一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组制造技术

本发明专利技术涉及一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，空气源热泵循环压缩机、空气源热泵循环四通换向阀、室外换热器的制冷剂通道、空气源热泵循环节流装置、第一送风盘管的制冷剂通道形成空气源热泵循环单元的制冷剂循环回路；热回收循环压缩机、热回收循环四通换向阀、热回收盘管的制冷剂通道、热回收循环节流装置、第二送风盘管的制冷剂通道形成热回收热泵循环单元的制冷剂循环回路；第一送风盘管的空气通道、第二送风盘管的空气通道连接于送风风道上，热回收盘管的空气通道连接在排风风道上。本发明专利技术通过两个制冷剂循环使机组具备两个不同的蒸发温度，可以分别从室内排风和环境空气吸收热量，解决了常规热回收换热器结霜的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蒸气压缩式热泵型新风空调机组，尤其是涉及一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组。
技术介绍
近年来，在雾霾的大背景下，室内空气品质日益受到重视。新风空调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。目前，市场上最为常见的新风处理设备是空气源热泵型新风空调机组，但是在寒冷地区，机组制热仍存在室外换热器结霜这一技术难题。当室外换热器外表面温度低于0℃，且低于空气露点温度时，就会产生结霜。研究表明，室外换热器冬季结霜将影响机组制热量和制热效率，部分重霜地区热泵性能损失高达30％。但当室外环境温度低于-8.5℃时，空气含湿量低，可以忽略结霜对机组性能造成的影响。目前抑制结霜的主流方案有，优化换热器结构，翅片表面涂层处理和外加电场等，但这些措施都无法彻底克服空气源热泵使用低品位能源(室外空气)作为唯一热源，造成的结霜问题。热泵排风热回收是一种新型的有源热回收技术，它使用有限的电能，通过制冷剂热泵循环回收排风的冷量和热量。热泵型排风热回收新风空调机组具有热回收效率高，适应温差范围大，健康卫生等诸多优点，但因其仅使用排风作为唯一冷/热源，存在夏季制冷量不足，冬季低温工况下供热不足的瓶颈。本专利技术在继承传统空气源热泵和热泵排风热回收技术优点的基础上，通过制冷剂双循环和双冷/热源方案，大幅扩展了新风机组的运行范围，提升其能效。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决新风机组制热工况的结霜难题，而提出一种基于热泵热回收原理，具备两个制冷剂循环的无霜型制冷剂双循环新风空调机组。本专利技术通过两个制冷剂循环使机组具备两个不同的蒸发温度，可以分别从室内排风和环境空气吸收热量，是一种双热源新风空调机组。机组通过控制热回收热泵循环的吸气压力，可以保障热回收换热器不结霜；而室外换热器只有在低温制热工况才被使用(室外环境温度-8.5℃以下)，从环境空气吸热作为补充，此时可以忽略结霜对机组性能造成的影响。而在室外环境温度高于-8.5℃时，则无需使用室外换热器即可达到舒适的送风温度，从根本上杜绝了室外盘管结霜。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，包括空气源热泵循环单元、热回收热泵循环单元、送风风道与排风风道，空气源热泵循环单元包括空气源热泵循环压缩机、空气源热泵循环四通换向阀、室外换热器、室外风机、空气源热泵循环节流装置与第一送风盘管，热回收热泵循环单元包括热回收循环压缩机、热回收循环四通换向阀、热回收盘管、热回收循环节流装置与第二送风盘管；其中，室外换热器、第一送风盘管、热回收盘管、第二送风盘管分别具备空气通道与制冷剂通道；空气源热泵循环压缩机、空气源热泵循环四通换向阀、室外换热器的制冷剂通道、空气源热泵循环节流装置与第一送风盘管的制冷剂通道连接形成空气源热泵循环单元的制冷剂循环回路；热回收循环压缩机、热回收循环四通换向阀、热回收盘管的制冷剂通道、热回收循环节流装置与第二送风盘管的制冷剂通道连接形成热回收热泵循环单元的制冷剂循环回路；所述的第一送风盘管的空气通道、第二送风盘管的空气通道连接于送风风道上，所述的热回收盘管的空气通道连接在排风风道上，室外换热器的空气通道与室外环境空气和室外风机连通。