压缩空气降温原理图,新风机的制作方法
1.本实用新型涉及空调设备技术领域，特别涉及一种新风机。
背景技术：
2.近年来，随着人们生活质量的提升，室内空气的品质日益受到重视。新风机组是房间空气调节系统的重要组成部分，一方面它可以把过滤后的室外新鲜空气送入房间，置换污浊的空气；另一方面可对新风进行热湿处理，承担部分房间热湿负荷。
3.现有新风机通过将热管换热器布置在冷源的前后，新风先经过热管蒸发器吸热降温，后经过冷源进一步除湿降温，再经过热管冷凝器加热升温送入室内。其中热管蒸发器从高温新风吸热将液态冷媒变为气态冷媒，气态冷媒在压差下进入热管冷凝器中，并经除湿降温后的低温新风冷凝成液态冷媒，液态冷媒受到在节流部件流动产生的虹吸作用，流入热管蒸发器完成热管循环。
4.但是在低温环境下，想要实现再热效果，需要增加冷媒泵，来提高冷媒循环量，但出风温度依旧无法满足需求；或当热管系统再热不足时，通过热泵或电加热补偿，但保证率低或能耗较大。现有技术缺乏可以对新风节能除湿再热的新风机
技术实现要素：
5.本实用新型的主要目的是提供一种新风机，旨在解决现有新风机除湿再热耗能高的的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出的新风机，包括风道系统、换热系统和风机系统；所述风道系统包括新风风道和排风风道；所述换热系统包括依次串联并形成第一回路的第一换热器、第一节流装置和第三换热器，以及独立于所述第一回路外的第四换热器，所述第一换热器设置于所述排风风道，所述第三换热器和所述第四换热器设置于所述新风风道内，所述第四换热器可对新风进行降温除湿；所述风机系统包括分别对应设置于所述排风风道和所述新风风道内的第一风机和第二风机，所述第一风机用于将室内空气吸入所述排风风道，并排出至室外，所述第二风机用于将室外空气吸入所述新风风道，并排出至室内。
7.在一实施例中，所述换热系统还包括设置在所述新风风道内的第二换热器，所述第二换热器设置在所述第一回路中并位于所述第一换热器和所述第一节流装置之间；所述第二换热器、第三换热器和第四换热器设置于所述新风风道内，并且所述第三换热器、第四换热器和第二换热器在所述新风风道的新风流路上依次排布；所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器均为热管换热器。
8.在一实施例中，所述第一回路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路包括串联的第一压缩机和电磁阀，所述第一压缩机出口与所述第一换热器入口连通，所述第一压缩机入口与所述第三换热器出口连通，所述电磁阀用于打开或关闭所述第一支路，所述第二支路包括流向为从所述第三换热器出口至第一换热器入口的第一单向阀。
9.在一实施例中，所述电磁阀连接在所述第一压缩机入口侧并与所述第三换热器出口连通，所述第一压缩机出口侧接入所述第一回路的管道上设有第二单向阀，所述第二单向阀的流向为从所述第一压缩机出口至所述第一换热器入口。
10.在一实施例中，其特征在于，还包括第五换热器，所述第五换热器置于所述新风风道内，且在新风流向上位于所述第四换热器下游，所述第五换热器可对新风进行加热。
11.在一实施例中，还包括第六换热器、第二压缩机和第二节流装置，所述第二压缩机、第六换热器、第五换热器、第二节流装置和第四换热器依次串联形成第二回路。
12.在一实施例中，所述第五换热器和所述第六换热器之间还串联有第三节流装置。
13.在一实施例中，所述第五换热器通过热水对新风进行加热。
14.在一实施例中，所述第五换热器设有电加热装置。
15.在一实施例中，还包括第七换热器、第三压缩机和第四节流装置，所述第三压缩机、第七换热器、第四节流装置和第四换热器依次串联形成第三回路。
16.在一实施例中，所述第四换热器设有通过冷水对新风进行降温除湿。
17.在一实施例中，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器为蓄热式换热器或间壁式换热器或两者的组合。
