一种热回收冷却除湿调温型新风处理机组的制作方法

本实用新型涉及空调技术领域，特别是属于一种热回收冷却除湿调温型新风处理机组。

背景技术：

新风机组是提供新鲜空气的一种空气调节设备。功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘净化、除湿(或加湿)、降温(或升温)等处理后通过风机送到室内，在进入室内空间时替换室内原有污浊的空气。

中国专利文献CN101446435 B，公开了带有送风热回收器的新风处理机组，包括新风处理机组、新风管路、第一风量调节阀、第二风量调节阀、第一连接管路、第二连接管路和第三连接管路，所述新风处理机组由依次串接的送风段、加湿段、表冷段、混合段和排风热回收器组成；所述新风处理机组还包括送风热回收器；所述新风管路的一端与送风热回收器连通，所述第二连接管路的两端与新风管路和排风热回收器连通，所述第一连接管路的两端与送风热回收器和第二连接管路连通，所述第一风量调节阀设置在第二连接管路和送风热回收器之间的新风管路上，所述第二风量调节阀设置在第二连接管路上，所述送风段通过第三连接管路与送风热回收器连通。其技术缺陷在于：一是利用表冷器单独进行冷却除湿，或者要求冷媒水温度较低而造成制冷效率偏低，能耗偏高；或者无法完全承担室内湿负荷，即无法实现温湿度独立控制。二是在夏季室外干球温度较低及过渡季节，新风的再热量不足，送风温差偏大，无法实现置换式通风。

中国专利文献CN 105571017 A，公开了新风处理机组，包括机组壳体，具有新风送风通道和回风排风通道，所述新风送风通道的两端分别设置新风口和送风口，所述回风排风通道的两端分别设置回风口和排风口；所述新风送风通道内且沿着新风进风方向依次设置有第一换热器、再热盘管、加湿器和送风机；所述回风排风通道内且沿着回风排风方向依次设置有第二换热器和排风机；压缩机，与所述第一换热器和所述第二换热器通过冷媒管连接形成制冷/制热系统，在新风处理机组制冷模式下，所述第一换热器作为蒸发器使用，所述第二换热器作为冷凝器使用，在新风处理机组制热模式下，所述第一换热器作为冷凝器使用，所述第二换热器作为蒸发器使用。其中，位于所述新风送风通道和所述回风排风通道之间且靠近所述回风口处设有旁通风阀，室外新风通过所述旁通风阀进入回风排风通道内与室内回风混合。其中，所述新风处理机组还包括电控单元，所述回风口处设有二氧化碳浓度传感器，在室内空调区域内设置风压传感器，所述电控单元根据所述二氧化碳浓度传感器检测到的室内二氧化碳浓度值调节所述送风机的送风量，所述电控单元根据所述风压传感器检测到的室内风压值调节所述排风机的送风量。其中，所述新风处理机组还包括电控单元，所述送风口处设有送风温度传感器，所述电控单元根据送风温度传感器检测到的送风温度控制所述压缩机工作，在制冷模式下，把送风温度处理到室内等焓点，在制热模式下，把送风温度处理到室内等温点。其中，所述新风处理机组还包括电控单元，所述排风口处设有排风温度传感器，所述电控单元根据排风温度传感器检测到的排风温度控制所述排风机的送风量和所述旁通风阀的开度。其技术缺陷在于：一是其冷热源均采用空气源热泵，其投资较高，而制冷制热效率偏低，能耗偏高；二是需另外为其提供再热热源，增加投资及运行能耗；三是为保证冷凝效果，需要增加排风量，额外增加排风机的能耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种热回收冷却除湿调温型新风处理机组，以实现一机多用、能量回收效率高的目的。

本实用新型所提供的热回收冷却除湿调温型新风处理机组，其特征在于，包括送风模块和排风模块；所述的送风模块从新风入口开始，在进风方向上依次设置有热管换热器、水冷式盘管表面式换热器、热泵蒸发器、加湿器、热泵第一冷凝器及送风机，之后到达送风口，将新风送达室内，并且在新风入口处设有湿球温度传感器，在送风口处设有送风干球温度传感器；所述的水冷式盘管表面式换热器的冷热水回水管道上设有电动调节阀，湿球温度传感器对应控制电动调节阀；在所述的热泵蒸发器和加湿器之间设置有热泵压缩机，热泵压缩机通过冷媒管道与热泵蒸发器和热泵第一冷凝器分别相通，与热泵压缩机并联设置有四通转向阀；所述的热泵蒸发器与热泵第一冷凝器通过冷媒管道相联通，并在管道上设有第一电子膨胀阀；

所述的排风模块从回风口开始，在风的排出方向上依次设置有热管换热器、热泵第二冷凝器及排风机，之后到达排风口，将室内风输送到室外，在回风口处设有相对湿度传感器，对应控制热泵压缩机；在热泵压缩机与热泵第一冷凝器之间的管道上接出冷媒管道，连通热泵第二冷凝器，热泵第二冷凝器通过另外的冷媒管道与热泵蒸发器相通，并在此处管道上设置有第二电子膨胀阀；送风干球温度传感器对应控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；

