全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于暖通空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組。由多層通道組成，可對新風(fēng)進(jìn)行除濕和降溫，利用具有吸濕性能的固體吸附劑為除濕介質(zhì)，以蜂窩狀轉(zhuǎn)輪為載體對新風(fēng)進(jìn)行全熱回收和除濕，由于轉(zhuǎn)輪具有較大的比表面積，因而裝置體積可以降低，并具有較優(yōu)的除濕和全熱回收性能；全熱回收轉(zhuǎn)輪的使用可以降低主動冷熱源的冷熱量投入，從而降低新風(fēng)處理過程中的能耗。該裝置可實(shí)現(xiàn)高溫冷源冷卻和低溫?zé)嵩醇訜?，因而可采用太陽能、熱泵系統(tǒng)、高溫冷機(jī)冷水等高效冷熱源驅(qū)動。綜上所述，本系統(tǒng)可在夏季實(shí)現(xiàn)高效的新風(fēng)除濕冷卻過程。
【專利說明】全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于暖通空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組。

【背景技術(shù)】
[0002]在建筑熱濕環(huán)境控制的過程中，新風(fēng)的引入可有效去除室內(nèi)污染物質(zhì)、提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。但新風(fēng)量增加的同時會帶來空調(diào)系統(tǒng)能耗的增加。因此在提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時降低新風(fēng)處理能耗是建筑節(jié)能的重要問題。高效的除濕方式以及全熱回收的使用在降低新風(fēng)處理能耗方面效果顯著。
[0003]常用的冷凝除濕方式存在能耗較高、潮濕表面滋生細(xì)菌的缺點(diǎn)。溶液除濕和固體除濕方式在除濕過程中無冷凝水，滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的需求。對于溶液除濕機(jī)組，由于溶液的流動性，其控制效果比較理想，但存在腐蝕等問題；對于固體除濕機(jī)組如除濕轉(zhuǎn)輪和全熱回收轉(zhuǎn)輪，其利用硅膠、分子篩等固體吸濕劑的吸附性，對空氣進(jìn)行除濕，本身不具有腐蝕性，且除濕和全熱回收效果很好，從而被廣泛用于公共建筑的空調(diào)系統(tǒng)中。但是除濕轉(zhuǎn)輪存在再生溫度高的缺點(diǎn)，降低再生溫度并采用高效熱源和冷卻系統(tǒng)可有效提高系統(tǒng)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為一種將全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合使用的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理裝置。采用全熱回收轉(zhuǎn)輪可降低除濕轉(zhuǎn)輪的新風(fēng)負(fù)荷，同時通過預(yù)冷降低除濕轉(zhuǎn)輪的再生溫度和對熱源溫度的需求，系統(tǒng)可采用高溫冷源和低溫?zé)嵩打?qū)動，如熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水、自然冷源和聞溫冷機(jī)冷水等，從而提聞系統(tǒng)性能。
[0005]一種全熱回收和除濕結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組，由多層通道組成，可對新風(fēng)進(jìn)行除濕和降溫。
[0006]進(jìn)一步地，由兩層通道組成，分別為上層通道及下層通道。
[0007]進(jìn)一步地，所述上層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置組成，所述下層通道由回風(fēng)區(qū)、再生區(qū)及加熱裝置組成。
[0008]進(jìn)一步地，所述新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)有全熱回收轉(zhuǎn)輪；所述除濕區(qū)及再生區(qū)設(shè)有除濕轉(zhuǎn)輪。
[0009]進(jìn)一步地，所述上、下層通道之間通過設(shè)置隔板隔開。
[0010]進(jìn)一步地，由三層通道組成，分別為上層通道、中層通道及下層通道。
[0011]進(jìn)一步地，所述上層通道由再生區(qū)及加熱裝置組成，所述中層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置組成，所述下層通道由回風(fēng)區(qū)組成。
[0012]進(jìn)一步地，所述新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)置全熱回收轉(zhuǎn)輪；所述再生區(qū)及除濕區(qū)設(shè)置除濕轉(zhuǎn)輪。