18.本实用新型技术方案通过在排风风道内设置第一换热器，在新风通道内的新风流路上一次设置第三换热器、第四换热器，并将第一换热器、第一节流装置和第三换热器依次串联形成第一回路，利用第四换热器对新风进行降温除湿，以及利用排风使第一换热器内的换热工质温度降低，利用新风使第三换热器内的换热工质温度升高，通过第一节流装置形成热管循环，实现新风机节能地对新风进行降温除湿。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型新风机一实施例的原理示意图；
21.图2为本实用新型新风机另一实施例的原理示意图；
22.图3为本实用新型新风机又一实施例的原理示意图；
23.图4为本实用新型新风机再一实施例的原理示意图。
24.附图标号说明：
25.[0026][0027]
本实用新型目的的实现、功能2特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0031]
本实用新型实提出了一种新风机。
[0032]
请参阅图1，本实用新型新风机包括风道系统、换热系统和风机系统。所述风道系统包括新风风道1和排风风道2。所述风机系统包括分别对应设置于所述排风风道2和所述新风风道1内的第一风机3和第二风机4，所述第一风机3用于将室内空气吸入所述排风风道2，并排出至室外，所述第二风机4用于将室外空气吸入所述新风风道1，并排出至室内。所述换热系统包括依次串联并形成第一回路的第一换热器5、第一节流装置12和第三换热器7，以及独立于所述第一回路外的第四换热器8，所述第一换热器5设置于所述排风风道2，所述第三换热器7和第四换热器8设置于所述新风风道1内，并且所述第三换热器7、第四换热器8在所述新风风道1的新风流路上依次排布，所述第四换热器8可对新风进行降温除湿。
[0033]
通过判断所述排风风道2入口处排风的温度和所述新风风道1入口处新风的温度，来决定新风需要进行降温除湿再热的程度，不同工况以最合适的模式运行；同时将所述第一换热器置于所述排风通道2内，回收排风的显热，达到节能效果。
[0034]
当室内温度低而新风温度适中时，需要对新风进行节能降温除湿。此时打开所述第一节流装置12，所述新风机开始进行热管热回收循环，同时开启所述第四换热器8。所述第一换热器5置于排风风道2内，由于室内温度低所以通过所述排风风道2内的排风温度也
低，中温气态换热工质将热量传递给所述第一换热器5外的排风后液化，温度降低；利用温度较低的新风对中温的换热介质进行降温，实现热回收，提高能量利用率。温度降低后的换热工质由所述第一换热器5中导出后流经所述第一节流装置12，换热工质的压力和温度进一步降低。随后换热工质在所述第一节流装置12中流动而产生虹吸作用而进入第三换热器7，所述第三换热器7置于新风入口处，而新风温度适中，吸收所述第三换热器7外新风的热量后，所述液态换热工质转变为气态换热工质。所述第一换热器5进口侧换热工质为气态，出口侧换热工质为液态，从所述第三换热器7流出的气态换热工质在压差的作用下，进入所述第一换热器5，进行下一轮循环。所述第三换热器7、第四换热器8置于新风风道1内，新风通过后的温度和湿度都降低，最终进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0035]
当室内温度较高时，需要对新风进行除湿降温。此时关闭所述第一节流装置12。由于第一节流装置12被关闭，所述第一换热器5流出的换热工质无法进入所述第三换热器7，所述新风机的热管循环被中断。新风通过新风风道1时，由于换热工质无法完成循环，所述第三换热器7和第一换热器5都不进行换热工作。因为所述第四换热器8处于开启状态，新风通过所述第四换热器8时，温度和湿度都降低，随后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0036]
请继续参阅图1，考虑到对空气进行除湿时，需要将新风温度降低到露点以下，此时新风温度过低，排入室内的话可能会对让用户感到不适。鉴于此，在一实施例中，所述换热系统还包括设置在所述新风风道1内的第二换热器6，所述第二换热器6设置在所述第一回路中并位于所述第一换热器5和所述第一节流装置12之间；所述第二换热器6、第三换热器7和第四换热器8设置于所述新风风道1内，并且所述第三换热器7、第四换热器8和第二换热器6在所述新风风道1的新风流路上依次排布；所述第一换热器5、所述第二换热器6和所述第三换热器7均为热管换热器。
[0037]
