一种超高效直膨热回收式除湿新风机的制作方法

本发明涉及空气调节和能源利用技术领域，尤指一种超高效直膨热回收式除湿新风机。

背景技术：

通常情况下，空调机组的蒸发器是依据夏季制冷工况来设计的，然而制热时计算的热负荷比制冷时计算的冷负荷往往要小很多，因此在保证制冷工况机组运行性能良好的情况下，在制热时，往往会出现机组能效比欠佳的情况，因此蒸发器的设计需要同时兼顾制冷和制热两种情况。

此外，通常空调机组的冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍，大量的冷凝热直接排入大气，仅依靠室外高温空气来对其进行冷凝，不仅效果不好，且这些热量的散发又会使周围环境温度升高，造成严重的环境热污染，同时这部分热量白白散失掉，会造成较大的能源浪费。

传统新风除湿机对冷凝热的利用主要是对冷却除湿之后的新风进行再热，这在一定程度上对冷凝热有了一定的回收利用，但仍有大部分的冷凝热排到室外空气中，依靠室外风冷冷凝器带走这部分热量，此外，在制热时，由于室外温度很低，往往不能满足制热的需求，经常出现结霜的情况。有些学者将室外风冷冷凝器置于室内排风侧，在冬季时，利用室内较高温度的排风作为机组的热源，解决了冬季供热不足的弊端，但又带来一个新的问题，即在夏季时，制冷量又难以满足要求，仅靠室内排风作为冷源是远远不够的。

因此，亟需一种超高效直膨热回收式除湿新风机的出现，以解决上述存在的顾此失彼的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超高效直膨热回收式除湿新风机，能够将除湿新风机组放出的冷凝热予以回收利用，并利用室内排风温度在夏季较低，冬季较高的特点，将其作为除湿新风机组的主要冷热源，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还是一种变废为宝的节能措施。

本发明提供的技术方案如下：

一种超高效直膨热回收式除湿新风机，包括：

室外新风的送风通道、室内排风的排风通道；

在所述送风通道处，沿空气的流动方向依次设有：兼具冷凝和蒸发功能的第一换热器、第三换热器、再热冷凝器；

在所述排风通道处设有兼具冷凝和蒸发功能的第二换热器；

所述第二换热器和所述第三换热器进一步连接一第四换热器，所述第四换热器设置于所述除湿新风机组的室外机内；

在制冷工况下，所述第一换热器和所述第三换热器均作为蒸发器使用，其中所述第一换热器用作高温蒸发器，所述第三换热器用作低温蒸发器，所述第二换热器和所述第四换热器均作冷凝器使用；在所述送风通道中，室外新风流经作为高温蒸发器使用的所述第一换热器后被预冷却除湿，再经用作低温蒸发器使用的所述第三换热器被再次冷却除湿，后流经所述再热冷凝器被加热后送入室内；其中，所述第四换热器对所述第二换热器进行辅助冷凝；

在制热工况下，当室外温度高于预定温度值时，所述第一换热器作冷凝器使用，所述第二换热器作为蒸发器使用，所述第第三换热器、所述四换热器和所述再热冷凝器均关闭；在所述送风通道中，室外新风流经作为冷凝器使用的所述第一换热器后升温并被送入室内；在所述排风通道中，室内排风流经作为蒸发器使用的第二换热器后降温并排出室内；

当室外温度低于预定温度值时，所述第一换热器作冷凝器使用，所述第二换热器和所述第四换热器均作蒸发器使用，所述再热冷凝器和所述第三换热器均关闭；在所述送风通道中，室外新风流经作为冷凝器使用的所述第一换热器后升温并被送入室内；在所述排风通道中，室内排风流经作为蒸发器使用的所述第二换热器后降温并排出室内。

优选地，所述第四换热器的输入端连接一用于控制其通路打开和关闭的第一电磁阀；

所述再热冷凝器的输入端连接一用于控制其通路打开和关闭的第二电磁阀；

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为单向电磁阀，且流向相反；

在制冷工况下，所述第一电磁阀关闭，所述第二电磁阀开启，所述再热冷凝器的通路打开，用于控制制冷剂从所述再热冷凝器的输入端流向输出端；

在制热工况下，所述第一电磁阀开启，所述第二电磁阀关闭，所述再热冷凝器的通路关闭，用于控制制冷剂从所述第四换热器的输入端流出。

优选地，所述第四换热器的输入端还连接第一单向阀，所述第一单向阀与所述第一电磁阀并联连接；

在制冷工况下，所述第一电磁阀关闭，制冷剂通过所述第一单向阀从所述第四换热器的输入端流向输出端。

优选地，所述再热冷凝器的输出端连接一第二单向阀，用于控制制冷剂从所述再热冷凝器的输出端流出。

优选地，所述第四换热器的输出端连接一第一电子膨胀磁阀；

所述第一电子膨胀阀与所述第二换热器之间设置一第二电子膨胀阀，且与所述再热冷凝器之间设置一第三电子膨胀阀，与所述第一换热器之间设置一第四电子膨胀阀，与所述第三换热器之间设置第五电子膨胀阀；

