專利名稱：一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新風(fēng)機(jī)組，特別是船舶或建筑用中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)的建筑中央空調(diào)機(jī)組處理新風(fēng)的能耗占空調(diào)系統(tǒng)總能耗的20%左右， 一些對(duì)新風(fēng)質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，新風(fēng)能耗占到空調(diào)系統(tǒng)總能耗的40%左右。與常規(guī)建筑 中央空調(diào)系統(tǒng)相比，船舶中央空調(diào)由于增大了新風(fēng)量與新風(fēng)的除濕負(fù)荷，處理新風(fēng)的能耗 變得更高，達(dá)到了空調(diào)系統(tǒng)總能耗的60%左右。船舶的艙內(nèi)排風(fēng)和建筑的室內(nèi)排風(fēng)都包含 有大量可回收的能量，若能把這部分能量用來對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理，則可以大大降低中央空 調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的能耗。中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組除了排風(fēng)中的余熱可以利用以外，熱泵系統(tǒng)的冷凝 熱同樣可以被新風(fēng)機(jī)組回收用來制備衛(wèi)生熱水，實(shí)現(xiàn)能量的綜合利用過程?，F(xiàn)行船舶中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組大部分都不帶排風(fēng)熱回收功能，艙外新風(fēng)經(jīng)過直接冷 卻或加熱后送入艙內(nèi)，排風(fēng)通過艙內(nèi)外空氣壓力差排出艙外；小部分帶排風(fēng)熱回收功能的 船舶中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組的新風(fēng)與部分排風(fēng)直接混合后經(jīng)過冷卻或加熱后送入艙內(nèi)，未利用 的排風(fēng)直接排出艙外。絕大多數(shù)船舶上衛(wèi)生熱水的熱源是蒸汽鍋爐提供的蒸汽，而不是可 回收利用的新風(fēng)機(jī)組的冷凝熱。建筑中央空調(diào)系統(tǒng)中，部分設(shè)計(jì)比較合理的新風(fēng)機(jī)組能夠利用全熱或潛熱回收器 回收排風(fēng)中的熱量，全部或部分回收熱泵機(jī)組的冷凝熱。但是，這部分機(jī)組設(shè)計(jì)中同樣存在 能量的綜合利用程度不高、僅利用概念炒作等問題；大部分的建筑中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組不設(shè) 排風(fēng)熱回收裝置或者排風(fēng)熱回收的效率低，只回收了部分顯熱而其余的顯熱和潛熱則排放 到了環(huán)境中去，更談不到對(duì)冷凝熱的回收。針對(duì)以上陳述，大部分船舶或建筑中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組存在如下的問題1.全部或大部分排風(fēng)從艙內(nèi)或室內(nèi)直接排出，浪費(fèi)了排風(fēng)中的能量。同時(shí)，排風(fēng)靠 艙或室內(nèi)外壓差排出，容易造成局部氣壓高，門窗不易開啟等現(xiàn)象。2.冬季加熱多采用鍋爐提供的蒸汽或直接電加熱為熱源，而沒有采用船舶余熱或 水地源可再生能源，造成了 一次能源的浪費(fèi)。3.夏季制冷和冬季制熱兩套系統(tǒng)單獨(dú)工作，沒有實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用過程，也造 成了初投資的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組。與無熱回 收功能的新風(fēng)機(jī)組相比，降低新風(fēng)系統(tǒng)能耗10%以上；與空調(diào)和衛(wèi)生熱水兩套裝置的中央 空調(diào)系統(tǒng)相比，節(jié)約系統(tǒng)初投資20%左右。本發(fā)明主要用于船舶中央空調(diào)系統(tǒng)，建筑中央空 調(diào)系統(tǒng)中也可以應(yīng)用。一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，包括新風(fēng)處理系統(tǒng)和熱泵循環(huán)系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)了新風(fēng)熱濕回收、提供衛(wèi)生熱水的功能。