新风除湿一体机的制作方法

1.本实用新型属于空调技术领域，具体地说，是涉及一种新风除湿一体机。


背景技术：

2.随着生活水平和质量的不断进步，人们对室内环境的舒适程度要求也逐渐提高，实现室内外空气流通和热交换的同时，最大程度的保证室内舒适度且节约能源，是现有空调领域的研发重点。
3.现有的除湿机很少具备制冷制热功能，不降温除湿多为电加热升温，此种方式能耗较高；全热交换器多依赖全热交换芯体进行新风机能量回收，此种方式能量回收效率较低并且也不具备制冷制热功能；导致用户使用体验性较差且设备的能耗较高、体积较大，因此设计一种紧凑型的空气处理装置，实现其满足不同工作模式下，最大程度的降低能耗，节约能源。
4.申请号为202210465101.0的专利申请公开了一种新风除湿一体机，包括全热换热器以及热泵冷媒系统，该申请所涉及的新风除湿一体机结构紧凑，功能齐全，且在冷媒输送过程中可以对热量进行多次回收利用，有利于节约能源，但该冷媒系统中的冷媒流通受第一膨胀阀调节影响较大，第一膨胀阀关小时，冷媒循环量减小，除湿量也会减小，第一膨胀阀同时控制除湿量和出风温度，调节难度大，精度差,无法实现对除湿温度的控制和调节功能，也无法解决制冷/制热过程中冷媒不一致问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新风除湿一体机，以解决现有技术中存在的空调器能耗较高，能量利用率较低，冷媒调节受限，调节精度差、无法实现对除湿温度进行调整控制等问题。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
7.本实用新型提出了一种新风除湿一体机，其包括：
8.全热换热器；
9.热泵冷媒系统：其包括通过冷媒管路连接在一起的压缩机、四通阀、排风换热器、第一进风换热器以及第二进风换热器；所述四通阀包括输入端口、回流端口、第一端口以及第二端口；
10.其中，所述压缩机的冷媒输出口与所述输入端口连通，所述压缩机的冷媒回流口与所述回流端口连通，所述第一端口通过冷媒主路与所述排风换热器连接，所述排风换热器的另一端连接第一冷媒支路，所述第一冷媒支路分别通过第一冷媒辅路与所述第一进风换热器连接；通过第二冷媒辅路与所述第二进风换热器连接，所述第一进风换热器的输出端通过第二冷媒支路与所述四通阀的第二端口连通；所述第二进风换热器的输出端通过第三冷媒支路与所述冷媒主路连通；所述第一冷媒支路上设置有第一膨胀阀，所述第二冷媒辅路上设置有第二膨胀阀。
11.在本技术的一些实施例中，还包括控制器，其与所述压缩机、所述四通阀、所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀电连接。
12.在本技术的一些实施例中，所述第一膨胀阀以及所述第二膨胀阀的两侧分别连接有过滤器。
13.在本技术的一些实施例中，所述全热换热器包括外壳体以及设置在外壳体中的换热芯体，所述外壳体上形成有室外进风口、室外排风口、室内送风口以及室内回风口。
14.在本技术的一些实施例中，所述室内送风口上设置有第一温度检测件，用于检测出风温度，所述第一温度检测件与所述控制器连接。
15.在本技术的一些实施例中，所述第一进风换热器的输入端和输出端还分别设置有与所述控制器连接的第二温度检测件和第三温度检测件。
16.在本技术的一些实施例中，所述室外进风口以及所述室内送风口之间形成有进风通道，用于输送室外新风，所述室内回风口以及所述室外排风口之间形成有排风通道，用于输送室内污风。
17.在本技术的一些实施例中，所述排风换热器设置在所述排风通道内，所述第一进风换热器以及所述第二进风换热器沿着气流的流通方向依次形成在所述进风通道内。
18.在本技术的一些实施例中，所述外壳体内形成有安装内腔，所述安装内腔包括与所述室外进风口连通的室外进风区、与所述室外排风口连通的室外排风区、与所述室内送风口连通的室内送风区以及与所述室内回风口连通的室内回风区。
19.在本技术的一些实施例中，所述室内进风区中设置有进风风机，用于驱动室外新风从所述室内送风口输入室内，所述室外排风区中设置有排风风机，用于驱动室内污风从所述室外排风口输出室外。
