技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于暖通空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種新風(fēng)處理裝置。

背景技術(shù)：

空調(diào)系統(tǒng)中，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要向室內(nèi)供給一定量的新鮮室外空氣（新風(fēng)）。國(guó)家暖通空調(diào)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)一般都規(guī)定了向室內(nèi)供給的最小新風(fēng)量（m³/h）。室外新風(fēng)由于溫度和濕度以及含塵量等原因，通常不能直接送入室內(nèi)，必須對(duì)其進(jìn)行熱濕處理。在供冷季期間，室外空氣通常高溫高濕，需要對(duì)室外空氣降溫除濕；在供暖季期間，室外空氣通常低溫低濕，需要對(duì)室外空氣升溫加濕。對(duì)室外空氣進(jìn)行熱濕處理是空調(diào)系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，對(duì)新風(fēng)處理的能耗可以占到空調(diào)系統(tǒng)能耗的20%-30%，若室外氣候條件惡劣，那么新風(fēng)處理的能耗會(huì)更高，因此，降低新風(fēng)處理能耗是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。

目前的新風(fēng)處理方式大多采用冷凝除濕的方式，將冷凍水通入表冷器，對(duì)新風(fēng)降溫除濕，送入室內(nèi)。除此之外，目前有還有一些獨(dú)立的新風(fēng)處理裝置，例如溶液除濕、固體除濕等。從以上背景技術(shù)來(lái)看，目前尚未有一種結(jié)合冷凝除濕與蒸發(fā)冷卻的新風(fēng)處理裝置。本專利旨在提出一種新風(fēng)處理裝置，利用對(duì)新風(fēng)進(jìn)行間接蒸發(fā)冷卻，使用填料和換熱器組成模塊，采用多級(jí)模塊的方式，充分回收新風(fēng)的潛熱，降低新風(fēng)處理的能耗。此外，經(jīng)過(guò)處理的新風(fēng)溫度和濕度合適，可以直接送入室內(nèi)。該裝置適宜于承擔(dān)溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)中的濕度控制任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明提供了一種充分利用了回風(fēng)/新風(fēng)的可回收能量，減少了冷源投入的冷量，提高了新風(fēng)處理裝置總體能效的熱泵驅(qū)動(dòng)的間接蒸發(fā)冷卻回風(fēng)全熱回收新風(fēng)處理裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的熱泵驅(qū)動(dòng)的間接蒸發(fā)冷卻回風(fēng)全熱回收新風(fēng)處理裝置，包括回風(fēng)處理系統(tǒng)、新風(fēng)處理系統(tǒng)、機(jī)械制冷系統(tǒng)，所述回風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的回風(fēng)-水換熱器、多個(gè)噴淋填料模塊，所述新風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的送風(fēng)-水換熱器、表冷器和多個(gè)新風(fēng)-水換熱器，所述表冷器同時(shí)是機(jī)械制冷系統(tǒng)的組成部分；

所述機(jī)械制冷系統(tǒng)包括表冷器、壓縮機(jī)、板式冷凝器、節(jié)流閥，所述表冷器的制冷劑出口端與壓縮機(jī)的吸氣端連接，壓縮機(jī)的排氣端與板式冷凝器的制冷劑入口端連接，板式冷凝器的制冷劑出口端通過(guò)節(jié)流閥與表冷器的制冷劑入口端連接，所述板式冷凝器的冷卻水出口端通過(guò)第四水泵與末端的噴淋填料模塊的噴水入口端連接，板式冷凝器的冷卻水入口端與末端的噴淋填料模塊的底部出水端連接，第四水泵的輸送方向?yàn)榘迨嚼淠鞯睦鋮s水出口端到末端的噴淋填料模塊的噴水入口端；

