一种相变蓄热型多级热回收新风机组及运行方法与流程

本发明涉及室内环境控制设备，具体涉及一种相变蓄热型多级热回收新风机组及运行方法。

背景技术：

1、工业建筑由于产品工艺生产特点，室内热湿等环境参数需要精确控制在一定范围内。另外一方面，工业建筑往往同时存在大量的热排废气和新风需求的特点。而为满足室内热湿环境，新风需通过大量的能源进行热湿处理。

2、针对工艺设备将大量热量排至室外造成大量能量浪费，出现了工艺排风热回收等技术。但其回收的热量取决于工艺设备的生产情况，这就导致了稳定性较差。另外一方面，新风深度除湿后需要再热后送入房间，出现“冷热抵消”的现象，行业通常采用排风热手段的节能手段的进行新风再热。此虽能利用工艺排风中的一部分热量，但能量利用率较低。

3、专利号cn 105352066a公开了一种热回收新风机组，虽能一定程度回收排风热量，但无法解决热回收热量和新风处理需求热量不匹配的问题，系统稳定性和热回收的利用率较低。

4、综上，目前排风热回收稳定性较差和二次利用的方式较为单一。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种相变蓄热型多级热回收新风机组及方法，能够提高系统稳定性和能源利用率。

2、本发明是这样实现的，构造一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，包括依次连通的进风段（1）、预冷盘管段（2）、预热盘管段（3）、溶液除湿段（4）、再冷盘管段（5）、再热盘管段（6）和送风机段（9）；

3、所述预热盘管段（3）的预热盘管（301）通过管道连接热回收箱（10）的热回收盘管（103）的一端，形成循环回路，热回收箱（10）的循环管道上设置循环水泵一（130）。

4、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述热回风箱（10）和溶液除湿段（4）之间安装电动风阀（14）。

5、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述电动风阀（14）和热回风箱（10）之间安装温度传感器三（803）。

6、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述预热盘管段（3）内部设置预热盘管段（301），预热盘管段（301）的一端连接热回收盘管（130），所述连接管道设置电动水阀一（121）。

7、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述溶液加湿段（4）包括填料层（401），填料层（401）底部设置有循环水泵二（131），循环水泵二（131）将稀溶液通过管道提升至填料层（401）顶部，管道末端连接喷头（402），喷头（402）位于填料层（401）顶部。

8、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述填料层（401）底部放置有集水盘（403）。

9、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述溶液除湿段（4）和再冷盘管（5）之间设置温度传感器一（801）和露点传感器一（701）；所述再热盘管段（6）和送风机段（9）之间设置温度传感器二（802）和露点传感器二（702）。

10、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述再热盘管段（6）包括再热盘管（601），再热盘管（601）的一端通过连接管道连接热回收盘管（103），所述连接管道设置电动水阀二（122）。

11、根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组，其特征在于，所述热回箱（10）外层设置保温材料（101），保温材料（101）内部为相变材料层（102）和相变材料层（102）包敷的热回收盘管（103）；

12、所述热回收盘管（103）首尾相连，向上叠加。

13、根据根据本发明所述的一种相变蓄热型多级热回收新风机组的运行方法，其特征在于，包括以下步骤；

14、当为夏季工况，室外湿热空气首先经过进风段（1），其后进入预冷盘管段（2），空气温度和湿度降低；接着，进入预热盘管段（3），此时预热盘管段（301）上的电动水阀（120）于关闭状态，空气状态不发生变化，然后进入溶液加湿段（4），经过填料层（401）的底部，空气中的水分被填料层（401）中的浓盐溶液吸收，空气温度升高，湿度降低。浓盐溶液变为稀溶液，被循环水泵一（13）提升至填料层（401）顶部，通过喷头（402）被送入填料层（401）顶部，被来自热回风箱（10）的热排风加热再生，重新变为浓盐溶液后到填料层（401）的底部，如此反复，完成一个除湿循环；