20.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
21.本技术所涉及的新风除湿一体机，在除湿模式下，通过第一膨胀阀控制第一排风换热器的冷媒流量，进而控制再热量，从而实现出风温度可调，且第一膨胀阀和第二膨胀阀协同作用，有利于保证除湿模式控温时，除湿量不衰减；
22.集新风、除湿、制冷和制热多功能于一体，避免用户安装多个空气处理装置，既可以降低成本，又减少空间摆放；节约了电加热等额外的能源进行新风加热，对室内能量进行回收；避免能量损失，节能高效，经济效益好。
23.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
25.图1是本发明所提出的新风除湿一体机的热泵冷媒系统示意图；
26.图2是本发明所提出的新风除湿一体机的冷媒输送示意图之一；
27.图3是本发明所提出的新风除湿一体机的冷媒输送示意图之二；
28.图4是气流流通过程示意图之一；
29.图5是本发明所提出的新风除湿一体机的一种实施例的结构立体示意图之一；
30.图6是本发明所提出的新风除湿一体机的一种实施例的结构立体示意图之二；
31.图7是本发明所提出的新风除湿一体机的一种实施例的结构平面示意图；
32.图8是本发明所提出的新风除湿一体机的一种实施例的结构侧面示意图；
33.图9是气流流通过程正向示意图；
34.图10是气流流通过程侧向示意图；
35.图中，
36.100、压缩机；
37.200、四通阀；210、输入端口；220、回流端口；230、第一端口；240、第二端口；
38.310、排风换热器；320、第一进风换热器；330、第二进风换热器；
39.410、第一膨胀阀；420、第二膨胀阀；
40.500、过滤器；
41.610、冷媒主路；620、第一冷媒支路；630、第一冷媒辅路；631、液侧截止阀；640、第二冷媒辅路；650、第二冷媒支路；660、第三冷媒支路；
42.700、外壳体；701、室外进风区；702、室外排风区；703、室内送风区；704、室内回风区；
43.710、室外进风口；720、室外排风口；730、室内送风口；740、室内回风口；
44.800、换热芯体。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之”上”或之”下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征”之上”、”上方”和”上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征”之下”、”下方”和”下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
51.本实施例提供的一种新风空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷制热循环。制冷制热循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应冷媒介质。
52.压缩机压缩处于高温高压状态的冷媒气体并排出压缩后的冷媒气体。所排出的冷媒气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的冷媒冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
53.膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相冷媒膨胀为低压的液相冷媒。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的冷媒，并使处于低温低压状态的冷媒气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用冷媒的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