所述第二换热器6可对降温除湿后的新风进行再热，使新风温度达到适宜温度后再排入室内。通过判断所述排风风道2入口处排风的温度和所述新风风道1入口处新风的温度，来决定新风是否需要进行除湿再热以及需要进行除湿再热的程度，不同工况以最合适的模式运行；同时将所述第一换热器置于所述排风通道2内，回收排风的显热，达到节能效果。
[0038]
当室内温度低而新风温度适中时，需要对新风进行节能除湿再热。此时打开所述第一节流装置12，所述新风机开始进行热管热回收循环，同时开启所述第四换热器8。所述第一换热器5置于排风风道2内，由于室内温度低所以通过所述排风风道2内的排风温度也低，中温气态换热工质将热量传递给所述第一换热器5外的排风后液化，温度降低；利用温度较低的新风对中温的换热介质进行降温，实现热回收，提高能量利用率。温度降低后的换热工质由所述第一换热器5中导出后进入所述第二换热器6，将热量传递给所述第二换热器6外的新风后，温度进一步降低，流经所述第一节流装置12后，换热工质的压力和温度进一步降低。随后换热工质在所述第一节流装置12中流动而产生虹吸作用而进入第三换热器7，所述第三换热器7置于新风入口处，而新风温度适中，吸收所述第三换热器7外新风的热量后，所述液态换热工质转变为气态换热工质。所述第一换热器5进口侧换热工质为气态，出口侧换热工质为液态，从所述第三换热器7流出的气态换热工质在压差的作用下，进入所述第一换热器5，进行下一轮循环。所述第三换热器7、第四换热器8、第二换热器6依次置于新风风道1内，且所述第三换热器7位于新风风道1入口处。中温新风进入新风风道1时，首先经
过所述第三换热器7，将热量传递给换热工质后温度降低。再通过所述第四换热器8后压缩空气降温原理图，此时所述第四换热器8处于运行状态，新风的温度和湿度都降低，最后经过所述第二换热器6时，新风吸收换热工质的热量，温度升高到适宜大小后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0039]
当室内温度较高时，需要对新风进行除湿降温。此时关闭所述第一节流装置12。由于第一节流装置12被关闭，所述第二换热器6流出的换热工质无法进入所述第三换热器7，所述新风机的热管循环被中断。新风通过新风风道1时，由于换热工质无法完成循环，所述第三换热器7和第二换热器6都不进行换热工作。因为所述第四换热器8处于开启状态，新风通过所述第四换热器8时，温度和湿度都降低，随后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0040]
在一实施例中，所述第四换热器8设有冷水进口和冷水出口，所述第四换热器8进行降温除湿的冷源为冷水，通过外接冷水水源实现冷水在所述第四换热器8内的循环流动，达到对新风持续降温除湿的效果。
[0041]
请参阅图3，在另一实施例中，所述新风机还包括第七换热器11、第三压缩机18和第四节流装置15，所述第三压缩机18、第七换热器11、第四节流装置15和第四换热器8通过管道依次连接构成循环回路，所述第四换热器8进行降温除湿的冷源为冷媒。所述第三压缩机18将冷媒转变为高温高压的气态，随后流入所述第七换热器11，所述第七换热器11可以放在室外，将热量传递给室外空气后，冷媒温度下降。从所述第七换热器11流出后，冷媒通过所述第四节流装置15后转变为低温低压状态，随后流入所述第四换热器8，低温低压的冷媒吸收新风的热量后气化，气态冷媒导出所述第四换热器8后由被所述第三压缩机18吸入，进行下一轮循环。
[0042]
请继续参阅图1，考虑到只依靠所述第四换热器8和热管循环，所能适应的工况条件范围较小，当新风温度交底或较高时，无法保证热管循环能够完整进行。鉴于此，在一实施例中，所述第一回路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路包括串联的第一压缩机16和电磁阀22，所述第一压缩机16出口与所述第一换热器5入口连通，所述第一压缩机16入口与所述第三换热器7出口连通，所述电磁阀22用于打开或关闭所述第一支路，所述第二支路包括流向为从所述第三换热器7出口至第一换热器5入口的第一单向阀20。所述电磁阀22连接在所述第一压缩机16入口侧并与所述第三换热器7出口连通。通过所述第一压缩机16、第一节流装置12、第四换热器8的开启和关闭，来实现不同模式的热泵循环除湿再热或热管循环除湿再热；通过所述电磁阀22的开启和关闭以及限定流向的所述第一单向阀20来控制不同模式下所述新风机内的换热工质的流向。