送风模块和排风模块中所述的热管换热器为同一换热器。

进一步的，所述的加湿器内通入蒸汽或者自来水。

进一步的，所述的热泵压缩机为变频压缩机。

进一步的，所述的新风处理机组还在新风入口处设置有空气过滤器、消毒灭菌净化装置。

对本实用新型夏季热湿处理性能的分析：

热泵系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀组成。其基本原理是低压液态的制冷剂在蒸发器内吸收外部热量而汽化，压缩机将该低压气态冷剂压缩成高温、高压气体送入冷凝器，制冷剂向外释放热量的同时被冷却成液体，然后经膨胀阀节流降温后再次流入蒸发器。简言之，热泵系统就是通过压缩机做功，使得热量按照需要从一个场所(蒸发器周围的低温环境)“流向”另一个场所(冷凝器周围的高温环境)，且向外释放的热量等于从外部吸收的热量加压缩机的耗能--蒸发器和冷凝器周围环境温度差越小，压缩机能耗越低。

因热管换热器只能进行显热回收，夏季，室外高温高湿新风经热管换热器第一次热回收预冷的过程为等湿冷却。

水冷式盘管表面式换热器接入低温冷水(为主导冷源)，由能效比较高的水冷机组或地源热泵制备，水温宜为7℃/12℃，可将新风除湿冷却至室内空气状态点对应的露点温度。此时，新风焓值低于室内空气的焓值，新风的显热、潜热及室内部分显热均可得以消除，但室内余湿还未去除，因水温限制，无法实现进一步的降温除湿。

低温低湿的新风再经热泵蒸发器深度冷却除湿。按照室内余湿量，根据新风量，控制湿度差，即可找到处理后的状态点--彻底去除了室内余湿。此时的干燥新风温度也进一步降低，与室内温度相差达10℃以上，如以置换式通风的方式直接向室内送风，则会造成送风出口邻接区温度过低，冷风吹风感强烈，降低舒适度。

让新风再经热泵第一冷凝器等湿加热，以减小送风温差(置换式送风温差为5℃以下为宜)。但如所有热泵系统除湿冷源的冷凝热全部加热新风，会使其温升过高，造成热能抵消和冷量浪费。在排风通道的热管后置热泵第二冷凝器，排除热泵系统剩余冷凝热，同时也对排风进行二次热回收，与该新风通道上的热泵第一冷凝器并联，利用各自对应的电子膨胀阀分别控制制冷剂的流量及散热量分配，可根据需求实现对送风温度的有效调节。

本实用新型所提供的热回收冷却除湿调温型新风处理机组，

(1)采用双热泵冷凝器和双电子膨胀阀既可以按需要去除室内余湿，又可以有效控制送风温差在设定范围内，且冷凝侧环境温度较低，热泵能效比较高。与采用新风、排风或冷却水再热相比，该方式的送风温度更加可控。

(2)实现一机多用：不但可实现能量热回收、调温调湿等基本工况的新风处理功能；也可以在不增加外部能耗的情况下，实现小温差送风；还可在过渡季节在不依赖外部冷热源的情况下利用自身热泵压缩机实现适度制冷和供暖，较好的满足室内舒适度要求，且节能高效。

(3)与板翅式或转轮式热回收装置相比，热管回收过程中新风与排风不接触，避免了交叉污染；与离子液盘管式热回收方式相比，热管不会产生二次循环泵能耗，且热回收效率高；与溶液调湿式新风机组相比，设备构造简单，安装调试及运行维护管理方便适用，无溶液腐蚀，设备使用寿命长。热泵系统仅作为除湿调温冷源，综合能效比较高。

(4)通过对电子膨胀阀的控制，调节两个并联热泵冷凝器的制冷剂流量和散热量，达到预期的送风温差，可以实现置换式通风--与混合式通风相比，可在满足室内卫生条件的前提下尽量减小新风量，并可提高室内舒适度，有效减少新风处理能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的I-I剖面结构示意图。

图中：1、热管换热器；2、水冷式盘管表面式换热器；3、热泵蒸发器；4、热泵压缩机；5、热泵第一冷凝器；6、送风机；7、热泵第二冷凝器；8、排风机；9、第一电子膨胀阀；10、第二电子膨胀阀；11、电动调节阀；12、加湿器；13、四通转向阀；14、新风入口；15、送风口；16、回风口；17、排风口。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提供的热回收冷却除湿调温型新风处理机组，其特征在于，包括送风模块和排风模块；所述的送风模块从新风入口14开始，在进风方向上依次设置有热管换热器1、水冷式盘管表面式换热器2、热泵蒸发器3、加湿器12、热泵第一冷凝器5及送风机6，之后到达送风口15，将新风送达室内，并且在新风入口14处设有湿球温度传感器，在送风口15处设有送风干球温度传感器；所述的水冷式盘管表面式换热器2的冷热水回水管道上设有电动调节阀11，湿球温度传感器对应控制电动调节阀11，所述的加湿器12内通入蒸汽或者自来水；在所述的热泵蒸发器3和加湿器12之间设置有热泵压缩机4，热泵压缩机4通过冷媒管道与热泵蒸发器3和热泵第一冷凝器5分别相通，与热泵压缩机4并联设置有四通转向阀13；所述的热泵蒸发器3与热泵第一冷凝器5通过冷媒管道相联通，并在管道上设有第一电子膨胀阀9；