在制冷工况下，所述第一电子膨胀阀全开，所述第二电子膨胀阀开启并通过其开启的大小程度调节流入所述第二换热器的制冷剂流量，所述第三电子膨胀阀开启并通过其开启的大小程度调节调节所述再热冷凝器再热量的多少，所述第四电子膨胀阀和所述第五电子膨胀阀均开启并通过其开启的大小控制第一换热器和第三换热器的出口的制冷剂过热度。

优选地，在制热工况时，当室外温度高于预定温度值时，所述第一电子膨胀阀、所述第三电子膨胀阀关闭和所述第五电子膨胀阀关闭，所述第四电子膨胀阀全开，所述第二电子膨胀阀开启并通过其开启的大小程度调节所述第二换热器过热度；

当室外温度低于预定温度值时，所述第三电子膨胀阀和所述第五电子膨胀阀关闭，所述第四电子膨胀阀全开，所述第一电子膨胀阀开启并通过其开启度的大小程度控制所述第四换热器的制冷剂过热度，所述第二电子膨胀阀开启并通过其开启的大小程度调节所述第二换热器的制冷剂过热度。

优选地，所述除湿新风机组的室外机内设有压缩机，所述压缩机的两端分别连接一油分离器和气液分离器。

通过本发明提供的超高效直膨热回收式除湿新风机，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明中，在送风通道内设置两台蒸发器，分别为第一换热器和第三换热器，在制冷工况下，利用第一换热器用来对空气进行预除湿，第一换热器的后面设有一个第三换热器，用来对空气进行深度除湿，此外还设置有一台再热冷凝器，用来对空气进行再加热；在制热工况下，当室外温度高于预定温度值时，仅第一换热器工作，第三换热器及再热冷凝器管路被切掉。此外在排风通道内，设置一台第二换热器，当室外温度低于预定温度值时，第二换热器与第四换热器共同作用，为室内提供热量。

2、本发明中，该除湿新风机在制冷工况下，通过作为冷凝器使用的第二换热器，利用室内较低温度的排风对高温制冷剂进行冷凝，降低了除湿新风机组的冷凝温度，而此时仅是利用了室内排风的显热部分能量；在制热工况下，第二换热器作为蒸发器使用，此时，室内较高温度的排风作为热源，提高了除湿新风机组的蒸发温度，第二换热器吸收室内排风的热量得以蒸发，由于室内排风的露点温度较高，而蒸发温度相对排风的露点温度较低，故在第二换热器的表面有冷凝水析出，而此时回收的不仅仅是室内排风的显热部分能量，同时也回收了室内排风的潜热部分能量。同时通过作为蒸发器使用的第一换热器和第三换热器的设计，保证了除湿新风机组在制冷、制热时都能够在高能效下运行，运行效率得到提高。

3、本发明在夏季制冷模式使用过程中，第一电磁阀打开，第二电磁阀打开，室外新风在送风通道内，经过滤后依次通过第一换热器、第三换热器冷却除湿，达到我们所需要的含湿量值。然后通过再热冷凝器加热至送风温度，送入室内。再热量的大小由第三电子膨胀阀的开度来控制；室内排风在排风通道内，通过第二换热器带走冷凝热，空气温度升高，排出室内，高温制冷剂吸收室内排出的低温空气的能量，得以冷凝，由于室内排风温度较室外温度低，故降低了制冷系统的冷凝压力，从而降低了整个除湿新风机组的耗电功率，此外第四换热器也正常工作为对第二换热器进行辅助冷凝。

在冬季制热模式使用过程中，第一电磁阀关闭，第二电磁阀关闭，第三换热器不工作，仅第一换热器作为冷凝器使用。当室外温度高于预定温度值时，第一电子膨胀阀关闭，第四换热器不工作，此时室外新风在送风通道内，经过滤后通过第一换热器，吸收冷凝热后，温度升高，送入室内；室内排风在排风通道内通过第二换热器，温度降低，排出室内。当室外温度低于预定温度值时，第四换热器同作为蒸发器的第二换热器共同作用，此时第一电子膨胀阀打开，但开启程度视过热度而定。第二换热器的使用，使得低温制冷剂吸收室内排风空气的热量，得以蒸发，由于室内排风温度较室外温度高，故提高了制热系统的蒸发压力，不仅回收了排风的显热部分能量，同时也回收了室内排风的潜热部分能量，提高了新风除湿机机组的制热量，降低了新风除湿机机组的耗电功率并避免了机组结霜的风险。