15、此后，空气经过露点传感器一（701）和温度传感器一（801），若空气温湿度和设定值不同，则连锁控制预冷盘管（2）增加或降低出力来满足设定值（18℃），其后，空气依次进入再冷盘管段（5）、再热盘管段（6）、露点传感器二（702）、温度传感器二（802）；若空气露点小于露点传感器二（702）的设定值（10℃），则开启或增加再冷盘管段（5）的出力，若空气露点温度大于露点传感器二（702）的设定值（10℃），则反之；若空气温度小于温度传感器二（802）的设定值（18℃），则控制水泵二、再热盘管（601）上的电动水阀二（122）开启或开大，增大流量，当电动水阀完全开启，空气温度仍低于设定值，则开启辅助热源二11。同样地，若空气温度大于温度传感器二（802）的设定值（18℃），则反之；最后，室外新风经过热湿处理后被送风机（9）送入生产车间；

16、而来自生产车间的热排风首先经过热回箱（10），由于热回箱外层贴敷有一层保温材料（101），其热量绝大部分散发至相变蓄热材料（102），相变材料层102中包敷有热回收盘管（103）；相变材料（102）的相变温度选择可于新风再热温度（35℃）结合，相变材料（102）吸收热排风中的热量变为液态，后将热量传递给热回收盘管（103）；当新风再热量小于热回收量时，热回收量便储存在相变材料中（102）和热回收盘管（103）中进行多级蓄热；当热排风温度小于相变材料的温度（60℃）时，相变材料由液态变为固态，向热排风散热，增加热回收热量的回收率并提高了系统稳定性。其后，热排风经过温度传感器三（803）（70℃），若热排风温度仍低于温度传感器三设定值，则开启/增大辅助热源三（11）的出力；其后，热排风经过电动风阀（14），此时电动风阀（14）为开启状态，后经过溶液除湿段（4）的顶部，吸收稀溶液后的水分排至室外；

17、当为冬季工况时，室外新风寒冷干燥的新风依次经过进风段（1）、预冷盘管段（2）、预热盘管段（3）、溶液除湿段（4）、再冷段（6）、送风段（9）；生产车间热排风只通过热回收箱（10），被相变蓄热层（102）吸收热量后排出；与夏季工况不同的时，预冷盘管（2）处于关闭状态。由于冬季新风需要加湿，也就意味着除湿溶液不需要再生，故电动风阀（14）处于关闭状态，溶液除湿段（4）的补水装置开启和循环水泵一（131）开启，此时为加湿状态；其控制逻辑为当空气露点温度小于露点传感器（701）设定值（10℃），则增加电动水阀一（121）的开度，当完全开启仍不能达到设定值，则开启/增加辅助热源一（11）的出力，当空气露点温度高于露点传感器一（701）的设定值（10℃），则反之；当空气温度小于露点传感器二（7）的设定值（10℃），开启/增加再冷盘管段（5）；当空气温度小于温度传感器二（802）（18℃）的设定值，则开启/增大再热盘管段（601）的电动水阀二（122）的开度，当电动水阀二（122）完全开启仍达不到设定值时，则开启/增大辅助热源二（11）的出力；当热回收热量不做用于新风加热时，优先满足预热盘管段（3）的需求。

18、本发明具有如下优点：

19、1、系统热利用效率高：生产车间热排风中蕴含着大量的低品质热量，夏季工况，本系统通过将此部分热量用于除湿溶液的再生，不仅降低传统深度冷冻除湿后需要的冷量，同时也降低“冷热抵消”需要再热量；冬季工况，本系统利用热回收的热量用于新风的预热和再热。这极大的提高系统能源利用率。

20、2、热回收稳定性高：生产车间热排风和工艺生产的运行状况息息相关，导致热回收的热量的不稳定，而相变蓄热材料可以将多余的热量储存弥补不足的需求，达到削峰填谷作用，一定程度上克服了室外气象参数和室内热排风的双扰动变化对系统稳定性的影响。

21、3、热回收的多级蓄热：热回收盘管外层包覆一层相变蓄热层，通过相变方式将热排风中热量储存起来，进行一级蓄热，进一步将热量排放至热回收盘管中，进行二级蓄热。提高了低品质热量的回收率。

22、4、热回收的二次利用多样性：传统排风热回收多为通过转轮或者其他方式对新风预冷（夏季）/预热（冬季），而工业建筑排风无论是夏季还是冬季均为热排风。故传统的热回收方式在夏季并不适用。本系统将通过溶液除湿和热回收系统结合，冬夏季均可对热排风热回收，增加热回收二次利用的多样性，提高了系统的灵活性。