所述的排风模块从回风口16开始，在风的排出方向上依次设置有热管换热器1、热泵第二冷凝器7及排风机8，之后到达排风口17，将室内风输送到室外，在回风口16处设有相对湿度传感器，对应控制热泵压缩机4；在热泵压缩机4与热泵第一冷凝器5之间的管道上接出冷媒管道，连通热泵第二冷凝器7，热泵第二冷凝器7通过另外的冷媒管道与热泵蒸发器3相通，并在此处管道上设置有第二电子膨胀阀10，送风干球温度传感器对应控制第一电子膨胀阀9和第二电子膨胀阀10；

所述的新风处理机组还在新风入口处设置有空气过滤器、消毒灭菌净化装置。

具体工作过程：

夏季，室外高温高湿新风先经热管换热器1蒸发侧将部分热量免费传递给排风，预冷后的新风经过水冷式盘管换热器2进行冷却除湿，再经热泵蒸发器3对新风深度降温除湿，然后经热泵第一冷凝器5利用冷凝热对低温干燥新风进行再热，达到期望送风状态点后通过送风机6送至室内置换式送风口。排风先经热管换热器1冷凝侧回收新风的热量，再通过热泵第二冷凝器7排除热泵剩余的冷凝热，最后经排风机排至室外。

冬季先是利用热管换热器1自带的驱动装置调整热管角度，室外低湿冷风先经热管换热器1冷凝侧回收排风热能，新风预热后经热水盘管换热器2加热，再通过加湿器12进行加湿处理，最后通过送风机6送至室内置换式送风口。排风可先经热管换热器1蒸发侧预热新风后，再经排风机排至室外。不再开启热泵压缩机。

过渡季节驱动热管为水平状态，不再进行热回收，利用室外新风供冷，也可根据室内外温湿度情况，开启热泵压缩机，利用热泵蒸发器3对新风适度补充再冷，此时冷凝热全部经由热泵第二冷凝器7通过排风机排放。还可通过四通转向阀13的转换，将热泵蒸发器3与热泵第二冷凝器7之间进行切换，根据室内需求对新风进行适度补充加热，以满足室内舒适度需求。

该新风处理机组设有的三个传感器，实现了对新风空气中各参数的独立控制，在新风入口14处设置的湿球温度传感器(表征室外新风焓值)，通过调节水冷式盘管表面式换热器2的水路电动调节阀11，控制冷媒水流量，调整水冷式盘管表面式换热器2的制冷量：当室外新风湿球温度高于设计值时，调大水路电动调节阀11的开度，加大水冷盘管的流量和制冷量；当室外新风湿球温度低于设计值时，调小水路电动调节阀11的开度，减小水冷盘管的流量和制冷量。

在回风口16处设有相对湿度传感器，因室内设计温度(基本等同于回风温度)基本恒定，则相对湿度值即可表现室内得湿量。通过对热泵压缩机4的变频调节，即可实现对深度冷却除湿的控制：当回风口16处的相对湿度高于设定值时，说明室内余湿量增加，热泵压缩机4加频运行，以提高制冷剂流量，加大冷却除湿量；当相对湿度低于设定值时，说明室内余湿量减小，热泵压缩机4降频运行，以减少制冷剂流量，降低冷却除湿量。

在送风口15处设有送风干球温度传感器，通过调节第一电子膨胀阀9和第二电子膨胀阀10的工作状态，控制热泵第一冷凝器5的制冷剂流量和散热量，以调整新风再热量及送风温度：当机组送风温度高于设计值时，则减小第一电子膨胀阀9的开度，同时加大第二电子膨胀阀10的开度，即降低新风通道内第一冷凝器5的制冷剂流量和散热量，减小再热量，而增加排风通道内第二冷凝器7的制冷剂流量和散热量；当机组送风温度低于设计值时，则加大第一电子膨胀阀9的开度，同时减小第二电子膨胀阀10的开度，即增加新风通道内第一冷凝器5的制冷剂流量和散热量，加大再热量，而降低排风通道内第二冷凝器7的制冷剂流量和散热量；

实用新型新风机组先是利用热管换热器1对排风免费热回收，对新风进行预冷，然后利用能效比较高的水冷式盘管表面式换热器2冷却除湿，再利用热泵压缩机4的直接膨胀蒸发器深度冷却除湿，既解决了室内余湿的彻底去除，又提高了综合制冷效率。同时，利用热泵系统的部分冷凝废热对低温干燥新风进行再热，既可较好的控制送风温度在预期范围内，又减少了再热能源消耗。