本發(fā)明涉及一種獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是指其新風(fēng)機(jī)組采用水環(huán)熱泵的空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)指的是一種全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)組采用低溫送風(fēng)機(jī)組，除了承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷外，還承擔(dān)室內(nèi)全部潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷或全部顯熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)區(qū)域內(nèi)顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷分開(kāi)處理，空調(diào)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有冷凝水產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)末端裝置干工況運(yùn)行，因此有時(shí)獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)又被稱(chēng)為“干盤(pán)管系統(tǒng)”。

獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)帶回風(fēng)的全空氣系統(tǒng)相比，取消了回風(fēng)，但空調(diào)末端（如圖1的風(fēng)機(jī)盤(pán)管3）處理的空氣仍然是室內(nèi)的回風(fēng)，只是各房間的回風(fēng)不會(huì)交叉混合，避免了污染和傳染性疾病傳播。排風(fēng)的能量通過(guò)全熱交換器5回收，具有節(jié)能意義；而全空氣系統(tǒng)的排風(fēng)通常直接排出室外，不加以回收。另外，由于新風(fēng)量遠(yuǎn)少于全空氣系統(tǒng)的送風(fēng)量，風(fēng)管送風(fēng)能耗小，所以獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)既具有提供優(yōu)良空氣品質(zhì)的特征，又具有顯著的節(jié)能降耗特性。

建筑節(jié)能是建筑技術(shù)進(jìn)步的重大標(biāo)志之一，而在建筑空調(diào)全年總能耗中，新風(fēng)能耗占15%～24%，即空調(diào)全年能耗的1/6至1/5要用于處理新風(fēng)。隨著人們對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)要求越來(lái)越高，美國(guó)供暖制冷空調(diào)工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)已將設(shè)計(jì)新風(fēng)量增大到原來(lái)的2～4倍，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通風(fēng)量也進(jìn)行了修改，新風(fēng)量增大將進(jìn)一步增大建筑能耗。

獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能降耗特性，被美國(guó)能源部列為21世紀(jì)商業(yè)建筑最有前途、最先進(jìn)的15項(xiàng)空調(diào)節(jié)能技術(shù)之一，它的技術(shù)上的節(jié)能潛力指標(biāo)在這15項(xiàng)空調(diào)節(jié)能技術(shù)中排名第三。

水環(huán)熱泵空調(diào)機(jī)組是指水/空氣熱泵型機(jī)組的一種應(yīng)用形式，即用水環(huán)路將小型的水/空氣熱泵機(jī)組并聯(lián)在一起，形成一個(gè)封閉環(huán)路，構(gòu)成一套以回收建筑物內(nèi)部余熱作為其低位熱源的熱泵供暖、制冷的空調(diào)系統(tǒng)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)內(nèi)區(qū)需要供冷，外區(qū)同時(shí)又需要供熱的大面積建筑可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱，有熱回收功能。

目前實(shí)施的獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)其新風(fēng)機(jī)組大都需要額外的冷源供冷，比如采用冷水機(jī)組加新風(fēng)風(fēng)柜的形式處理新風(fēng)，這就要求冷水機(jī)組提供不高于5℃的冷水，才能使新風(fēng)送風(fēng)溫度保持在7℃以下，因此容易引起冷水機(jī)組低溫保護(hù)。而且冷水機(jī)組占地大，使用不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供自帶冷源的新風(fēng)機(jī)組，使新風(fēng)機(jī)組的安裝與運(yùn)行靈活方便，使獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)兼具節(jié)能環(huán)保的特性和室內(nèi)空氣品質(zhì)高的優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到此目的，提供如下的技術(shù)方案。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，包括全熱交換器、新風(fēng)機(jī)組、誘導(dǎo)風(fēng)口，由管路按順序連接，采用水環(huán)熱泵作為新風(fēng)機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)全部的新風(fēng)負(fù)荷，還承擔(dān)室內(nèi)全部潛熱負(fù)荷，以及部分顯熱負(fù)荷?？照{(diào)房間內(nèi)的其他顯熱負(fù)荷仍然由常規(guī)的冷水機(jī)加末端設(shè)備負(fù)擔(dān)，但是其回風(fēng)僅在同一個(gè)空調(diào)房間內(nèi)循環(huán)，不會(huì)與其他房間的回風(fēng)交叉混合。室外新風(fēng)進(jìn)入獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，首先經(jīng)過(guò)全熱交換器，吸收排風(fēng)的冷量，然后進(jìn)入水環(huán)熱泵新風(fēng)機(jī)組被冷卻到所需的溫度，最終經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)風(fēng)口送風(fēng)到空調(diào)房間。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、離心式風(fēng)機(jī)和自控元件，蒸發(fā)器采用銅管套鋁箔的翅片管式換熱器，迎風(fēng)面積為0.234～0.324m²，蒸發(fā)器管排數(shù)為8～10排，管程數(shù)為4～5程，傳熱面積35.6～46.1m²，離心式風(fēng)機(jī)送風(fēng)量1500～1700 m³/h。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，冷凝器采用板式水冷冷凝器。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，冷凝器采用套管式水冷冷凝器。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，節(jié)流閥采用電子膨脹閥。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，壓縮機(jī)采用變頻壓縮機(jī)。