54.空调器的室外机是指制冷循环的包括压缩机、排风换热器和排风风机的部分，空调器的室内机包括进风换热器和进风风机的部分，并且节流装置（如毛细管或电子膨胀阀）可以提供在室内机或室外机中。
55.进风换热器和排风换热器用作冷凝器或蒸发器。当进风换热器用作冷凝器时，空调器执行制热模式，当进风换热器用作蒸发器时，空调器执行制冷模式。
56.其中，进风换热器和排风换热器转换作为冷凝器或蒸发器的方式，一般采用四通阀，具体参考常规空调器的设置，在此不做赘述。
57.空调器的制冷工作原理是：压缩机工作使进风换热器（在室内机中，此时为蒸发器）内处于超低压状态，进风换热器内的液态冷媒迅速蒸发吸收热量，室内风机吹出的风经过进风换热器盘管降温后变为冷风吹到室内，蒸发汽化后的冷媒经压缩机加压后，在排风换热器（在室外机中，此时为冷凝器）中的高压环境下凝结为液态，释放出热量，通过排风风机，将热量散发到大气中，如此循环就达到了制冷效果。
58.空调器的制热工作原理是：气态冷媒被压缩机加压，成为高温高压气体，进入进风换热器（此时为冷凝器），冷凝液化放热，成为液体，同时将室内空气加热，从而达到提高室内温度的目的。液体冷媒经节流装置减压，进入排风换热器（此时为蒸发器），蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室外空气的热量（室外空气变得更冷)，成为气态冷媒，再次进入压缩机开始下一个循环。
59.新风空调器中的全热换热器能够是一种高效节能的热回收装置，通过回收排气中的余热对引入的新风进行预热或预冷，在新风进行热湿处理之前，降低或增加新风的焓值。有效降低系统的负荷、节省系统的能耗和运行费用，有效地解决了提高室内空气品质与系
统节能之间的矛盾。
60.全热交换器的工作原理是：工作时，室内排风和新风分别呈正交叉方式流经换热器芯体时，由于气流分隔板两侧气流存在着温差和蒸汽分压差，两股气流通过分隔板时呈现传热传质现象，引起全热交换过程。夏季运行时，新风从空调排风获得冷量，使温度降低，同时被空调风干燥，使新风含湿量降低；冬季运行时，新风从空调室排风获得热量，温度升高。这样，通过换热芯体的全热换热过程，让新风从空调排风中回收能量。
61.本技术所涉及的新风除湿一体机，包括全热换热器以及热泵冷媒系统。
62.参考图1-4，热泵冷媒系统包括通过制冷剂管路连接在一起的压缩机100、四通阀200、排风换热器310、第一进风换热器320以及第二进风换热器330。
63.室外进风口710以及室内送风口730之间形成有进风通道，用于输送室外新风，室内回风口740以及室外排风口720之间形成有排风通道，用于输送室内污风。
64.排风换热器310设置在排风通道内，第一进风换热器320以及第二进风换热器330沿着气流的流通方向依次形成在进风通道内。
65.四通阀200包括输入端口210、回流端口220、第一端口230以及第二端口240，通过切换输入端口210与第一端口230或第二端口240之间的连通关系，实现各进风换热器和排风换热器310不同的工作状态，进而达到制冷或制热的目的。
66.其中，压缩机100的冷媒输出口与输入端口210连通，回流端口220与压缩机100的冷媒回流口连通，第一端口230通过冷媒主路610与排风换热器310连接。
67.排风换热器310的另一端连接第一冷媒支路620，第一冷媒支路620分别通过第一冷媒辅路630与第一进风换热器320连接；通过第二冷媒辅路640与第二进风换热器330连接。
68.第一进风换热器320的输出端通过第二冷媒支路650与四通阀200的第二端口240连通。
69.第二进风换热器330的输出端通过第三冷媒支路660与冷媒主路610连通。
70.第一冷媒支路620上设置有第一膨胀阀410，第二冷媒辅路640上设置有第二膨胀阀420。
71.第一冷媒辅路630上还设置有液侧截止阀631。
72.第一膨胀阀410以及第二膨胀阀420的两侧分别连接有过滤器500，用于过滤冷媒中掺杂的杂质，防止堵塞膨胀阀。
73.压缩机100、四通阀200、第一膨胀阀410以及第二膨胀阀420均与控制器连接，在不同的运行状态下，控制器控制压缩机100、四通阀200、第一膨胀阀410以及第二膨胀阀420的运行以及开关状态。
