專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置，對(duì)被冷凝器 加熱的空氣利用蒸發(fā)器凝結(jié)水進(jìn)行加濕降溫處理，再次經(jīng)過(guò)下一級(jí)冷凝器對(duì)與高溫制冷劑換 熱，創(chuàng)造性地用熱泵實(shí)現(xiàn)了新排風(fēng)的全熱回收，屬于制冷機(jī)組及空調(diào)處理過(guò)程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新排風(fēng)熱回收作為降低建筑設(shè)備能耗的重要方法已經(jīng)為空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域所重視，且目前已 經(jīng)在國(guó)內(nèi)有大量的推廣應(yīng)用。但是目前的幾種主要的熱回收方式方法及設(shè)備，均存在著應(yīng)用 方面的重大問(wèn)題，因此實(shí)際工程中成功落實(shí)的項(xiàng)目遠(yuǎn)未達(dá)到所期望的目標(biāo)。例如目前的板式 新排風(fēng)熱交換器一般只進(jìn)行顯熱交換，實(shí)現(xiàn)全熱交換的產(chǎn)品存在有機(jī)換熱元件會(huì)產(chǎn)生病菌、 異味，兩類(lèi)熱回收器都存在總體上效率較低，尺寸較大，風(fēng)組過(guò)大導(dǎo)致風(fēng)機(jī)能耗大，結(jié)露及 冬季結(jié)霜問(wèn)題難以有效解決，長(zhǎng)期使用時(shí)積累大量灰塵導(dǎo)致污染嚴(yán)重，成本較高等缺點(diǎn)；轉(zhuǎn) 輪式熱回收器尺寸過(guò)大、價(jià)格過(guò)高等；其它如新排風(fēng)分別與水換熱并通過(guò)循環(huán)管路傳熱及熱 管式等往往只能實(shí)現(xiàn)顯熱交換，且存在運(yùn)行控制復(fù)雜、冬季需避免水管凍裂凍壞等問(wèn)題。上 述原因均導(dǎo)致了新排風(fēng)熱回收實(shí)際應(yīng)用上的能效比、經(jīng)濟(jì)性、可操作性等困難，嚴(yán)重影響到 這一重要節(jié)能技術(shù)的實(shí)際推廣。
將熱泵應(yīng)用于新排風(fēng)熱回收也是一種重要方法，但是目前風(fēng)冷冷凝器的能效比一般比較 低，僅能達(dá)到3.0或稍多，與板式及轉(zhuǎn)輪式機(jī)組通常宣傳可達(dá)到6以上相比過(guò)低，這種性能 指標(biāo)使熱泵難以成為新排風(fēng)熱回收的主要手段。特別是制冷系統(tǒng)的特點(diǎn)是冷凝熱量一般高出 蒸發(fā)冷量10 30%左右，而通常冷凝器的內(nèi)外傳熱溫差一般低于蒸發(fā)器，且冷凝器冷卻空氣 的進(jìn)出口溫差通常比蒸發(fā)器被冷卻空氣要小，這對(duì)風(fēng)冷冷風(fēng)型制冷機(jī)組一般會(huì)造成冷凝風(fēng)量 比蒸發(fā)風(fēng)量高出30 100%以上。而通?？照{(diào)系統(tǒng)的有組織排風(fēng)量要低于新風(fēng)量10%左右， 那么當(dāng)將熱泵應(yīng)用于新排風(fēng)熱回收時(shí)，若僅僅吸收排風(fēng)中有限的顯熱量，則對(duì)新風(fēng)的冷卻除 濕能力較低，無(wú)法充分發(fā)揮熱泵熱回收的優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)用于空調(diào)系統(tǒng)的冬季加濕時(shí)，由于熱泵冷凝部分只能實(shí)現(xiàn)顯熱加熱，則必須另設(shè)一套 加濕器，增加了結(jié)構(gòu)尺寸及成本。