[0013]進(jìn)一步地，所述上、中、下層通道之間通過設(shè)置隔板隔開。
[0014]進(jìn)一步地，所述機(jī)組還連接冷、熱源，其中熱源通過加熱裝置加熱再生空氣，冷源通過冷卻裝置對被除濕空氣進(jìn)行降溫；采用熱泵系統(tǒng)驅(qū)動時，冷卻裝置為熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器，加熱裝置為熱泵系統(tǒng)冷凝器。
[0015]具有上、下兩層通道新風(fēng)處理機(jī)組的工作過程如下:
室外新風(fēng)(Pin)和室內(nèi)回風(fēng)(Rin)先在全熱回收轉(zhuǎn)輪I中進(jìn)行全熱交換，新風(fēng)被處理至P1,回風(fēng)被處理至R1, A點(diǎn)的新風(fēng)經(jīng)過冷卻裝置3后被降溫，然后在除濕轉(zhuǎn)輪2中被除濕加熱至P2 ；P2點(diǎn)的新風(fēng)被另一冷卻裝置3等濕降溫至送風(fēng)狀態(tài)P-。R1點(diǎn)的回風(fēng)首先在加熱裝置4中被等濕加熱到所需的再生溫度(R2);對于圖1，R2點(diǎn)的回風(fēng)對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生后，被降溫加濕至Rtjut，最后被排出室外；對于圖2，R2點(diǎn)的回風(fēng)對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生，并被降溫加濕至R3后，再和另一加熱裝置4 (冷凝器)進(jìn)行熱交換，排除熱泵多余熱量后，被排出室外(R?t)。如圖1和圖2所示，系統(tǒng)中共有三個風(fēng)機(jī)5，其中一個位于新風(fēng)側(cè)的送風(fēng)口處，用于驅(qū)動新風(fēng)在新風(fēng)通道中流經(jīng)各個部件；由于回風(fēng)在流動過程中需要多次改變流向，阻力較大，因此回風(fēng)側(cè)設(shè)置兩個風(fēng)機(jī)，分別位于底層回風(fēng)風(fēng)道和機(jī)組側(cè)面的排風(fēng)口處。
[0016]具有上、中、下三層通道的新風(fēng)處理機(jī)組的工作過程如下:
室外新風(fēng)I (Pin)和室內(nèi)回風(fēng)(Rin)先在全熱回收轉(zhuǎn)輪I中進(jìn)行全熱交換，新風(fēng)被處理至P1,回風(fēng)被處理至Rtjut后排出(排風(fēng)D5P1點(diǎn)的新風(fēng)流經(jīng)冷卻裝置3后被降溫，然后在除濕轉(zhuǎn)輪2中被除濕加熱至P2 ;最后P2點(diǎn)的新風(fēng)被另一冷卻裝置3等濕降溫至送風(fēng)狀態(tài)P-。室外新風(fēng)2 (P’ in)首先在加熱裝置4中被等濕加熱至所需的再生溫度(P’ ;對于圖3，P’ !點(diǎn)的新風(fēng)對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生后，被降溫加濕至P’ out后排出(排風(fēng)2);對于圖4，P’ !點(diǎn)的新風(fēng)對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生，被降溫加濕至P’ 2后，和另一加熱裝置4 (冷凝器)進(jìn)行熱交換，排除熱泵余熱后，被排出室外(P ’_)。如圖3和圖4所示，系統(tǒng)中共有三個風(fēng)機(jī)5，其中一個位于被處理空氣側(cè)，驅(qū)動用于除濕的新風(fēng)在被處理空氣通道中流經(jīng)各個部件；另一個位于回風(fēng)側(cè)，驅(qū)動回風(fēng)在回風(fēng)通道中流經(jīng)全熱回收轉(zhuǎn)輪；最后一個位于再生空氣側(cè)，驅(qū)動用于再生的新風(fēng)在再生通道中流經(jīng)各個部件。
[0017]本新風(fēng)機(jī)組利用具有吸濕性能的固體吸附劑為除濕介質(zhì)，以蜂窩狀轉(zhuǎn)輪為載體對新風(fēng)進(jìn)行全熱回收和除濕，由于轉(zhuǎn)輪具有較大的比表面積，因而裝置體積可以降低，并具有較優(yōu)的除濕和全熱回收性能；全熱回收轉(zhuǎn)輪的使用可以降低主動冷熱源的冷熱量投入，從而降低新風(fēng)處理過程中的能耗。由于冷源主要用于降溫，沒有除濕任務(wù)，因而冷源溫度升高，可如圖5所示采用自然冷源或高溫冷機(jī)的冷水對除濕空氣進(jìn)行冷卻(圖1和圖3中的冷卻裝置3)，或如圖7所示采用熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器對除濕空氣進(jìn)行冷卻(圖2和圖4中的冷卻裝置3);同時除濕轉(zhuǎn)輪只承擔(dān)了一部分的除濕量，且除濕前新風(fēng)經(jīng)過冷卻裝置3降溫，因而所需再生溫度降低，可采用如圖6所示的太陽能(圖1和圖3中的加熱裝置4)或如圖7所示的熱泵冷凝器(圖2和圖4中的加熱裝置4)等低溫?zé)嵩催M(jìn)行加熱。高溫冷卻低溫加熱的實(shí)現(xiàn)可大大提高系統(tǒng)性能。綜上所述，本系統(tǒng)可在夏季實(shí)現(xiàn)高效的新風(fēng)除濕冷卻過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1 (a)為本發(fā)明的新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例一獨(dú)立冷熱源的俯視圖；(b)為本發(fā)明新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例一獨(dú)立冷熱源的回風(fēng)區(qū)的俯視圖；