所述回風(fēng)處理系統(tǒng)回風(fēng)方向與新風(fēng)處理系統(tǒng)的新風(fēng)方向相向設(shè)置，所述回風(fēng)-水換熱器與送風(fēng)-水換熱器之間水循環(huán)連接，除末端的噴淋填料模塊外，每個(gè)噴淋填料模塊均與一個(gè)新風(fēng)-水換熱器對(duì)應(yīng)并水循環(huán)連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述回風(fēng)-水換熱器與送風(fēng)-水換熱器之間的水循環(huán)連接具體形式為：送風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端與回風(fēng)-水換熱器的出水端之間通過(guò)依次設(shè)置的第一三通閥、第一水泵連接，送風(fēng)-水換熱器的出水端與回風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端通過(guò)第二三通閥連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述噴淋填料模塊的出水端與對(duì)應(yīng)新風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端之間的連接管路上分別設(shè)置有用以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的水泵。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述多個(gè)新風(fēng)-水換熱器中，與表冷器新風(fēng)進(jìn)口連接的新風(fēng)-水換熱器的出水端與其對(duì)應(yīng)噴淋填料模塊的進(jìn)水端的連接管路上設(shè)置有第三三通閥，該新風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端與其對(duì)應(yīng)噴淋填料模塊的出水端的連接管路上設(shè)置有第四三通閥，所述第三三通閥與第一三通閥連通，所述第四三通閥與第二三通閥連通。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述噴淋填料模塊為2個(gè)或3個(gè)。

本發(fā)明的一種熱泵驅(qū)動(dòng)的間接蒸發(fā)冷卻回風(fēng)全熱回收新風(fēng)處理裝置，包括回風(fēng)處理系統(tǒng)、新風(fēng)處理系統(tǒng)、機(jī)械制冷系統(tǒng)，所述回風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的回風(fēng)-水換熱器、多個(gè)噴淋填料模塊、一個(gè)蒸發(fā)式冷凝器，所述蒸發(fā)式冷凝器同時(shí)是機(jī)械制冷系統(tǒng)的組成部分，所述新風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的送風(fēng)-水換熱器、表冷器和多個(gè)新風(fēng)-水換熱器，所述表冷器同時(shí)是機(jī)械制冷系統(tǒng)的組成部分；

所述機(jī)械制冷系統(tǒng)包括表冷器、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、蒸發(fā)式冷凝器，所述表冷器的制冷劑出口端與壓縮機(jī)的吸氣端連接，壓縮機(jī)的排氣端與蒸發(fā)式冷凝器的制冷劑入口端連接，蒸發(fā)式冷凝器的制冷劑出口端通過(guò)節(jié)流閥與表冷器的制冷劑入口端連接；

所述回風(fēng)處理系統(tǒng)回風(fēng)方向與新風(fēng)處理系統(tǒng)的新風(fēng)方向相向設(shè)置，所述回風(fēng)-水換熱器與送風(fēng)-水換熱器之間水循環(huán)連接，每個(gè)噴淋填料模塊均與一個(gè)新風(fēng)-水換熱器對(duì)應(yīng)并水循環(huán)連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明上述裝置中，所述回風(fēng)-水換熱器與送風(fēng)-水換熱器之間的水循環(huán)連接具體形式為：送風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端與回風(fēng)-水換熱器的出水端之間通過(guò)依次設(shè)置的第一三通閥、第一水泵連接，送風(fēng)-水換熱器的出水端與回風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端通過(guò)第二三通閥連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明上述裝置，所述噴淋填料模塊出水端與對(duì)應(yīng)新風(fēng)-水換熱器進(jìn)水端之間的連接管路上分別設(shè)置有用以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的水泵，所述噴淋填料模塊的排風(fēng)口與蒸發(fā)式冷凝器的排風(fēng)入口連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明上述裝置，所述多個(gè)新風(fēng)-水換熱器中，與表冷器新風(fēng)進(jìn)口連接的新風(fēng)-水換熱器的出水端與其對(duì)應(yīng)噴淋填料模塊的進(jìn)水端的連接管路上設(shè)置有第三三通閥，該新風(fēng)-水換熱器的進(jìn)水端與其對(duì)應(yīng)噴淋填料模塊的出水端的連接管路上設(shè)置有第四三通閥，所述第三三通閥與第一三通閥連通，所述第四三通閥與第二三通閥連通。