所述的送风风道依次顺序连通新风口、第一送风盘管的空气通道、第二送风盘管的空气通道、送风风机与送风口；或，所述的送风风道依次顺序连通新风口、第二送风盘管的空气通道、第一送风盘管的空气通道、送风风机与送风口。优选地，所述的空气源热泵循环单元还包括再热盘管与再热调节阀，再热盘管具备空气通道与制冷剂通道，再热盘管的空气通道连接在送风风道上，再热盘管的制冷剂通道与再热调节阀连通，且与热回收盘管的制冷剂通道并联。此时，所述的送风风道依次顺序连通新风口、第一送风盘管的空气通道、第二送风盘管的空气通道、再热盘管的空气通道、送风风机与送风口；或，所述的送风风道依次顺序连通新风口、第一送风盘管的空气通道、第二送风盘管的空气通道、再热盘管的空气通道、送风风机与送风口。空气源热泵循环单元的制冷剂循环回路上还设有室外电子膨胀阀，该室外电子膨胀阀连接在室外换热器的制冷剂通道于空气源热泵循环节流装置之间。这种设置使得制冷剂连接管内制冷剂无论在制冷模式还是制热模式始终为液态，维持系统制冷剂充注量平衡。无霜型制冷剂双循环新风空调机组制冷模式下，空气源热泵循环四通换向阀使空气源热泵循环压缩机吸气口与第一送风盘管连通，空气源热泵循环压缩机排气口与室外换热器连通；热回收循环四通换向阀使热回收循环压缩机吸气口与第二送风盘管连通，热回收循环压缩机排气口与热回收盘管连通。无霜型制冷剂双循环新风空调机组制热模式下，空气源热泵循环四通换向阀使空气源热泵循环压缩机吸气口与室外换热器连通，空气源热泵循环压缩机排气口与第一送风盘管连通，热回收循环四通换向阀使热回收循环压缩机吸气口与热回收盘管连通，热回收循环压缩机排气口与第二送风盘管连通。所述的第一送风盘管、第二送风盘管可制作成为一片制冷剂双流路翅片管换热器以提高制作效率，使盘管前后段制冷剂互不连通但空气流路前后串联。优选的，所述的空气源热泵循环压缩机和热回收循环压缩机为变容量压缩机，例如变频压缩机、数码涡旋压缩机、带滑阀调节的螺杆压缩机等。优选的，所述的空气源热泵循环节流装置和热回收循环节流装置选自毛细管、短管、电子膨胀阀或热力膨胀阀等制冷系统节流装置。本专利技术的主要创新点在于充分利用排风，夏季制冷模式降低机组冷凝温度，冬季制热模式避免室外换热器结霜。制冷模式下，空气源热泵循环向环境散热，热回收热泵循环向排风散热，两个循环共同作用完成对新风的深度除湿降温。制热模式下，热回收热泵循环同时回收排风显热与潜热，用于加热新风，通过控制压缩机的吸气压力，保障热回收盘管始终无霜运行，当热回收循环压缩机的吸气压力低于结霜安全压力时，降低热回收循环压缩机的转速；当热回收循环压缩机的吸气压力高于结霜安全压力时，且送风温度低于设定值时，提高热回收循环压缩机的转速；空气源热泵循环只在低温工况下启动，从环境空气吸热作为补充热源。由于室外盘管可以无霜运行在低温环境中(室外环境温度低于8.5℃)，从而避免室外换热器结霜。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1.采用双源热泵技术和制冷剂双循环方案，低温工况下同时从排风和室外空气中获取热能，使机组在-20℃仍保持无霜高效制热，无需停机化霜。2.充分利用排风废冷废热，显著提升新风机组的能效。仿真结果显示，与使用相同盘管的传统热泵新风机相比，本专利技术制热COP提升约12％，制冷COP提升6％，与转轮机组不相上下，若考虑低温结霜带来的能效衰减，本专利技术优势更为显著。3.热泵热回收循环和空气源热泵循环独立运行，解耦控制，运行策略十分灵活。附图说明图1为实施例1中无霜型制冷剂双循环新风空调机组的结构示意图。图2为实施例2中无霜型制冷剂双循环新风空调机组的结构示意图。图3为实施例3中无霜型制冷剂双循环新风空调机组的结构示意图。图4为实施例4中无霜型制冷剂双循环新风空调机组的结构示意图。