15的作用下，由新风进风口 17进入水环热泵新 风机组，在蒸发器11处被冷却到所需要的温度，从新风送风口 18排 出，沿着管路由诱导风口2进入到空调房间4。
四通阀16在水环热泵实现制热功能时起到转换制冷剂流向的作用。
现有的常规水环热泵是作为自带冷源的空调末端设备使用的，用 于处理空调房间的余热、余湿量，其冷风比小，仅在13 24kJ/kg之 间，不能用于独立新风空调系统低温大焓差新风的处理。本实用新型 对水环热泵做了新颖的设计，使之适合低温大焓差新风处理采用的 蒸发器为铜管套铝箔的翅片管式换热器，迎面风速为1.5 2.5m/s， 迎风面积为0.234 0.324m2，蒸发器管排数为8 10排，管程数为4
5程，传热面积35.6 46.1m2，离心式风机送风量1500 1700 m3/h。 管内流动的氟利昂制冷剂在低温下蒸发，与管外流动的新风进行热交 换，使新风处理到千球温度为6 7°C，相对湿度90% 95%的空气状 态，冷风比在50 60kJ/kg之间。
在蒸发器11和新风送风口 18处分别设置两只热敏电阻，监控蒸 发温度和蒸发器出风温度，将过热度(蒸发器出风温度一蒸发温度) 与设定值的偏差作为控制量，微电脑设置调节程序，改变电子膨胀阀 开度，调节制冷剂流量，改变蒸发器的产冷量。将出风温度与设定值 的偏差作为控制量，微电脑设置调节程序，调整压縮机频率，如为正 偏差，则增大压縮机频率，提高压縮机产冷量，以降低出风温度；如 为负偏差，则减小压縮机频率，降低压縮机产冷量，以提高出风温度。 以此达到自动控制新风机组出风温度的目的。
权利要求1.一种独立新风空调系统，包括全热交换器、新风机组和诱导风口，由管路按顺序连接，其特征在于新风机组为水环热泵，所述的水环热泵的蒸发器为铜管套铝箔的翅片管式换热器，迎风面积为0.234～0.324m2，蒸发器管排数为8～10排，管程数为4～5程，传热面积为35.6～46.1m2，离心式风机送风量为1500～1700m3/h。
2. —种作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，包括蒸发 器、压縮机、冷凝器、节流阀、离心式风机和自控元件，其特 征在于蒸发器为铜管套铝箔的翅片管式换热器，迎风面积为 0.234 0.324m2,蒸发器管排数为8 10排，管程数为4 5程， 传热面积为35.6 46.1m2，离心式风机送风量为1500 1700 m3/h。
3. 如权利要求2所述的作为独立新风空调系统的新风机组的水环 热泵，其特征在于冷凝器是板式水冷冷凝器。
4. 如权利要求2所述的作为独立新风空调系统的新风机组的水环 热泵，其特征在于冷凝器是套管式水冷冷凝器。
5. 如权利要求2所述的作为独立新风空调系统的新风机组的水环 热泵，其特征在于节流阀是电子膨胀阀。
6. 如权利要求2所述的作为独立新风空调系统的新风机组的水环 热泵，其特征在于压縮机是变频压縮机。
7. 如权利要求2所述的作为独立新风空调系统的新风机组的水环热泵，其特征在于在蒸发器和新风送风口处分别设置两只热 敏电阻，监控蒸发温度和蒸发器出风温度。
专利摘要一种独立新风空调系统及作为新风机组的水环热泵，独立新风空调系统包括全热交换器、水环热泵新风机组、诱导风口，由管路连接；作为新风机组的水环热泵包括翅片管式蒸发器、压缩机、板式水冷冷凝器(或套管式水冷冷凝器)、电子膨胀阀、离心式风机和自控元件；将系统中的多台水环热泵的冷却水回路并联形成水环，将翅片管式蒸发器重新设计使之适合独立新风空调系统低温大焓差新风处理，使用电子膨胀阀加自控元器件将新风出风控制在7℃左右。本实用新型为独立新风空调系统提供了一种安装与使用灵活方便的新风机组，并使整个空调系统具有显著的节能降耗特性，而且室内空气品质高。
文档编号F24F3/12GK201074881SQ20072005455
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者丁力行, 邓玉艳 申请人:丁力行;邓玉艳