進(jìn)一步的，本發(fā)明上述裝置，所述噴淋填料模塊為2個(gè)或3個(gè)。

在夏季工況運(yùn)行時(shí)，該裝置設(shè)置了送風(fēng)與回風(fēng)的顯熱換熱裝置，在室內(nèi)回風(fēng)和經(jīng)過(guò)降溫除濕的送風(fēng)之間進(jìn)行顯熱換熱。其作用是使回風(fēng)溫度降低，在含濕量（kg/kg）不變的情況下，使回風(fēng)的相對(duì)濕度（%）提高，回風(fēng)狀態(tài)貼近飽和線。同時(shí)，該裝置提高送風(fēng)溫度，使得經(jīng)過(guò)除濕處理的新風(fēng)送風(fēng)溫度合適，可以直接送入室內(nèi)。顯熱換熱裝置可采用板翅式空氣-空氣顯熱換熱器，水循環(huán)空氣-空氣顯熱換熱器或熱管空氣-空氣顯熱換熱器。本發(fā)明設(shè)置了多級(jí)回風(fēng)全熱回收裝置。由一個(gè)噴淋模塊和一個(gè)換熱模塊組成單級(jí)全熱回收模塊，回風(fēng)全熱回收裝置包括兩級(jí)或多級(jí)全熱回收模塊組成。在噴淋模塊和換熱模塊之間采用水循環(huán)。在噴淋模塊中設(shè)置填料，水與回風(fēng)通過(guò)填料直接接觸，回風(fēng)對(duì)水降溫。由于在進(jìn)入噴淋模塊之前，回風(fēng)經(jīng)過(guò)了顯熱回收裝置的降溫過(guò)程，因此回風(fēng)與水的傳熱傳質(zhì)過(guò)程貼近于飽和線，可以有效避免傳熱傳質(zhì)過(guò)程中的損失，全熱回收效率較高。水經(jīng)過(guò)回風(fēng)降溫之后，通過(guò)換熱器與新風(fēng)換熱，對(duì)新風(fēng)降溫，同時(shí)水升溫。在全熱回收裝置中，新風(fēng)和回風(fēng)不接觸，避免了新回風(fēng)污染以及漏風(fēng)的問(wèn)題。

本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選方案中，所述噴淋填料模塊和冷凝器組成的換熱模塊替換為蒸發(fā)式冷凝器換熱模塊，所述排風(fēng)-水換熱器的排風(fēng)口與蒸發(fā)式冷凝器換熱模塊的排風(fēng)入口連接。

本發(fā)明裝置的上述優(yōu)選方案中，所述冬夏工況切換管路分為獨(dú)立的兩路，所述回風(fēng)-水換熱器的水路出口與新風(fēng)-水換熱器的水路進(jìn)口通過(guò)一路連接，回風(fēng)-水換熱器的水路進(jìn)口與新風(fēng)-水換熱器的水路出口通過(guò)另一路連接，冬夏工況切換管路中設(shè)置有三通閥門(mén)。

該方案中，在冬季運(yùn)行時(shí)，可采用以下方式實(shí)現(xiàn)冬夏工況切換：利用全熱回收裝置最后一級(jí)水循環(huán)空氣-空氣顯熱換熱器回收回風(fēng)熱量，新風(fēng)經(jīng)過(guò)全熱回收裝置以后，進(jìn)入空氣處理裝置（表冷器），在夏季通入冷凍水對(duì)新風(fēng)降溫除濕，在冬季通入熱水對(duì)新風(fēng)升溫，新風(fēng)如需加濕，還可以在空氣處理裝置后增加加濕器。

本發(fā)明裝置采用熱泵驅(qū)動(dòng)的機(jī)械制冷裝置，室內(nèi)回風(fēng)經(jīng)過(guò)顯熱回收和兩級(jí)全熱回收之后在最后一級(jí)全熱回收模塊的噴淋填料中制取高溫冷水用于冷卻壓縮式制冷系統(tǒng)的冷凝器，降低其冷凝溫度，減小壓縮式制冷所需的能耗。室內(nèi)回風(fēng)在進(jìn)入噴淋填料之前，經(jīng)過(guò)了顯熱回收裝置的降溫過(guò)程，回風(fēng)與水的傳質(zhì)過(guò)程更貼近于飽和線，可以有效避免傳熱傳質(zhì)過(guò)程中的不可逆損失，提高系統(tǒng)全熱回收效率，制備出的冷卻水極限溫度可達(dá)室內(nèi)回風(fēng)的露點(diǎn)溫度。室外新風(fēng)在機(jī)械制冷機(jī)組處理前經(jīng)過(guò)了全熱回收模塊的預(yù)冷，可減少了冷源投入的冷量，提高了新風(fēng)處理裝置的總體能效。此外，過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)負(fù)荷較小時(shí)，可關(guān)閉機(jī)械制冷裝置。冬季本發(fā)明裝置可通過(guò)閥門(mén)切換實(shí)現(xiàn)對(duì)回風(fēng)的熱回收，新風(fēng)如需加濕，還可以在空氣處理裝置后增加加濕器。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

