[發(fā)明專利]二氧化碳跨臨界循環(huán)的排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384918.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108266877A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春路;劉洪鑫;曹祥
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: F24F12/00
• 分類號: F24F12/00;F24F13/30;F25B13/00;F25B41/06
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發(fā)明涉及二氧化碳跨臨界循環(huán)的排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組及其控制方法。二氧化碳跨臨界循環(huán)的排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組包括送風(fēng)換熱器、排風(fēng)換熱器、壓縮機(jī)、第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、氣液分離器、回?zé)崞鳌⑺耐〒Q向閥、制冷劑連接管、送風(fēng)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)、新風(fēng)口、送風(fēng)口、回風(fēng)口、排風(fēng)口及風(fēng)管，并以二氧化碳作為循環(huán)制冷劑。第一節(jié)流裝置在制冷工況下全開，保證回?zé)崞髂芾鋮s氣冷器出口的制冷劑，制熱工況下正常工作，用于控制系統(tǒng)高壓；第二節(jié)流裝置在制熱工況下全開，保證回?zé)崞髂芾鋮s氣冷器出口的制冷劑，制冷工況下正常工作，用于控制系統(tǒng)高壓。本發(fā)明符合環(huán)境友好型工質(zhì)的未來發(fā)展趨勢，同時也提高了系統(tǒng)的循環(huán)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空調(diào)機(jī)組，尤其涉及一種二氧化碳跨臨界循環(huán)的排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著人們對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求不斷提高，新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的使用越來越廣泛。新風(fēng)空調(diào)機(jī)組是一種有效的空氣凈化設(shè)備，一方面把室內(nèi)污濁的空氣排出室外，另一方面把室外新鮮的空氣經(jīng)過過濾和熱濕處理后，再輸入到室內(nèi)。但如果不采用排風(fēng)熱回收技術(shù)，新風(fēng)的熱濕處理將消耗大量的能源。

近年來興起的熱泵式排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，是一種新型的有源排風(fēng)熱回收技術(shù)，它使用有限的電能，通過制冷劑熱泵循環(huán)回收排風(fēng)的冷量和熱量。夏季，送風(fēng)換熱器作為蒸發(fā)器，排風(fēng)換熱器作為冷凝器，經(jīng)排風(fēng)帶走新風(fēng)負(fù)荷和壓縮機(jī)耗功。制熱工況下，送風(fēng)換熱器作為冷凝器，排風(fēng)換熱器作為蒸發(fā)器，排風(fēng)中的顯熱和潛熱均被回收用于加熱新風(fēng)。其具有熱回收效率高，適應(yīng)溫差范圍大，使用方便等諸多優(yōu)點，廣受歡迎。

目前，制冷空調(diào)、熱泵等行業(yè)大多采用CFC、HCFC類制冷劑，例如R134a、R410a等，但因為這些工質(zhì)普遍具有較高的GWP(Global Warming Potential，全球變暖潛能值)和ODP(Ozone Depletion Potential，臭氧層消耗潛能值)，會逐漸被其他更環(huán)保的工質(zhì)所代替。二氧化碳作為一種自然工質(zhì)，有著諸多優(yōu)點：1.自然工質(zhì)，環(huán)境性能良好，對臭氧層沒有破壞作用，同時溫室效應(yīng)小(ODP＝0，GWP＝1)；2.安全系數(shù)高，無毒不可燃，化學(xué)性能穩(wěn)定；3.粘度低，具有優(yōu)良的流動性及傳熱性；4.廉價，容易在自然界中獲取。

另外，R134a等工質(zhì)的臨界溫度在100℃左右，受臨界溫度和壓縮機(jī)的限制，系統(tǒng)的冷凝溫度通常不超過60℃，而由于以二氧化碳為工質(zhì)的系統(tǒng)高壓側(cè)處于超臨界狀態(tài)，因此可以得到更高的冷凝溫度，可以很好的適應(yīng)排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組冷凝溫度偏高的問題。同時，二氧化碳放熱過程的溫度滑移可與變溫?zé)嵩摧^好匹配，縮小傳熱溫差，提高系統(tǒng)循環(huán)效率。

中國專利CN 104019513A提出了一種熱泵式新風(fēng)換氣機(jī)組，可以實現(xiàn)降溫除濕以及熱回收，過濾效率高，并且能夠提供含氧量高的舒適空氣，但是系統(tǒng)中未使用回?zé)崞鳌庖悍蛛x器，不適用于二氧化碳系統(tǒng)；中國專利CN 106671741A提出了一種二氧化碳跨臨界制冷循環(huán)汽車空調(diào)系統(tǒng)，通過回收發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動蒸汽壓縮輔助過冷的二氧化碳跨臨界制冷循環(huán)，提高系統(tǒng)的能效，但只能制冷，不能制熱；中國專利CN 106440115A提出了一種跨臨界二氧化碳與溶液除濕的空氣溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用二氧化碳跨臨界循環(huán)的同時對制冷熱泵系統(tǒng)的溫濕度實現(xiàn)獨立控制，但僅能實現(xiàn)對新風(fēng)的制冷除濕，但是無法加熱新風(fēng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種二氧化碳跨臨界循環(huán)的排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組及其控制方法，本發(fā)明對傳統(tǒng)熱泵式排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使之適應(yīng)二氧化碳作為循環(huán)制冷劑，從而提高系統(tǒng)的循環(huán)效率。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：