[发明专利]一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种新风空调机组，尤其是涉及一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组。

背景技术

按照现有的空调技术水平，如果要实现全工况下较理想的新风空调过程以满足室内温湿度控制的需要，一台新风空调机组通常不仅需要与一台热泵相关联，同时也需要电加热器甚至电热式蒸汽加湿器的辅助，新风空调过程能耗大，能效低。

供冷季节，因为除湿过程也是通过冷却过程实现的，热泵需承担新风空调机组中新风冷却与除湿过程的全部冷负荷，或称全热冷负荷，包括显热和潜热冷负荷。所谓新风冷却与除湿过程的显热冷负荷就是该过程中新风因降温而释放的热量，所谓新风冷却与除湿过程的潜热冷负荷就是新风中的水蒸气凝结时释放的冷凝热。

供热季节，热泵需承担新风空调机组中新风加热过程的全部显热热负荷，即用于实现新风等湿加热过程所需的热量。如果对室内空气湿度有较高的要求，通常需采用一台电热式蒸汽加湿器对空气进行加湿处理，即将新风的潜热热负荷转移至电热式蒸汽加湿器。所谓新风加湿过程的潜热热负荷就是为加湿过程提供水蒸汽所需的汽化潜热。如果采用喷水加湿的方法，或可由热泵承担加湿过程的潜热热负荷。

在过渡季节潮湿气候或室内湿负荷较大的条件下，如果要严格控制室内空气的温湿度，不仅需要首先对新风进行冷却除湿处理，还需要对新风进行再热处理。此时，通常由热泵承担冷却除湿过程的全部冷负荷，由电加热器承担新风再热过程的热负荷。新风再热不仅本身需要消耗电能，也扩大了新风冷负荷，其能耗的负面影响是双倍的。而且，电加热器的能效低，也导致新风空调机组和整个空调系统的能效低。

为创造一个良好的室内空气品质环境，空气调节过程必需向空调房间提供一定的新风量，因而也就产生了一定的新风负荷，而且新风负荷往往在空调总负荷中占有较大的比例。为了保证室内良好的空气品质，所有空调过程均应有一个最小新风量的要求，该最小新风量通常按设计规范所推荐的最小新风换气次数确定并且成为总送风量中不可忽视的一部分。因此，新风负荷在空调总负荷中的比重也是不可忽视的。室内污染物的散发强度越大，所需最小新风换气次数越多，新风负荷和新风空调的能耗也就越高。

新风的引入虽然会产生新风负荷，但同时也存在能量回收的机会。供冷季节，较高的室外空气温度和湿度将产生较大的新风冷负荷和空调能耗。但同时，排风中也蕴藏了相当量的用于冷却和除湿的能量。因此，回收排风中的能量用于新风的冷却和除湿可以在供冷季节节约大量的新风空调能耗。供热季节，较低的室外空气温度和湿度将产生较大的新风热负荷和空调能耗。但同时，排风中也蕴藏了相当量的用于加热和加湿的能量。因此，回收排风中的能量用于新风的加热和加湿也可以在供热季节节约大量的新风空调能耗。过渡季节潮湿气候或有较大室内湿负荷的条件下，新风的冷却除湿与再热过程将同时产生冷负荷和热负荷，从而导致较大的空调系统能耗。然而，回收新风再热过程中的冷量用于新风的预冷和除湿也就等于是回收新风预冷和除湿过程的热量用于新风的再热，因此可以同时减少新风处理过程的冷负荷和热负荷，也同样可以节约大量的空调系统能耗。

干热气候条件下，虽然新风需要降温，但室外空气同时蕴藏着免费供冷的潜力。这个免费供冷潜力就是室外空气的蒸发冷却能力。利用室外空气的蒸发冷却能力实现新风的降温调节有可能使空调系统的能效大为提高，甚至可以在扩大新风换气次数的同时还能起到减少空调系统总能耗的作用。

就现有的新风空调机组而言，如纸质全能热交换新风空调机组等，都还不能很好地融合上述节能途径于一体，以充分发挥能量回收、免费供冷的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现能量回收与免费供冷的新风空调机组，该新风空调机组可以在不同的气候条件下借助恰当的运行调节机制充分发挥能量回收、免费供冷和减少再热过程能耗的作用来实现高效节能的新风空调过程，从而以低能耗的方式改善室内空气品质。