4、本发明中，通过设置的第一电磁阀有效地控制第四换热器的打开和关闭；同时通过设置的第二电磁阀有效地控制再热冷凝器的打开和关闭。且将第一电磁阀和第二电磁阀的流向设置成相反，这样可以使得在制冷工况下，制冷剂从再热冷凝器的的输入端流向输出端；制热工况下，制冷剂从所述第四换热器的的输出端流向输入端。

5、本发明中，通过与第一电磁阀并联设置的第一单向阀，在制冷工况下，制冷剂经第一单向阀流入第四换热器，有效地控制制冷剂在第四换热器中的流向。同时通过设置的第二单向阀有效地控制制冷剂在再热冷凝器的流向，避免再热冷凝器处于关闭的状态下时导致制冷剂发生回流，进而影响再热冷凝器再次使用效果。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种超高效直膨热回收式除湿新风机的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明超高效直膨热回收式除湿新风机的一种实施例的示意图。

附图标号说明：

A、送风通道；B、排风通道；C、室外机；

1、压缩机；2、第一换热器；3、第三换热器；4、第四换热器；5、第二换热器；6、再热冷凝器；7、第一电子膨胀阀；8、第二电子膨胀阀；9、第三电子膨胀阀；10、第四电子膨胀阀；11、第五电子膨胀阀；12、第一电磁阀；13、第二电磁阀；14、第一单向阀；15、第二单向阀；16、油分离器；17、气液分离器；18、四通阀。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本发明超高效直膨热回收式除湿新风机的实施例一中，参照图1，除湿新风机组包括：室外风的送风通道A、室内风的排风通道B。其中，送风通道A用于送入室外新风，排风通道B用于排出室内风。在送风通道A处，沿风向的流动方向依次设有：兼具冷凝和蒸发功能的第一换热器2、第三换热器3和再热冷凝器6。在排风通道B处设有兼具冷凝和蒸发功能的第二换热器5，同时将第二换热器5和第三换热器3进一步的连接一第四换热器4，且第四换热器4设置于除湿新风机组的室外机C内。

具体使用时，在制冷工况下，第一换热器2作蒸发器使用，其中第一换热器2用作高温蒸发器，第三换热器3用作低温蒸发器，而第二换热器5和第四换热器4均作冷凝器使用；在送风通道A中，室外新风流经作为高温蒸发器使用的第一换热器2后被预冷却除湿，再经作为低温蒸发器使用的第三换热器3被再次冷却除湿，使得湿度达到目标设定值，后流经再热冷凝器6被加热后送入室内；在排风通道B内中，室内排风流经作为冷凝器使用的第二换热器5后升温并排出室内，其中，第四换热器4对第二换热器5进行辅助冷凝。此时，高温制冷剂吸收室内排出的低温空气的能量，得以冷凝，由于室内排风温度较室外温度低，故降低了制冷系统的冷凝压力，从而降低了新风除湿机的耗电功率，此外第四换热器4在制冷工况时正常工作。且利用室内较低温度的排风对高温制冷剂进行冷凝，降低了整个除湿新风机的冷凝温度，同时也利用了室内排风的显热部分能量。

在制热工况下，当室外温度高于预定温度值时，第一换热器2作冷凝器使用，第二换热器5作为蒸发器使用，第四换热器4、再热冷凝器和第三换热器3均关闭；在送风通道A中，室外新风流经作为冷凝器使用的第一换热器2后升温并被送入室内；在排风通道B中，室内排风流经作为蒸发器使用的第二换热器5后降温并排出室内；当室外温度低于预定温度值时，第一换热器2作冷凝器使用，第二换热器5和第四换热器4均作蒸发器使用，再热冷凝器和第三换热器3均关闭；在送风通道A中，室外新风流经作为冷凝器使用的第一换热器2后升温并被送入室内；在排风通道B中，室内排风流经作为蒸发器使用的第二换热器5后降温并排出室内；其中，第四换热器4和第二换热器5同时工作。此时，室内较高温度的排风作为热源，提高了整个除湿新风机的蒸发温度，作为蒸发器的第二换热器5吸收室内排风的热量得以蒸发，由于室内排风的露点温度较高，而蒸发温度相对排风的露点温度较低，故在第二换热器5表面有冷凝水析出，因此，此时回收的不仅仅是室内排风的显热部分能量，同时也回收了室内排风的潜热部分能量，提高了机组的制热量，降低了机组的耗电功率并避免了机组结霜的风险。