所述一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組充分利用了余熱資源，實(shí)現(xiàn)了的能量的綜合利用過程。 一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，所述機(jī)組外殼內(nèi)的構(gòu)件包括風(fēng)口、過濾 器、風(fēng)機(jī)、四通換向閥、冷凝器、水換熱器、壓縮機(jī)、單向閥、膨脹閥、加熱器、風(fēng)換熱器、熱濕 回收器、加濕通道。本發(fā)明解決其技術(shù)問題時(shí)所采取的技術(shù)方案是1.新風(fēng)處理系統(tǒng)，包括新排風(fēng)熱濕交換器、排風(fēng)風(fēng)道和新風(fēng)風(fēng)道。新風(fēng)與排風(fēng)經(jīng)過 各自的過濾器后進(jìn)入新排風(fēng)熱濕交換器，回收了排風(fēng)中的熱濕后，新風(fēng)依次通過風(fēng)換熱器、 加熱器、加濕通道、新風(fēng)機(jī)送入艙或室內(nèi)，排風(fēng)通過排風(fēng)機(jī)排出艙或室外。2.熱泵循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝器、四通換向閥、膨脹閥、單向閥、風(fēng)換熱器、水 換熱器。冬季，制冷劑從壓縮機(jī)出口進(jìn)入冷凝器，通過四通換向閥進(jìn)入風(fēng)換熱器，流經(jīng)單向 閥、膨脹閥進(jìn)入水換熱器，最后通過四通換向閥回到壓縮機(jī)進(jìn)口 ；夏季，制冷劑從壓縮機(jī)出 口進(jìn)入冷凝器，通過四通換向閥進(jìn)入水換熱器，流經(jīng)單向閥、膨脹閥進(jìn)入風(fēng)換熱器，最后通 過四通換向閥回到壓縮機(jī)進(jìn)口。四通換向閥冬夏自動(dòng)切換連接狀態(tài)夏季，冷凝器與水換熱 器導(dǎo)通、壓縮機(jī)與風(fēng)換熱器導(dǎo)通；冬季，冷凝器與風(fēng)換熱器導(dǎo)通、水換熱器與壓縮機(jī)導(dǎo)通。3.冷凝器內(nèi)，衛(wèi)生熱水將制冷劑的冷凝熱量帶走，用以供應(yīng)衛(wèi)生熱水。4.水換熱器內(nèi)，夏季，水地源水將制冷劑的冷凝熱帶走；冬季，水地源水向制冷劑 提供蒸發(fā)所需熱量。5.風(fēng)換熱器內(nèi)，夏季，新風(fēng)提供制冷劑蒸發(fā)所需熱量，自身溫度降低；冬季，制冷 劑將冷凝熱傳遞給新風(fēng)，新風(fēng)溫度升高。6.加熱器內(nèi)，夏季，加熱器不工作；冬季，余熱資源將熱量傳遞給新風(fēng)，新風(fēng)溫度升高。7.將新風(fēng)處理系統(tǒng)和熱泵循環(huán)系統(tǒng)布置在機(jī)組外殼內(nèi)，這樣便于機(jī)組在工廠內(nèi)整 裝組合，實(shí)現(xiàn)安裝維護(hù)簡便的發(fā)明目的。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其功能的工作方法是1.夏季，加熱器和加濕通道關(guān)閉。新風(fēng)回收了排風(fēng)的能量后經(jīng)過風(fēng)換熱器降低溫 度與濕度，送入艙或室內(nèi)；水地源水將水換熱器內(nèi)的冷凝熱帶走；衛(wèi)生熱水系統(tǒng)回收冷凝 器內(nèi)冷凝熱，以制備衛(wèi)生熱水。2.冬季，余熱資源能滿足熱負(fù)荷時(shí)，熱泵循環(huán)系統(tǒng)停止工作，新風(fēng)回收了排風(fēng)的 能量后經(jīng)過不工作的風(fēng)換熱器后，進(jìn)入加熱器吸收余熱后經(jīng)過加濕通道加濕，最終送入艙 或室內(nèi)；余熱資源不能全部滿足熱負(fù)荷時(shí)，熱泵循環(huán)系統(tǒng)和加熱器同時(shí)工作，新風(fēng)回收了排 風(fēng)的能量后經(jīng)過風(fēng)換熱器提高溫度，隨后進(jìn)入加熱器吸收余熱后經(jīng)過加濕通道加濕，最終 送入艙或室內(nèi)。衛(wèi)生熱水系統(tǒng)回收冷凝器內(nèi)冷凝熱，以制備衛(wèi)生熱水。水地源水向水換熱 器提供制冷劑蒸發(fā)所需熱量，自身溫度降低后排出水換熱器。本發(fā)明的有益效果是1.對(duì)排風(fēng)進(jìn)行熱濕回收，充分利用排風(fēng)中的能量對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理，降低了新風(fēng) 系統(tǒng)的能耗、提高了一次能源利用效率。2.衛(wèi)生熱水系統(tǒng)回收了制冷劑的冷凝熱以供應(yīng)衛(wèi)生熱水，使這部分能量得到了有 效利用而不是排放到環(huán)境中去，在節(jié)約能源、提高空調(diào)系統(tǒng)舒適度的同時(shí)也起到了環(huán)境保 護(hù)的作用。[0026]3.利用可再生的水地源為熱泵系統(tǒng)的能量來源，起到了為新風(fēng)調(diào)溫調(diào)濕的作用，