目前空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過(guò)程普遍采用冷凍除濕方法，空氣的降溫、除濕過(guò)程耦合，將制 冷機(jī)的蒸發(fā)溫度降到很低水平以滿(mǎn)足除濕需要，導(dǎo)致制冷機(jī)能效比大幅下降，增加初投資及 運(yùn)行費(fèi)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是，針對(duì)上述存在的種種問(wèn)題，根據(jù)空氣含濕量不變時(shí)溫度越 高吸濕能力越強(qiáng)的特性，創(chuàng)造性的對(duì)被冷凝器加熱的空氣進(jìn)行加濕處理，使其溫度沿近似等 焓過(guò)程降低到很低溫度，再次經(jīng)過(guò)下一級(jí)冷凝器與高溫制冷劑換熱，水源則為可認(rèn)為不含鈣 鎂離子的蒸發(fā)器凝結(jié)水，從而實(shí)現(xiàn)了將蒸發(fā)器凝結(jié)水所含冷量全部或部分的回收利用，避免 了直接采用自來(lái)水加濕導(dǎo)致的結(jié)垢問(wèn)題，且冷凝器所需風(fēng)量減少了 50%以上，創(chuàng)造性的用熱 泵實(shí)現(xiàn)了新排風(fēng)的全熱回收，且全熱效率可接近100%,在室外空氣溫度不很高時(shí)由于排風(fēng) 溫度遠(yuǎn)超室外氣溫而使全熱效率超過(guò)100%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前所有新排風(fēng)熱回收的效率，節(jié)能 效益十分顯著。
為此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置，由 壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、四通閥、單向閥組、儲(chǔ)液器、干燥過(guò)濾器、汽液分離器 及其它配件組成，其中冷凝器分為三級(jí)熱濕處理過(guò)程，第一級(jí)將室內(nèi)排風(fēng)由室溫20 26'C左 右冷凝加熱處理到40 50'C，第二級(jí)將排風(fēng)加濕冷卻到20 26。C左右，第三級(jí)再將排風(fēng)由冷 凝器加熱到45 50'C并排向室外。 一、三級(jí)冷凝器采用翅片式換熱器，二級(jí)加濕器采用超聲 波加濕器或者霧化噴淋加濕器。若必要，還可在第三級(jí)之后再設(shè)置四級(jí)加濕冷卻器和五級(jí)冷凝加熱器。
夏季處理過(guò)程的加濕水源為蒸發(fā)器凝結(jié)水，從而實(shí)現(xiàn)基本上把新風(fēng)冷卻除濕后的凝結(jié)水 所含冷量利用熱泵進(jìn)行回收的目標(biāo)，即完成了全熱回收過(guò)程，且不浪費(fèi)自來(lái)水水源。
通常的轉(zhuǎn)輪式或板式等熱回收器對(duì)于新風(fēng)除濕過(guò)程而言?xún)H僅是被動(dòng)除濕過(guò)程，無(wú)法實(shí)現(xiàn) 有效控制除濕水平，而采用本實(shí)用新型的熱泵熱回收裝置，完全可實(shí)現(xiàn)冷凍獨(dú)立除濕，這對(duì) 空調(diào)系統(tǒng)而言具有如下重大意義中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷主機(jī)將冷凍水出水溫度由通常的7°C 左右大幅度提升到15'C左右，則中央空調(diào)制冷機(jī)組的能效比大幅提高，制冷機(jī)及空調(diào)系統(tǒng)相 關(guān)設(shè)備部件的容量較大幅度降低，初投資及運(yùn)行費(fèi)用較大幅度下降，且可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管 的干式運(yùn)行，徹底解決了由于風(fēng)盤(pán)接水盤(pán)內(nèi)大量滋生有害微生物導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染及空調(diào) 病。
同時(shí)，若在冬季條件下的空調(diào)設(shè)計(jì)、運(yùn)行中直接采用這一方式實(shí)現(xiàn)加濕熱回收過(guò)程，則 可省去了另設(shè)的加濕器，此時(shí)的加濕水源主要為軟化水。