圖2 Ca)為本發(fā)明的新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例一熱泵驅(qū)動的俯視圖；(b)為本發(fā)明新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例一熱泵驅(qū)動的回風(fēng)區(qū)的俯視圖； 圖3:為本發(fā)明的新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例二獨(dú)立冷熱源的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4:為本發(fā)明的新風(fēng)處理機(jī)組實(shí)施例二熱泵驅(qū)動的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5:外接冷源形式；
圖6:外接熱源形式；
圖7:熱泵系統(tǒng)連接形式；
主要符號說明:
I一全熱回收轉(zhuǎn)輪；2—除濕轉(zhuǎn)輪；3—冷卻裝置；4一加熱裝置；5—風(fēng)機(jī)；6—箱體；7—隔板；8—冷源系統(tǒng)；9一7jC泵；10—熱源系統(tǒng)；11一膨脹閥；12—壓縮機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0021]如圖1-4所示的新風(fēng)處理裝置，可實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩醇訜岷透邷乩湓蠢鋮s，過程中采用的全熱回收轉(zhuǎn)輪可降低主動冷熱源能耗，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)的高效除濕冷卻過程。
[0022]本新風(fēng)處理裝置包括:全熱回收轉(zhuǎn)輪1、除濕轉(zhuǎn)輪2、冷卻裝置3、加熱裝置4、風(fēng)機(jī)
5、箱體6、隔板7等部件，圖1-2所示為一股新風(fēng)的系統(tǒng)，分為上、下兩層通道，上層通道是新風(fēng)處理通道，下層是以回風(fēng)作為再生空氣的回風(fēng)處理通道，上層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置3組成，下層通道由回風(fēng)區(qū)、再生區(qū)及加熱裝置4組成；其中新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)有全熱回收轉(zhuǎn)輪1，除濕區(qū)及再生區(qū)設(shè)有除濕轉(zhuǎn)輪2 ;為防止兩側(cè)空氣之間的相互漏風(fēng)，上下層通過設(shè)置隔板7隔開。
[0023]圖3-4所示為兩股新風(fēng)的系統(tǒng)，分為上、中、下三層通道，上層通道由再生區(qū)及加熱裝置4組成，中層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置3組成，下層通道由回風(fēng)區(qū)組成，其中新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)置全熱回收轉(zhuǎn)輪1，再生區(qū)及除濕區(qū)設(shè)置除濕轉(zhuǎn)輪2，為防止兩側(cè)空氣之間的相互漏風(fēng)，上中下層通過設(shè)置隔板7隔開。
[0024]新風(fēng)的除濕過程包括兩步，第一步在全熱回收轉(zhuǎn)輪I中進(jìn)行，第二步在除濕轉(zhuǎn)輪2中進(jìn)行。新風(fēng)的降溫在全熱回收轉(zhuǎn)輪I (新風(fēng)溫度高于回風(fēng)時)、冷卻裝置3中進(jìn)行。全熱回收轉(zhuǎn)輪I工作在新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)之間。經(jīng)過全熱回收后的回風(fēng)可以繼續(xù)用于除濕，如圖1和圖2所示。其首先進(jìn)入加熱裝置4被加熱到再生溫度，然后對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生，最后排出室外(如圖1所示)或排除下一級加熱裝置4的余熱后再被排出室外(如圖2所示)。圖廣2所示的系統(tǒng)，回風(fēng)的風(fēng)道布置比較復(fù)雜，阻力較大，因此回風(fēng)側(cè)需要兩個風(fēng)機(jī)5串聯(lián)運(yùn)行。除此之外，可以考慮采用圖3?4的形式，將經(jīng)過全熱回收后的回風(fēng)排出室外，采用另一股室外新風(fēng)進(jìn)行再生。圖3和圖4的被處理空氣(新風(fēng)I)的處理過程和圖1及圖2相同。用于再生的新風(fēng)(新風(fēng)2)先經(jīng)過加熱裝置4被加熱到再生溫度，然后對除濕轉(zhuǎn)輪2進(jìn)行再生，最后排出室外(如圖3所示)或排除下一級加熱裝置4的余熱(如圖4所示)后被排出室外。