[0043]
当室内温度低而新风温度高时，需要增强对新风的除湿再热。此时控制所述第一压缩机16开启，以及打开所述电磁阀22和所述第一节流装置12，所述新风机开始进行热泵热回收循环，同时开启所述第四换热器8。所述第一压缩机16开启后，将吸入的中温低压的气态换热工质压缩转变为高温高压的气态换热工质，从所述第一压缩机16排出后，导入所述第一换热器5。所述第一换热器5置于排风风道2内，由于室内温度低所以通过所述排风风道2内的排风温度也低，高温高压的气态换热工质将热量传递给所述第一换热器5外的排风后液化，温度降低；利用温度较低的新风对高温的换热介质进行降温，实现热回收，提高能量利用率。温度降低后的换热工质由所述第一换热器5中导出后进入所述第二换热器6，将热量传递给所述第二换热器6外的新风后，温度进一步降低，流经所述第一节流装置12后，换热工质由高压转变为低压，且温度进一步降低。随后换热工质进入第三换热器7，所述第
三换热器7置于新风入口处，而新风温度较高，吸收所述第三换热器7外新风的热量后，所述低温低压的液态换热工质转变为中温低压的气态换热工质。由于所述第一压缩机16开启，所述电磁阀22为打开状态，所述第一压缩机16出口侧的压力大于所述第一压缩机16入口侧的压力，所以换热工质不会通过所述第一单向阀20，所述中温低压的气态换热工质导出所述第三换热器7后由被所述第一压缩机16吸入，进行下一轮循环。所述第三换热器7、第四换热器8、第二换热器6依次置于新风风道1内，且所述第三换热器7位于新风风道1入口处。高温度的新风进入新风风道1时，首先经过所述第三换热器7，将热量传递给换热工质后温度降低。再通过所述第四换热器8后，此时所述第四换热器8处于运行状态，新风的温度和湿度都降低，最后经过所述第二换热器6时，新风吸收换热工质的热量，温度升高到适宜大小后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0044]
当室内温度和新风温度都比较低时，需要减少对新风的除湿再热。此时控制所述第一压缩机16开启，以及打开所述电磁阀22和所述第一节流装置12，所述新风机开始进行热泵热回收循环，同时关闭所述第四换热器8。所述第一压缩机16开启后，将吸入的中温低压的气态换热工质压缩转变为高温高压的气态换热工质，从所述第一压缩机16排出后，导入所述第一换热器5。所述第一换热器5置于排风风道2内，由于室内温度低所以通过所述排风风道2内的排风温度也低，高温高压的气态换热工质将热量传递给所述第一换热器5外的排风后液化，温度降低；利用温度较低的新风对高温的换热介质进行降温，实现热回收，提高能量利用率。温度降低后的换热工质由所述第一换热器5中导出后进入所述第二换热器6，将热量传递给所述第二换热器6外的新风后，温度进一步降低，流经所述第一节流装置12后，换热工质由高压转变为低压，且温度进一步降低。随后换热工质进入第三换热器7，所述第三换热器7置于新风入口处，吸收所述第三换热器7外新风的热量后，所述低温低压的液态换热工质转变为中温低压的气态换热工质。由于所述第一压缩机16开启，所述电磁阀22为打开状态，所述第一压缩机16出口侧的压力大于所述第一压缩机16入口侧的压力，所以换热工质不会通过所述第一单向阀20，所述中温低压的气态换热工质导出所述第三换热器7后由被所述第一压缩机16吸入，进行下一轮循环。所述第三换热器7、第四换热器8、第二换热器6依次置于新风风道1内，且所述第三换热器7位于新风风道1入口处。低温度的新风进入新风风道1时，首先经过所述第三换热器7，将热量传递给换热工质后温度进一步降低。由于新风初始温度较低，又经过所述第三换热器7进一步降温后，不需要再耗费能源再对其进行降温除湿处理，故关闭所述第四换热器8。最后经过所述第二换热器6时，新风吸收换热工质的热量，温度升高到适宜大小后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0045]
进一步的，考虑到有时需要关闭所述第一压缩机16而进行热管循环，但此时通过所述第一单向阀20的换热工质可能会流入第一支路，破坏热管循环的进行。因此。在一实施例中，所述第一压缩机16出口侧接入所述第一回路的管道上设有第二单向阀21，所述第二单向阀21的流向为从所述第一压缩机16出口至所述第一换热器5入口。
[0046]