本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)形式及尺寸、運(yùn)行調(diào)節(jié)的可控性及可靠性、能效比與經(jīng)濟(jì)性方面，比
現(xiàn)有形式的新排風(fēng)熱回收器具有很大的綜合優(yōu)勢(shì)，例如其冬季的能效比可真正達(dá)到6 8以 上，且可有效避免結(jié)露結(jié)冰等限制問(wèn)題。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了制冷機(jī)組冷凝換熱原理和應(yīng)用兩個(gè)方面的重大突破。


圖1分別是本實(shí)用新型原理示意圖。
圖1中各部件編號(hào)與名稱(chēng)如下
壓縮機(jī)l、四通閥2、室外翅片式加濕冷卻冷凝器3、單向闊組4+5+6+7、儲(chǔ)液器8、干 燥過(guò)濾器9、視液鏡IO、膨脹閥ll、蒸發(fā)器12、汽液分離器13、低壓表14、高壓表15、蒸 發(fā)器接水盤(pán)16、 一級(jí)冷凝加熱器17、 二級(jí)加濕冷卻器18、三級(jí)冷凝加熱器19、 二級(jí)加濕冷 卻器加濕水盤(pán)20、加濕器噴口21。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和一種具體的實(shí)施應(yīng)用例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。 圖1是本實(shí)用新型原理示意圖。
該實(shí)用新型由壓縮機(jī)(1)、室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3)、蒸發(fā)器(12)、膨脹閥(11)、 四通閥(2)、單向閥組(4、 5、 6、 7)、儲(chǔ)液器(8)、干燥過(guò)濾器(9)、汽液分離器(13)及 其它配件組成，其特征在于室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3)由一級(jí)冷凝加熱器(17)、 二級(jí) 加濕冷卻器(18)、三級(jí)冷凝加熱器(19)等多級(jí)熱濕處理組件組成；室外翅片式加濕冷卻冷 凝器(3)氟路進(jìn)口端經(jīng)四通閥(2)與壓縮機(jī)(1)排氣口相連，出口端與單向閥組(4+5+6+7) 相連；儲(chǔ)液器(8)進(jìn)口端與單向閥組(4+5+6+7)相連，出口端與干燥過(guò)濾器(9)進(jìn)口相 連；干燥過(guò)濾器(9)出口端經(jīng)視液鏡(10)與膨脹閥(11)進(jìn)口相連；蒸發(fā)器(12)進(jìn)口端 通過(guò)單向閥組(4+5+6+7)與膨脹閥(11)出口相連，出口端通過(guò)四通閥(2)與汽液分離器 (13)進(jìn)口端相連；汽液分離器(13)出口端與壓縮機(jī)(1)吸氣口相連。
室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3) 二級(jí)加濕冷卻裝置(18)的加濕水盤(pán)(20)的進(jìn)水口與 蒸發(fā)器(12)接水盤(pán)(16)出水管與相連，出水口與加濕器噴口 (21)相連。二級(jí)加濕冷卻 器(18)進(jìn)風(fēng)端與一級(jí)冷凝加熱器(17)出風(fēng)端相連，出風(fēng)端與三級(jí)冷凝加熱器(19)相連。 蒸發(fā)器(12)位于冷凝器(2)上部，蒸發(fā)器冷凝水通過(guò)水管輸送到二級(jí)加濕冷卻器加濕水盤(pán) (20)并用超聲波加濕噴嘴(21)對(duì)空氣加濕冷卻。
按照上述結(jié)構(gòu)制作而成的空氣源熱泵機(jī)組，在冷凝器一側(cè)可先利用冷卻空氣的顯冷量對(duì) 冷凝器內(nèi)高溫高壓的制冷機(jī)進(jìn)行冷卻，當(dāng)空氣達(dá)到較高溫度時(shí)，就采用噴水的方式進(jìn)行加濕 降溫，空氣中含濕量大為增加，而沿近似等焓線(xiàn)降溫，然后與制冷劑進(jìn)行二次冷卻換熱，從 而實(shí)現(xiàn)了在大大減少冷卻風(fēng)量的情況下進(jìn)行冷凝換熱，且冷凝溫度大大低于常規(guī)風(fēng)冷熱泵， 從而大大改善了冷凝狀況，熱泵能效比大為提高，同時(shí)避免了水冷熱泵必須另建冷卻塔進(jìn)行冷卻，節(jié)約了初投資和運(yùn)行費(fèi)用。