中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)，在蒸發(fā)器和新風(fēng)送風(fēng)口處分別設(shè)置兩只熱敏電阻，監(jiān)控蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器出風(fēng)溫度，獲取過(guò)熱度信號(hào)。

由于新風(fēng)來(lái)自于外界環(huán)境中，所以新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度上下波動(dòng)不穩(wěn)定，而經(jīng)過(guò)新風(fēng)機(jī)組處理之后的新風(fēng)溫度要保持在約7℃的，這就要求水環(huán)熱泵新風(fēng)處理機(jī)組具備自動(dòng)控制能力?，F(xiàn)有的水環(huán)熱泵空調(diào)機(jī)組采用毛細(xì)管作為節(jié)流元件，壓縮機(jī)為定頻壓縮機(jī)，冷量調(diào)節(jié)采用開(kāi)、停壓縮機(jī)的雙位調(diào)節(jié)方式。而本發(fā)明則采用電子膨脹閥和變頻壓縮機(jī)，結(jié)合溫度傳感器和微處理器以及控制電路，根據(jù)出風(fēng)溫度的變化，調(diào)解壓縮機(jī)頻率，根據(jù)蒸發(fā)器出口過(guò)熱度，調(diào)解電子膨脹閥開(kāi)度，保證了新風(fēng)出風(fēng)溫度的恒定。

本發(fā)明的有益效果為，兼具水環(huán)熱泵簡(jiǎn)單、靈活、節(jié)能的特點(diǎn)和獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）高、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)，送風(fēng)末端設(shè)備能夠保持干工況運(yùn)行，不滋生細(xì)菌，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能降耗特性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖2是本發(fā)明中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)的另一實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，說(shuō)明具體實(shí)施方式。

如圖1所示，中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)包括全熱換熱器5、水環(huán)熱泵新風(fēng)機(jī)組1、誘導(dǎo)風(fēng)口2，由管路按照順序連接?？照{(diào)房間4的熱負(fù)荷與濕負(fù)荷由兩個(gè)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。中央空調(diào)冷卻水智能處理方法及其系統(tǒng)負(fù)擔(dān)了全部的新風(fēng)負(fù)荷，以及空調(diào)房間4的全部濕負(fù)荷。風(fēng)機(jī)盤(pán)管3結(jié)合冷水機(jī)組（圖1未示出）負(fù)擔(dān)空調(diào)房間4的部分或者全部熱負(fù)荷。

空調(diào)房間4內(nèi)的回風(fēng)自行在室內(nèi)循環(huán)，但是不與其他房間的回風(fēng)交叉。空調(diào)房間排風(fēng)在排出室外之前經(jīng)過(guò)全熱換熱器5，將自身的冷量傳遞給新風(fēng)51，最終變?yōu)榕棚L(fēng)52排出。

新風(fēng)51先經(jīng)過(guò)全熱換熱器5初步被冷卻，然后經(jīng)過(guò)水環(huán)熱泵新風(fēng)機(jī)組1被冷卻到很低的溫度，約7℃，最終通過(guò)誘導(dǎo)風(fēng)口2進(jìn)入空調(diào)房間4。

由于新風(fēng)為低溫送風(fēng)，為了防止送風(fēng)口凝露以及避免低溫空氣下落導(dǎo)致吹風(fēng)感發(fā)生，采用大誘導(dǎo)比的誘導(dǎo)風(fēng)口。誘導(dǎo)風(fēng)口是采用等溫自由射流原理。當(dāng)空氣由直徑為Do的噴口，以送風(fēng)速度Vo射入同一溫度的空間內(nèi)擴(kuò)散，在不受周?chē)缑姹砻嫦拗频臈l件下即形成自由射流。由于射流邊界與周?chē)橘|(zhì)間的紊流動(dòng)量交換，周?chē)o止的空氣不斷被卷入射流，沿射程方向，射流不斷擴(kuò)大，射流流量不斷增加，身流軸心速度則逐漸衰減，并沿射程不斷變化：隨著流量射程方向不斷增加，射流直徑加大，但各斷面的總動(dòng)量保持不變。誘導(dǎo)風(fēng)口使送出的低溫新風(fēng)在送風(fēng)口附近很快被室內(nèi)空氣加熱到室內(nèi)溫度，避免了送風(fēng)口凝露，并使室內(nèi)空氣更加均勻、提高了空調(diào)的舒適性。