目前，常用的采用熱泵驅(qū)動(dòng)的新風(fēng)方式包括冷凝除濕、溶液除濕和固體除濕。其中，冷凝除濕方式可采用顯熱換熱器或全熱換熱器在回風(fēng)和新風(fēng)之間做熱回收。熱回收后的新風(fēng)送入熱泵蒸發(fā)器，進(jìn)行冷凝除濕。冷凝器的熱量可采用回風(fēng)或新風(fēng)排出。本裝置與上述裝置的區(qū)別在于空氣處理流程不同，采用顯熱換熱裝置，利用溫度較低的送風(fēng)對(duì)室內(nèi)回風(fēng)進(jìn)行降溫，使得回風(fēng)在進(jìn)入全熱回收裝置之前的狀態(tài)點(diǎn)貼近于飽和線，因此新風(fēng)與回風(fēng)的全熱回收過(guò)程也貼近于飽和線，而目前常用裝置的熱回收過(guò)程都遠(yuǎn)離飽和線。若空調(diào)系統(tǒng)中沒(méi)有集中收集回風(fēng)，本裝置還可以采用新風(fēng)排出冷凝器的熱量。在新風(fēng)與送風(fēng)之間設(shè)置顯熱回收，降溫后的新風(fēng)依次進(jìn)入噴淋模塊和噴淋式冷凝器。這種方式可以利用新風(fēng)與水噴淋對(duì)水降溫，作為被處理新風(fēng)的預(yù)冷。本裝置可采用水為介質(zhì)進(jìn)行回風(fēng)和新風(fēng)的全熱回收，設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，生產(chǎn)成本低，并提高了全熱回收裝置的效率。同時(shí)新風(fēng)的送風(fēng)溫度也得到升高，可以直接送入室內(nèi)。該裝置充分利用了回風(fēng)或新風(fēng)的可回收能量，減少了冷源投入的冷量，提高了新風(fēng)處理裝置的總體能效。

除冷凝除濕裝置之外，新風(fēng)處理裝置還有采用熱泵驅(qū)動(dòng)的溶液除濕裝置和固體除濕裝置。與溶液調(diào)濕新風(fēng)處理方式相比，本裝置的工質(zhì)為水，不采用除濕溶液（如LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl₂溶液），因此，避免了溶液的腐蝕問(wèn)題，也沒(méi)有送風(fēng)帶液進(jìn)入室內(nèi)的問(wèn)題。由于沒(méi)有腐蝕問(wèn)題，本裝置的換熱器均可采用普通的管翅式換熱器和板式換熱器，而無(wú)需采用特制的防腐換熱器，可大幅降低成本。與固體除濕方式相比，本裝置的空氣處理流程有所不同。固體除濕流程的空氣除濕過(guò)程為等焓過(guò)程，而本裝置的除濕過(guò)程為貼近飽和線的過(guò)程，通過(guò)冷凝除濕方式，冷凍水可以對(duì)空氣直接除濕。無(wú)論是溶液除濕裝置還是固體除濕裝置，都采用了吸濕劑，因此必須對(duì)吸濕劑進(jìn)行再生。本裝置采用冷凝的方式除濕，不需要采用吸濕劑，也不涉及到吸濕劑的再生問(wèn)題。與溶液除濕裝置和固體除濕裝置相比，本裝置生產(chǎn)、制作簡(jiǎn)單，成本可以大幅下降。

本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)冬季和夏季工況的轉(zhuǎn)換，在冬季實(shí)現(xiàn)新風(fēng)與排風(fēng)之間的熱回收。并且本裝置可以作為溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)的濕度控制部分與顯熱控制部分配合使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明新風(fēng)處理裝置噴淋填料+板翅式冷凝器示意圖。