權(quán)利要求1、一種帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置，由壓縮機(jī)(1)、室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3)、蒸發(fā)器(12)、膨脹閥(11)、四通閥(2)、單向閥組(4、5、6、7)、儲(chǔ)液器(8)、干燥過(guò)濾器(9)、汽液分離器(13)及其它配件組成，其特征在于室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3)由一級(jí)冷凝加熱器(17)、二級(jí)加濕冷卻器(18)、三級(jí)冷凝加熱器(19)等多級(jí)熱濕處理組件組成；室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3)氟路進(jìn)口端經(jīng)四通閥(2)與壓縮機(jī)(1)排氣口相連，出口端與單向閥組(4+5+6+7)相連；儲(chǔ)液器(8)進(jìn)口端與單向閥組(4+5+6+7)相連，出口端與干燥過(guò)濾器(9)進(jìn)口相連；干燥過(guò)濾器(9)出口端經(jīng)視液鏡(10)與膨脹閥(11)進(jìn)口相連；蒸發(fā)器(12)進(jìn)口端通過(guò)單向閥組(4+5+6+7)與膨脹閥(11)出口相連，出口端通過(guò)四通閥(2)與汽液分離器(13)進(jìn)口端相連；汽液分離器(13)出口端與壓縮機(jī)(1)吸氣口相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置，其特征在于 所述的室外翅片式加濕冷卻冷凝器(3) 二級(jí)加濕冷卻裝置(18)的加濕水盤(pán)(20)的進(jìn)水口 與蒸發(fā)器(12)接水盤(pán)(16)出水管與相連，出水口與加濕器噴口 (21)相連，二級(jí)加濕冷 卻器(18)進(jìn)風(fēng)端與一級(jí)冷凝加熱器(17)出風(fēng)端相連，出風(fēng)端與三級(jí)冷凝加熱器(19)相 連。
專(zhuān)利摘要一種帶二次加濕冷卻式冷凝器的新回風(fēng)能量回收熱泵裝置，由壓縮機(jī)、室外翅片式加濕冷卻冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥及其它配件組成，其中室外翅片式加濕冷卻冷凝器由一級(jí)冷凝加熱器、二級(jí)加濕冷卻器、三級(jí)冷凝加熱器等多級(jí)熱濕處理組件組成。該實(shí)用新型創(chuàng)造性地對(duì)被冷凝器加熱的空氣進(jìn)行加濕降溫，再次經(jīng)過(guò)下一級(jí)冷凝器與高溫制冷劑換熱，水源為蒸發(fā)器凝結(jié)水，從而實(shí)現(xiàn)了將蒸發(fā)器凝結(jié)水所含冷量全部或部分的回收利用，且冷凝器所需風(fēng)量減少了50％以上，創(chuàng)造性的用熱泵實(shí)現(xiàn)了新排風(fēng)的全熱回收，且全熱效率可接近100％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前所有新排風(fēng)熱回收的效率，節(jié)能效益十分顯著。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了制冷機(jī)組冷凝換熱原理和應(yīng)用兩個(gè)方面的重大突破。
文檔編號(hào)F25B30/02GK201138102SQ20072031053
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者張茂勇 申請(qǐng)人:張茂勇