能量利用率高。4.充分利用了船舶上大量存在的余熱資源，使能源得到了有效利用，同時(shí)也減少 了余熱排放對(duì)環(huán)境的熱污染。5.具有冬季加濕、自動(dòng)調(diào)濕功能，保證了新風(fēng)的舒適性。6.本發(fā)明為集中組合、工廠定制，從而實(shí)現(xiàn)了高效可靠、安裝維護(hù)簡便的發(fā)明目 的。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。附圖是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。圖中1.機(jī)組外殼，2.新風(fēng)過濾器，3.新風(fēng)進(jìn)口，4.排風(fēng)出口，5.排風(fēng)機(jī)，6.水地 源水進(jìn)口，7.水地源水出口，8.衛(wèi)生熱水進(jìn)口，9.衛(wèi)生熱水出口，10.四通換向閥(10 I . 四通換向閥邊出口，10 II.四通換向閥中間出口，10 III.四通換向閥邊出口，10 IV .四通 換向閥進(jìn)口)，11.冷凝器，12.水換熱器，13.壓縮機(jī)，14.膨脹閥，15.單向閥，16.膨脹閥， 17.單向閥，18.加熱器，19.新風(fēng)出口，20.新風(fēng)機(jī)，21.排風(fēng)進(jìn)口，22.排風(fēng)過濾器，23.加濕 通道，24.余熱資源出口，25.余熱資源進(jìn)口，26.風(fēng)換熱器，27.新排風(fēng)熱濕交換器。
具體實(shí)施方式
參照附圖，機(jī)組外殼(1)內(nèi)1.新風(fēng)進(jìn)口(3)、新風(fēng)過濾器(2)、新排風(fēng)熱濕交換器(27)、風(fēng)換熱器(26)、加熱 器(18)、加濕通道(23)、新風(fēng)機(jī)(20)和新風(fēng)出口(19)順次連接組成新風(fēng)風(fēng)道；排風(fēng)進(jìn)口 (21)、排風(fēng)過濾器(22)、新排風(fēng)熱濕交換器(27)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)(5)、排風(fēng)出口 (4)順次連接組 成排風(fēng)風(fēng)道；新排風(fēng)熱濕交換器(27)的兩個(gè)流道分別接入新風(fēng)風(fēng)道和排風(fēng)風(fēng)道、無特定順序。2.熱泵循環(huán)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)(13)、冷凝器(11)、四通換向閥進(jìn)口(10 IV)、四通換 向閥中間出口( ο II )順序相連、組成封閉；串聯(lián)的單向閥(17)和膨脹閥(16)與串聯(lián)的單 向閥(15)和膨脹閥(14)并聯(lián)后一端連接水換熱器(12)、四通換向閥邊出口(10 III)，另一 端連接風(fēng)換熱器(26)、四通換向閥邊出口(10 I )。3.冷凝器(11)包括制冷劑流道和衛(wèi)生熱水流道，所述制冷劑流道一端連接所述 壓縮機(jī)(13)、另一端連接所述四通換向閥進(jìn)口(10 IV)，所述衛(wèi)生熱水流道一端連接衛(wèi)生熱 水進(jìn)口(8)、另一端連接衛(wèi)生熱水出口(9)。4.水換熱器(12)包括制冷劑流道和水地源水流道，所述制冷劑流道一端連接所 述四通換向閥邊出口(10111)、另一端連接所述單向閥(17)或所述膨脹閥(14)，所述水地 源水流道一端連接水地源水進(jìn)口(6)、另一端連接水地源水出口(7)。5.風(fēng)換熱器(26)包括制冷劑流道和風(fēng)流道，所述制冷劑流道一端連接所述膨脹 閥(16)或所述單向閥(15)、另一端連接所述四通換向閥邊出口(10 I )，所述風(fēng)流道一端 連接所述新排風(fēng)熱濕交換器(27)、另一端連接所述加熱器(18)。6.加熱器(18)包括余熱資源流道和風(fēng)流道，所述余熱資源流道一端連接余熱資源進(jìn)口(25)、另一端連接余熱資源出口(24)，所述風(fēng)流道一端連接所述風(fēng)換熱器(26)、另 一端通過所述加濕通道(23)連接新風(fēng)機(jī)(20)。