图中，1为空气源热泵循环压缩机，2为热回收循环压缩机，3为空气源热泵循环四通换向阀，4为热回收循环四通换向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，其特征在于，包括空气源热泵循环单元、热回收热泵循环单元、送风风道(21)与排风风道(24)，空气源热泵循环单元包括空气源热泵循环压缩机(1)、空气源热泵循环四通换向阀(3)、室外换热器(5)、室外风机(6)、空气源热泵循环节流装置(7)与第一送风盘管(8)；热回收热泵循环单元包括热回收循环压缩机(2)、热回收循环四通换向阀(4)、热回收盘管(9)、热回收循环节流装置(10)与第二送风盘管(11)；其中，室外换热器(5)、第一送风盘管(8)、热回收盘管(9)、第二送风盘管(11)分别具备空气通道与制冷剂通道；空气源热泵循环压缩机(1)、空气源热泵循环四通换向阀(3)、室外换热器(5)的制冷剂通道、空气源热泵循环节流装置(7)与第一送风盘管(8)的制冷剂通道连接形成空气源热泵循环单元的制冷剂循环回路；热回收循环压缩机(2)、热回收循环四通换向阀(4)、热回收盘管(9)的制冷剂通道、热回收循环节流装置(10)与第二送风盘管(11)的制冷剂通道连接形成热回收热泵循环单元的制冷剂循环回路；所述的第一送风盘管(8)的空气通道、第二送风盘管(11)的空气通道连接于送风风道(21)上，所述的热回收盘管(9)的空气通道连接在排风风道(24)上，室外换热器(5)的空气通道与室外环境空气和室外风机(6)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，其特征在于，包括空气源热泵循环单元、热回收热泵循环单元、送风风道(21)与排风风道(24)，空气源热泵循环单元包括空气源热泵循环压缩机(1)、空气源热泵循环四通换向阀(3)、室外换热器(5)、室外风机(6)、空气源热泵循环节流装置(7)与第一送风盘管(8)；热回收热泵循环单元包括热回收循环压缩机(2)、热回收循环四通换向阀(4)、热回收盘管(9)、热回收循环节流装置(10)与第二送风盘管(11)；其中，室外换热器(5)、第一送风盘管(8)、热回收盘管(9)、第二送风盘管(11)分别具备空气通道与制冷剂通道；空气源热泵循环压缩机(1)、空气源热泵循环四通换向阀(3)、室外换热器(5)的制冷剂通道、空气源热泵循环节流装置(7)与第一送风盘管(8)的制冷剂通道连接形成空气源热泵循环单元的制冷剂循环回路；热回收循环压缩机(2)、热回收循环四通换向阀(4)、热回收盘管(9)的制冷剂通道、热回收循环节流装置(10)与第二送风盘管(11)的制冷剂通道连接形成热回收热泵循环单元的制冷剂循环回路；所述的第一送风盘管(8)的空气通道、第二送风盘管(11)的空气通道连接于送风风道(21)上，所述的热回收盘管(9)的空气通道连接在排风风道(24)上，室外换热器(5)的空气通道与室外环境空气和室外风机(6)连通。2.根据权利要求1所述的一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，其特征在于，所述的送风风道(21)依次顺序连通新风口(22)、第一送风盘管(8)的空气通道、第二送风盘管(11)的空气通道、送风风机(12)与送风口(23)；或，所述的送风风道(21)依次顺序连通新风口(22)、第二送风盘管(11)的空气通道、第一送风盘管(8)的空气通道、送风风机(12)与送风口(23)。3.根据权利要求2所述的一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，其特征在于，所述的空气源热泵循环单元还包括再热盘管(14)与再热调节阀(15)，再热盘管(14)具备空气通道与制冷剂通道，再热盘管(14)的空气通道连接在送风风道(21)上，再热盘管(14)的制冷剂通道与再热调节阀(15)连通，且与热回收盘管(9)的制冷剂通道并联。4.根据权利要求3所述的一种无霜型制冷剂双循环新风空调机组，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祥，张春路，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31