其中应说明的是，低温低压的制冷剂输入压缩机1，由压缩机1对其进行压缩后，经四通阀18将高温高压的制冷剂输出，为制冷循环提供动力，从而实现压缩、冷凝(放热)、蒸发(吸热)的制冷循环。实际安装时，压缩机1和四通阀18，以及第四换热器4均设置在室外机C内，且通过制冷剂管与各器件进行连接。

在上述实施例一中，优选地，在第四换热器4的输入端连接一用于控制其通路打开和关闭的第一电磁阀12，同时在再热冷凝器6的输入端连接一用于控制其通路打开和关闭的第二电磁阀13。其中，第一电磁阀12和第二电磁阀13均为单向电磁阀，且流向相反(即第一电磁阀12使得制冷剂只能从第四换热器4中流经第一电磁阀12，而第二电磁阀13使得制冷剂只能从第二电磁阀13流经再热冷凝器6)。

在具体使用时，在制冷工况下，第一电磁阀12关闭，第二电磁阀13开启，此时，第四换热器4的通路关闭，再热冷凝器6的通路打开，这样可以有效地控制制冷剂从再热冷凝器6的输入端流向输出端；而在制热工况下，第一电磁阀12开启，第二电磁阀13关闭，此时，第四换热器4的通路打开，再热冷凝器6的通路关闭，这样可以有效地控制制冷剂从第四换热器4的输入端流出。

在上述实施例一中，优选地，其中，在制冷工况下，第四换热器4作为冷凝器使用，目的是为第二换热器5进行辅助冷凝，而制冷情况下第一电磁阀12处于关闭状态，进一步的在第四换热器4的输入端上连接一第一单向阀14，其中，第一单向阀14与第一电磁阀12并联连接，且两者流向相反，这样可以使得第一电磁阀12处于关闭状态时，保证制冷剂能够从第一单向阀14流入第四换热器4中。

在上述实施例一中，优选地，在再热冷凝器6的输出端连接一第二单向阀15，且第二单向阀15和第二电磁阀13的流向相同，这样可以通过设置的第二单向阀15有效地控制制冷剂从再热冷凝器6的输入端流向输出端，并由输出端输出，避免再热冷凝器6在停止工作的状态下，制冷剂发生回流，影响再热冷凝器6再次使用时的效率。

上述实施例具体使用的实施例一中，需进一步的在第四换热器4的输出端上连接一第一电子膨胀阀7，且在第一电子膨胀阀7与第二换热器5之间设置一第二电子膨胀阀8，同时在与再热冷凝器6之间设置一第三电子膨胀阀9，以及与第一换热器2之间设置第四电子膨胀阀10，与第三换热器3之间设置第五电子膨胀阀11。

具体使用时，在制冷工况下，第一电子膨胀阀7全开，第二电子膨胀阀8开启并通过其开启的大小程度调节流入第二换热器5的制冷剂流量，第三电子膨胀阀9开启并通过其开启的大小程度调节调节再热冷凝器6再热量的多少，第四电子膨胀阀10和第五电子膨胀阀11均开启并通过其开启的大小控制第一换热器2和第三换热器3的出口制冷剂过热度。

在制热工况时，当室外温度高于预定温度值时(室外环境较高)，第一电子膨胀阀7、第三电子膨胀阀9关闭和第五电子膨胀阀11关闭，第四电子膨胀阀10全开，第二电子膨胀阀8开启并通过其开启的大小程度调节所述第二换热器5过热度；而当室外温度低于预定温度值时(室外环境温度较低)，第三电子膨胀阀9和第五电子膨胀阀11关闭，第四电子膨胀阀10全开，第一电子膨胀阀7开启并通过其开启度的大小程度控制所述第四换热器4的制冷剂过热度，第二电子膨胀阀8开启并通过其开启的大小程度调节所述第二换热器5的过热度。

上述实施例具体使用的实施例一中，优选地，在室外机C内设置的压缩机1的两端分别连接一油分离器16和气液分离器17。其中，油分离器16主要是能够防止没有蒸发的液体直接进入压缩机1，造成压缩机1液击现象。而气液分离器17又称集液器，它是将来自于蒸发器的气液混合物在气液分离器17内分离，气体从直接由气液分离器17的上部的出口管进入压缩机1，分离出来的液体积存于分离器的底部，其中的液体制冷剂受热气化后再进入气液分离器17的出口管，不能液化的润滑油从回油孔流入出口管再进入压缩机1。总之，气液分离器17的主要作用就是防止液态制冷剂直接进入压缩机1的气缸，以防止大量液击情况的发生。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。