權(quán)利要求一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，包括新風(fēng)處理系統(tǒng)和熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述新風(fēng)處理系統(tǒng)包括新風(fēng)風(fēng)道、排風(fēng)風(fēng)道和新排風(fēng)熱濕交換器(27)，所述新風(fēng)風(fēng)道由新風(fēng)進(jìn)口(3)、新風(fēng)過濾器(2)、所述新排風(fēng)熱濕交換器(27)、風(fēng)換熱器(26)、加熱器(18)、加濕通道(23)、新風(fēng)機(jī)(20)和新風(fēng)出口(19)順次連接組成，所述排風(fēng)風(fēng)道由排風(fēng)進(jìn)口(21)、排風(fēng)過濾器(22)、所述新排風(fēng)熱濕交換器(27)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)(5)、排風(fēng)出口(4)順次連接組成，所述新排風(fēng)熱濕交換器(27)的兩個(gè)流道分別接入新風(fēng)風(fēng)道和排風(fēng)風(fēng)道、無特定順序；所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)(13)、冷凝器(11)、四通換向閥進(jìn)口(10Ⅳ)、四通換向閥中間出口(10Ⅱ)順序相連、組成封閉，串聯(lián)的單向閥(17)和膨脹閥(16)與串聯(lián)的單向閥(15)和膨脹閥(14)并聯(lián)后一端連接水換熱器(12)、四通換向閥邊出口(10Ⅲ)，另一端連接風(fēng)換熱器(26)、四通換向閥邊出口(10Ⅰ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，其特征是所述冷 凝器(11)包括制冷劑流道和衛(wèi)生熱水流道，所述制冷劑流道一端連接所述壓縮機(jī)(13)、另 一端連接所述四通換向閥進(jìn)口(10 IV)，所述衛(wèi)生熱水流道一端連接衛(wèi)生熱水進(jìn)口(8)、另 一端連接衛(wèi)生熱水出口(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，其特征是所述水 換熱器(12)包括制冷劑流道和水地源水流道，所述制冷劑流道一端連接所述四通換向閥 邊出口(10 III)、另一端連接所述單向閥(17)或所述膨脹閥(14)，所述水地源水流道一端 連接水地源水進(jìn)口(6)、另一端連接水地源水出口(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，其特征是所述風(fēng) 換熱器(26)包括制冷劑流道和風(fēng)流道，所述制冷劑流道一端連接所述膨脹閥(16)或所述 單向閥(15)、另一端連接所述四通換向閥邊出口(10 I )，所述風(fēng)流道一端連接所述新排風(fēng) 熱濕交換器(27)、另一端連接所述加熱器(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，其特征是所述加 熱器(18)包括余熱資源流道和風(fēng)流道，所述余熱資源流道一端連接余熱資源進(jìn)口(25)、另 一端連接余熱資源出口(24)，所述風(fēng)流道一端連接所述風(fēng)換熱器(26)、另一端通過所述加 濕通道(23)連接新風(fēng)機(jī)(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，其特征是所述新 風(fēng)處理系統(tǒng)和所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)均包括在機(jī)組外殼(1)內(nèi)，為整裝組合方式。
專利摘要針對(duì)現(xiàn)行船舶中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組無排風(fēng)熱濕回收或熱濕回收效率低、空調(diào)和熱水兩套系統(tǒng)初投資高、能源綜合利用率低的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提出了一種船舶用水源熱泵熱回收新排風(fēng)機(jī)組，包括由風(fēng)口、過濾器、風(fēng)機(jī)、加熱器、加濕通道、熱濕回收器組成的新風(fēng)處理系統(tǒng)和由四通換向閥、冷凝器、水換熱器、壓縮機(jī)、單向閥、膨脹閥、風(fēng)換熱器組成的熱泵循環(huán)系統(tǒng)，具有新排風(fēng)熱濕回收、新風(fēng)熱濕處理和衛(wèi)生熱水熱回收功能，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了能量的綜合利用過程，提高了一次能源利用效率，同時(shí)，本實(shí)用新型為集中組合、工廠定制，從而實(shí)現(xiàn)了高效可靠、安裝維護(hù)簡便的發(fā)明目的。
文檔編號(hào)F24F3/147GK201672610SQ20102014778
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者李丁丁, 謝嶠 申請(qǐng)人:北京水木澤清能源科技有限公司