將水環(huán)熱泵作為獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)組，還可將多臺(tái)水環(huán)熱泵的冷卻水管路并聯(lián)起來(lái)，形成水環(huán)。將水環(huán)路與大面積的建筑區(qū)域內(nèi)其他需要供熱的房間連起來(lái)，同時(shí)完成供冷與供熱，因此具有顯著的節(jié)能效果。

圖2所示的水環(huán)熱泵新風(fēng)機(jī)組，共有三個(gè)循環(huán)。

制冷劑在水環(huán)熱泵管路內(nèi)循環(huán)運(yùn)行，按照常規(guī)的壓縮制冷機(jī)方向，制冷劑在蒸發(fā)器11處吸熱汽化，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)12到達(dá)冷凝器13，被冷卻水冷卻后，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥14回到蒸發(fā)器11。

冷卻水通過(guò)進(jìn)水管131進(jìn)入冷凝器13，將制冷劑冷卻之后沿出水管132排出。作為大型建筑物的獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)組，單臺(tái)水環(huán)熱泵機(jī)組提供的新風(fēng)量有限，因此在實(shí)際情況中往往是若干臺(tái)水環(huán)熱泵同時(shí)運(yùn)行?？蓪⒍嗯_(tái)水環(huán)熱泵的冷卻水回路并連起來(lái)，將水環(huán)路同大型建筑物其他區(qū)域內(nèi)需要供熱的系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了供冷與供熱的聯(lián)產(chǎn)，具有顯著的節(jié)能降耗效果。

新風(fēng)在離心風(fēng)機(jī)15的作用下，由新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口17進(jìn)入水環(huán)熱泵新風(fēng)機(jī)組，在蒸發(fā)器11處被冷卻到所需要的溫度，從新風(fēng)送風(fēng)口18排出，沿著管路由誘導(dǎo)風(fēng)口2進(jìn)入到空調(diào)房間4。

四通閥16在水環(huán)熱泵實(shí)現(xiàn)制熱功能時(shí)起到轉(zhuǎn)換制冷劑流向的作用。

現(xiàn)有的常規(guī)水環(huán)熱泵是作為自帶冷源的空調(diào)末端設(shè)備使用的，用于處理空調(diào)房間的余熱、余濕量，其冷風(fēng)比小，僅在13 ～24kJ/kg 之間，不能用于獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)低溫大焓差新風(fēng)的處理。本發(fā)明對(duì)水環(huán)熱泵做了新穎的設(shè)計(jì)，使之適合低溫大焓差新風(fēng)處理：采用的蒸發(fā)器為銅管套鋁箔的翅片管式換熱器，迎面風(fēng)速為1.5～2.5m/s，迎風(fēng)面積為0.234～0.324m²，蒸發(fā)器管排數(shù)為8～10排，管程數(shù)為4～5程，傳熱面積35.6～46.1m²，離心式風(fēng)機(jī)送風(fēng)量1500～1700 m³/h。管內(nèi)流動(dòng)的氟利昂制冷劑在低溫下蒸發(fā)，與管外流動(dòng)的新風(fēng)進(jìn)行熱交換，使新風(fēng)處理到干球溫度為6～7℃，相對(duì)濕度90%～95%的空氣狀態(tài)，冷風(fēng)比在50～60kJ/kg之間。

在蒸發(fā)器11和新風(fēng)送風(fēng)口18處分別設(shè)置兩只熱敏電阻，監(jiān)控蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器出風(fēng)溫度，將過(guò)熱度（蒸發(fā)器出風(fēng)溫度－蒸發(fā)溫度）與設(shè)定值的偏差作為控制量，微電腦設(shè)置調(diào)節(jié)程序，改變電子膨脹閥開(kāi)度，調(diào)節(jié)制冷劑流量，改變蒸發(fā)器的產(chǎn)冷量。將出風(fēng)溫度與設(shè)定值的偏差作為控制量，微電腦設(shè)置調(diào)節(jié)程序，調(diào)整壓縮機(jī)頻率，如為正偏差，則增大壓縮機(jī)頻率，提高壓縮機(jī)產(chǎn)冷量，以降低出風(fēng)溫度；如為負(fù)偏差，則減小壓縮機(jī)頻率，降低壓縮機(jī)產(chǎn)冷量，以提高出風(fēng)溫度。以此達(dá)到自動(dòng)控制新風(fēng)機(jī)組出風(fēng)溫度的目的。