当室内温度低而新风温度适中时，需要对新风进行节能除湿再热。此时关闭所述第一压缩机16以及所述电磁阀22，打开所述第一节流装置12，所述新风机开始进行热管热回收循环，同时开启所述第四换热器8。
[0047]
当室内温度较高时，需要对新风进行除湿降温。此时关闭所述第一压缩机16，打开所述电磁阀22，同时开启所述第四换热器8。由于所述电磁阀22被开启，从所述第三换热器7
流出的换热工质部分流入所述第一压缩机16，使热管循环的冷媒量减少，再热量降低或无足够的压力差进行循环，所述新风机的热管循环被中断。新风通过新风风道1时，由于换热工质无法完成循环，所述第三换热器7和第二换热器6都不进行换热工作。因为所述第四换热器8处于开启状态，新风通过所述第四换热器8时，温度和湿度都降低，随后进入室内，提高室内的空气舒适度。
[0048]
当新风温度较低时，若开启热管循环时，所述第二换热器6对新风的再热温升小，为满足要求需要开启热泵循环，以提升新风的再热温度，但此时产生的热量又过大，增大了不必要的能耗，违背了节能控制原则。
[0049]
请参阅图2，鉴于此，在一实施例中，还包括第五换热器9，所述第五换热器9置于所述新风风道1内，且在新风流向上位于所述第四换热器8下游，所述第五换热器9可对新风进行加热。所述第五换热器9设有热水进口和热水出口，所述第五换热器9对新风进行再热的热源为热水，通过外接热水水源实现热水在所述第四换热器8内的循环流动，达到对新风持续再热的效果。也可以在所述第五换热器9内设置电加热装置，当开启所述第五换热器9时，所述电加热装置开始通电并产生热量，并将热量传递给新风，达到新风再热的效果。
[0050]
请参与图4，所述第四换热器8可以对新风进行降温除湿，所述第五换热器9可以对新风进行再热，所述第四换热器8和所述第五换热器9相互连通并增加其他设备之后可以形成热循环。鉴于此，在一实施例中，所述新风机还包括第六换热器10、第二压缩机17和第二节流装置13，所述第二压缩机17、第六换热器10、第五换热器9、第二节流装置13和第四换热器8通过管道依次连接构成循环回路，所述第五换热器9通过冷媒循环对新风进行再热。所述第二压缩机17将冷媒转变为高温高压的气态，随后流入所述第六换热器10，所述第六换热器10可以放在室外，将热量传递给室外空气后，冷媒温度有所下降。从所述第六换热器10流出后，冷媒流入所述第五换热器9，通过所述第五换热器9冷媒将热量传递给新风，新风再热至适宜温度后送入室内。从所述第五换热器9流出后，冷媒通过所述第二节流装置13转变为低温低压状态，随后流入所述第四换热器8，低温低压的冷媒吸收新风的热量后气化压缩空气降温原理图，气态冷媒导出所述第四换热器8后由被所述第二压缩机17吸入，进行下一轮循环。
[0051]
在上一实施例的基础上，进一步的，在另一实施例中，所述第五换热器9和所述第六换热器10之间还设有第三节流装置14。当所述第三节流装置14打开但不起节流作用，所述第二节流装置13打开并起节流作用时，与上一实施例相同，所述第四换热器8和所述第五换热器9之间形成的热泵系统对新风起除湿再热的作用。当所述第三节流装置14打开并起节流作用，而所述第二节流装置13打开不起节流作用时，从所述第六换热器10流出的冷媒在通过所述三级装置后变为低温状态，再流入所述第五换热器9。此时所述第五换热器9对新风起降温作用，所述第四换热器8和所述第五换热器9之间形成的热泵系统对新风起降温除湿的作用。通过增设所述第三节流装置14，使所述第四换热器8和所述第五换热器9之间形成的热泵系统可以进行除湿再热功能和降温除湿功能的切换，拓宽可应用范围。
[0052]
所述新风机可对新风进行除湿处理，为不改变换热后新风的湿度，所述第三换热器7和所述第二换热器6不宜用混合式换热器，以免新风与换热工质混合接触后造成湿度的改变。常见的，所述第二换热器6和所述第三换热器7为蓄热式换热器或间壁式换热器或两者的组合。在一实施例中，所述第二换热器6和所述第三换热器7为板式换热器，所述板式换热器换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿
命长。
[0053]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
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