74.具体而言，控制器控制第一膨胀阀410和第二膨胀阀420的开关，控制四通阀200中输入端口210、回流端口220、第一端口230以及第二端口240的相互通断。
75.参考图5-图8，全热换热器包括外壳体700以及设置在外壳体700中的换热芯体800。
76.外壳体700上形成有室外进风口710、室外排风口720、室内送风口730以及室内回风口740。
77.对于全热换热器而言，外壳体700作为安装固定部件，在实际使用过程中安装在用
户家中。
78.外壳体700通常采用钣金材料加工而成，外壳体700整体呈扁平的矩形结构，在安装使用过程中，可以吊装在用户家中的吊顶中使用。
79.外壳体700内形成有安装内腔，用于安装各换热器、压缩机100等工作部件。
80.安装内腔包括与室外进风口710连通的室外进风区701、与室外排风口720连通的室外排风区702、与室内送风口730连通的室内送风区703以及与室内回风口740连通的室内回风区704。
81.换热芯体800为全热换热器的关键部件，其用于对室内污风和室外新风进行热交换，换热芯体800通常配置有用于向室外侧排风的第一气流通道（未标记），以及用于将室外新风引入到室内的第二气流通道，第一气流通道和第二气流通道之间可以进行热传递。
82.同时，为了满足室内外空气流动的要求，外壳中配置有进风风机和排风风机。
83.进风风机设置在室内进风区中，用于驱动室外新风从室内送风口730输入室内。
84.排风风机设置在室外排风区702内，用于驱动室内污风从室外排风口720输出室外。
85.室外新风从室外进风口710进入到外壳体700内，经过室内送风口730输入到室内。
86.室内污风从室内回风口740进入到外壳体700内，经过室外排风口720输出到室外。
87.室内污风以及室外新风选择性的从换热芯体800内通过，在换热芯体800内进行热量交换。
88.《制热模式》
89.参考2、图9、图10，制热状态下，控制器控制第一膨胀阀410开启，第二膨胀阀420关闭，四通阀200的输入端口210与第二端口240连通。
90.高温高压的冷媒经过四通阀200的第二端口240输入到第二进风换热器330中，此时第一进风换热器320和第二进风换热器330作为冷凝器，排风换热器310作为蒸发器。
91.冷媒依次在第一进风换热器320和第二进风换热器330中放热，在排风换热器310中吸热后，经过四通阀200的第一端口230以及回流端口220输回到压缩机100中，完成一次冷媒循环。
92.室内污风经排风风机引入至换热芯体800与室外新风进行热交换的过程中，室外新风的冷负荷转移给室内污风，使得室外新风的温度升高，有利于降低空调系统的冷负荷；从换热芯体800输出的室内污风仍然比室外温度高，室内污风再次经过排风换热器310（蒸发器）带走更多的冷负荷排至室外，再次降低空调系统的冷负荷。
93.制热状态下，室外新风由进风风机引入后先经换热芯体800与室内污风进行热交换后第一次升温，再经过第一进风换热器320和第二进风换热器330进行二次升温，实现制热功能。
94.由于此时，第二膨胀阀420关闭，从排风换热器310输出的部分冷媒存储在第二进风换热器330中。
95.此时，第二进风换热器330处于低压侧，同时流过第二进风换热器330的空气已经经过第一进风换热器320处理，温度较高。
96.此时第二进风换热器330内仅为低压的气态冷媒，绝大部分冷媒仍在系统中参与循环，则，在低温制热工况下，可有效改善系统冷媒缺少和频繁除霜的问题。
97.《制冷模式》
98.参考图3、图9、图10，制冷状况下，控制器控制第一膨胀阀410开启，第二膨胀阀420关闭，四通阀200的输入端口210与第一端口230连通。
99.此时排风换热器310作为冷凝器，第一进风换热器320作为蒸发器。
100.其中，高温高压的冷媒经过四通阀200和冷媒主路610后输入到排风换热器310中，冷媒在排风换热器310中放热后进入第一冷媒支路620中，流经第一冷媒支路620上的第一膨胀阀410节流后，经过第一冷媒辅路630进入第一进风换热器320中，在第一进风换热器320中吸热后，经过四通阀200的第二端口240以及回流端口220输回到压缩机100中，完成一次冷媒循环。