[0025]由于可實(shí)現(xiàn)高溫冷卻和低溫加熱，本裝置可以通過多種冷熱源進(jìn)行驅(qū)動。如圖5所示，冷源可以采用自然冷源，如當(dāng)室外濕球溫度較低時，可利用噴淋塔和室外空氣間熱質(zhì)交換制取的高溫冷水進(jìn)行冷卻；冷源也可以為高溫冷水機(jī)組的冷凍水。如圖6所示，熱源可采用帶輔助電加熱的太陽能集熱裝置制取的熱水。圖5和圖6所示的外接冷熱源系統(tǒng)需要和外部冷熱源裝置相連，因而集成度不高，且只能在有合適外部冷熱源的場合使用，當(dāng)采用自然冷源和太陽能時，受天氣狀況的影響明顯。因此提出一種冷熱源一體的熱泵驅(qū)動的新風(fēng)處理裝置，熱泵系統(tǒng)的連接方式如圖7所示。熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器作為圖2和圖4中的冷卻裝置3，用來冷卻除濕空氣，冷凝器作為圖2和圖4中的加熱裝置4，用來加熱再生空氣。蒸發(fā)器之間并聯(lián)，冷凝器之間并聯(lián)，采用同一個膨脹閥11和同一個壓縮機(jī)12，因而所有蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度相同，所有冷凝器的冷凝溫度相同。采用熱泵系統(tǒng)驅(qū)動的新風(fēng)處理裝置集成度更高，只需提供壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)的電能，使用不受外部條件限制。
【權(quán)利要求】
1.一種全熱回收轉(zhuǎn)輪和除濕轉(zhuǎn)輪結(jié)合的雙轉(zhuǎn)輪新風(fēng)處理機(jī)組，其特征在于，由多層通道組成，可對新風(fēng)進(jìn)行除濕和降溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)組，其特征在于，由兩層通道組成，分別為上層通道及下層通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)組，其特征在于，所述上層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置組成，所述下層通道由回風(fēng)區(qū)、再生區(qū)及加熱裝置組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)組，其特征在于，所述新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)有全熱回收轉(zhuǎn)輪；所述除濕區(qū)及再生區(qū)設(shè)有除濕轉(zhuǎn)輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)組，其特征在于，所述上、下層通道之間通過設(shè)置隔板隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)組，其特征在于，由三層通道組成，分別為上層通道、中層通道及下層通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)組，其特征在于，所述上層通道由再生區(qū)及加熱裝置組成，所述中層通道由新風(fēng)區(qū)、除濕區(qū)及冷卻裝置組成，所述下層通道由回風(fēng)區(qū)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)組，其特征在于，所述新風(fēng)區(qū)及回風(fēng)區(qū)設(shè)置全熱回收轉(zhuǎn)輪；所述再生區(qū)及除濕區(qū)設(shè)置除濕轉(zhuǎn)輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)組，其特征在于，所述上、中、下層通道之間通過設(shè)置隔板隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)組，其特征在于，所述機(jī)組還連接冷、熱源，其中熱源為加熱裝置，冷源為冷卻裝置，采用熱泵系統(tǒng)驅(qū)動時，冷卻裝置為熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器，加熱裝置為熱泵系統(tǒng)冷凝器。
【文檔編號】F24F3/153GK104390288SQ201410569332
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】涂壤, 曲世琳, 劉蘭斌 申請人:北京科技大學(xué)