圖2為本發(fā)明新風(fēng)處理裝置蒸發(fā)式冷凝器示意圖。

圖中有：回風(fēng)-水換熱器1、第一噴淋填料模塊2a、第二噴淋填料模塊2b、第三噴淋填料模塊2c、送風(fēng)-水換熱器3、熱泵蒸發(fā)器4、第一新風(fēng)-水換熱器5a、第二新風(fēng)-水換熱器5b、第一水泵6a、第二水泵6b、第三水泵6c、第四水泵6d、熱泵蒸發(fā)式冷凝器7、熱泵壓縮機(jī)8、熱泵節(jié)流閥9、第一三通閥10a、第二三通閥10b、第三三通閥10c、第四三通閥10d、熱泵板式冷凝器11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1示出了熱泵驅(qū)動(dòng)的間接蒸發(fā)冷卻回風(fēng)全熱回收新風(fēng)處理裝置（噴淋填料+板翅式冷凝器），該裝置包括回風(fēng)處理系統(tǒng)和新風(fēng)處理系統(tǒng)，所述回風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的回風(fēng)-水換熱器1、噴淋填料模塊，所述新風(fēng)處理系統(tǒng)包括依次連接的送風(fēng)-水換熱器3、表冷器4和新風(fēng)-水換熱器，所述回風(fēng)-水換熱器1與對(duì)應(yīng)的送氣-水換熱器3之間水循環(huán)連接，所述噴淋填料模塊與對(duì)應(yīng)的新風(fēng)-水換熱器之間水循環(huán)連接，所述噴淋填料模塊與對(duì)應(yīng)冷凝器11之間水循環(huán)連接。夏季運(yùn)行時(shí)，新風(fēng)依次通過(guò)多級(jí)全熱回收換熱器，表冷器和顯熱回收換熱器，回風(fēng)依次通過(guò)顯熱回收換熱器，噴淋填料；冬季運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉全熱回收換熱器和送風(fēng)側(cè)顯熱回收換熱器。所述回風(fēng)-水換熱器1與對(duì)應(yīng)送風(fēng)-水換熱器3之間的連接管路上設(shè)置有用以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的水泵，所述噴淋填料模塊與對(duì)應(yīng)新風(fēng)-水換熱器之間的連接管路上設(shè)置有用以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的水泵，所述噴淋填料模塊與對(duì)應(yīng)冷凝器11之間的連接管路上設(shè)置有用以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的水泵。

圖2示出了熱泵驅(qū)動(dòng)的間接蒸發(fā)冷卻回風(fēng)全熱回收新風(fēng)處理裝置（蒸發(fā)式冷凝器），系統(tǒng)由換熱器，噴淋填料，水泵和機(jī)械制冷裝置（冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、壓縮機(jī)）組成。圖1所述噴淋填料模塊和冷凝器11組成的換熱模塊替換為蒸發(fā)式冷凝器7，所述噴淋填料模塊的排風(fēng)口與蒸發(fā)式冷凝器7的排風(fēng)入口連接。，所述回風(fēng)-水換熱器1與新風(fēng)-水換熱器之間還設(shè)置有冬夏工況切換管路，用以實(shí)現(xiàn)兩者之間水循環(huán)和回風(fēng)-水換熱器1與送風(fēng)-水換熱器3之間水循環(huán)的切換。冬夏工況切換管路分為獨(dú)立的兩路，所述回風(fēng)-水換熱器1的水路出口與新風(fēng)-水換熱器的水路進(jìn)口通過(guò)一路連接，回風(fēng)-水換熱器1的水路進(jìn)口與新風(fēng)-水換熱器的水路出口通過(guò)另一路連接，冬夏工況切換管路中設(shè)置有三通閥門(mén)。夏季運(yùn)行時(shí)，新風(fēng)依次通過(guò)多級(jí)全熱回收換熱器，表冷器和顯熱回收換熱器，回風(fēng)依次通過(guò)顯熱回收換熱器，多級(jí)填料；冬季運(yùn)行時(shí)，通過(guò)三通切換，對(duì)新風(fēng)和回風(fēng)進(jìn)行顯熱回收后，再對(duì)新風(fēng)加熱送入室內(nèi)，如室外新風(fēng)溫度較低，可在新風(fēng)進(jìn)入換熱器之前對(duì)其預(yù)熱，如新風(fēng)需要加濕，可在送入室內(nèi)之間，增加加濕器。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。