101.室内污风经排风风机引入至换热芯体800与室外新风进行热交换的过程中，室外新风的热负荷转移给室内污风，使得室外新风的温度降低，有利于降低空调系统的热负荷；从换热芯体800输出的室内污风仍然比室外温度低，室内污风再次经过排风换热器310（冷凝器）带走更多的热负荷排至室外，再次降低空调系统的热负荷。
102.制冷状态下，室外新风由进风风机引入后先经换热芯体800与室内污风进行热交换后第一次降温再经过第一进风换热器320进行二次降温，实现制冷功能。
103.制冷模式下，第二进风换热器330处于高压侧，同时流过第二进风换热器330的空气已经经过第一进风换热器320处理，温度较低，此时第二进风换热器330会积存高压低温的液态冷媒，充当储液器。在制冷过负荷工况下，可有效改善系统冷媒过多的问题。
104.《不降温除湿以及控温除湿》
105.不降温除湿以及控温除湿过程中，控制器控制第一膨胀阀410和第二膨胀阀420开启，四通阀200的输入端口210与第一端口230连通。
106.排风换热器310和第二进风换热器330均为冷凝器，第一进风换热器320为蒸发器。
107.高温高压的冷媒从压缩机100输出后，分别经过第一膨胀阀410和第二膨胀阀420后，输送至第一进风换热器320内，经过第一进风换热器320换热之后，冷媒输送回压缩机100内。
108.此时，室内污风与室内污风从换热芯体800中流通，在换热芯体800中完成第一次热量回收，室内污风热量升高，室外新风热量降低，升高之后的室内污风经过排风换热器310，吸收排风换热器310处的热量后，温度进一步升高，随后，排出室外。
109.室外新风在换热芯体800处与室内污风换热降温后，经过第一进风换热器320进行降温除湿，降温除湿之后的室外新风又经过第二排风换热器310进一步升温后，达到适宜的温度，输出到室内，提高用户舒适度。
110.在本技术的一些实施例中，室内送风口730上设置有第一温度检测件，用于检测出风温度t1，第一温度检测件与控制器连接。
111.第一进风换热器320的输入端和输出端还分别设置有与控制器连接的第二温度检测件和第三温度检测件，第一检测件和第二检测件分别用于检测进入第一进风换热器320前后的冷媒温度t2和t3。
112.第二温度检测件和第三温度检测件用于检测进入第一进风换热器320前后的冷媒温度t2和t3，第一进风换热器320出口过热度t=t2-t3，当t为0℃时，说明经过第一进风换热器320的冷媒量最优。
113.第一温度检测件将采集的到温度信息输送至控制器，控制器将其与预设温度进行对比。
114.其中，控温除湿模式下，第一膨胀阀410的开度可以通过室内送风口730的出风温度进行实时调节，保证室内回风温度与出风温度相同。
115.控温除湿模式原理与不降温除湿模式基本相同，不同之处在于：控温除湿模式下，室内送风口730的出风温度以用户的设定值为控制目标，通过调节第二膨胀阀420实现再热量的控制，进而实现出风温度和出风湿度双控。
116.不管是不降温除湿模式还是控温除湿模式，第二膨胀阀420的节流均会影响系统冷媒循环量，进而影响除湿量。
117.因此在除湿模式下，将第一膨胀阀410的控制目标设置为第一进风换热器320的出口过热度t为0℃，第二膨胀阀420的控制目标为室内送风口730的出风温度，如下：
118.当第二膨胀阀420的阀开度过大时，进入第一进风换热器320的冷媒就会偏多，出口过热度减小，甚至变为两相态，压缩机100会回液。
119.此时，控制器控制第一膨胀阀410进行关阀，保证第一进风换热器320过热度不变。
120.当第二膨胀阀420开度过小时，进入第一进风换热器320的冷媒就会偏少，出口过热度过大，同时蒸发温度升高，除湿量减小。控制器控制第一膨胀阀410将阀门开大，保证第一进风换热器320过热度不变。
121.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
122.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。