CN114017940B - 一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，其中除湿机包括空气流路和制冷剂环路，所述空气流路包括排风风道和送风风道，排风风道两端设有回风风口和排风风口，所述送风风道两端设有送风风口和进风风口，其特征在于，所述排风风道和送风风道之间设有能够将两者连通的倾斜混风风门；制冷剂环路包括依次连接的压缩机、四通换向阀、排风盘管、回风盘管、第一单向阀、送风盘管、第一节流装置、第二节流装置、进风盘管。与现有技术相比，本发明既能够在保证出风温度的同时对空气进行深度除湿，又能满足不同季节新风供给需求从而覆盖全年各种工况，而且还可以有效避免制热与内循环模式下送风盘管对送入新风中热量的吸收。

Description

一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种新风除湿机，尤其是涉及一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法。

背景技术

热泵式排风热回收技术利用室内排风对换热器中的制冷剂进行冷凝或蒸发，从而完成对排风中能量的回收，已经成为现代建筑节能的重要手段之一。采用该技术的热泵热回收型新风除湿机既可以减少机组压缩机的能耗，又能避免传统排风热回收方式引起的交叉感染，在节能的同时提升了室内空气品质。

然而，随着新风机在家用市场领域的不断扩大，为了进一步规范产品能效、提升用户舒适度，新国标对户式新风除湿机的过滤、制冷(热)以及除湿等方面提出了更高的要求，这无疑给新风机的设计带来了更多的挑战。

申请号为201810585463.7的中国专利提出了一种带内循环模式的整体式热泵热回收型新风除湿机，通过控制设计实现内循环、制冷除湿以及制热三种模式。但没有对夏季除湿工况进行细致区分，缺乏不同负荷下的应对模式，同时由于新风经蒸发器降温除湿后直接送入室内，使得夏季送风温度偏低，难以达到新国标中规定夏季送风温度不低于22℃的标准，用户舒适度欠佳。

对此，申请号为202011216770.1的中国专利提出了一种具有多再热方式的全工况热泵热回收型新风机，具备过冷再热、冷凝再热、半冷凝再热等多种再热方式，可供机组在除湿模式的不同负荷下选用，都能保证出风温度高于设定值。该专利中再热盘管及可变再热方式的设置，有力保障了除湿模式下的出风温度，但在制热模式下，再热盘管的存在反而会使加热后的空气降温，造成不必要的热能损失。制热模式下，再热盘管理应对送风盘管出来后的空气继续升温(如同制冷除湿模式一般)，但实际此时再热盘管内制冷剂温度已经低于进口空气的温度，反而使得流经的空气发生了降温。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，既能够在保证出风温度的同时对空气进行深度除湿，又能满足不同季节新风供给需求从而覆盖全年各种工况，而且还可以有效避免制热与内循环模式下送风盘管对送入新风中热量的吸收。

申请人发现，中国专利202011216770.1中出现该问题的根本原因在于制冷除湿与制热两种模式进行切换时，制冷剂流路发生了逆转切换，而空气流向始终不变。具体表现为：在夏季制冷除湿模式下，该盘管做蒸发器，制冷剂与空气需采取顺流换热布置，以避免蒸发温度被压低，提升能效；但在制热模式下，伴随制冷剂流路的逆转切换，该盘管做冷凝器，制冷剂与空气变为逆流换热布置。这就导致尽管该盘管将空气加热到超过30℃的较高温度，但出口的制冷剂已被入口空气降温到16℃左右(参见图1(a))。进而，进入再热盘管中的制冷剂温度(16℃左右)已低于空气温度(超过30℃)，导致送风被送风盘管加热后又被再热盘管降温的热损失。

本发明特别增设了与送风盘管并联的旁通管路，制热与内循环模式下从进风盘管流出的制冷剂并不流经送风盘管，有效避免了送风中热量的损失(参见图1(b))。同时，本发明通过改变内部相应部件的摆放方式，使产品的设计更加紧凑，空间占用更小。

本发明的第一个目的是保护一种整体式热泵热回收型新风除湿机，包括空气流路和制冷剂环路，所述空气流路包括排风风道和送风风道，所述排风风道两端设有回风风口和排风风口，所述送风风道两端设有送风风口和进风风口，所述排风风道和送风风道之间设有能够将两者连通的倾斜混风风门；

所述制冷剂环路包括依次连接的压缩机、四通换向阀、排风盘管、回风盘管、第一单向阀、送风盘管、第一节流装置、第二节流装置、进风盘管。

进一步地，所述制冷剂环路中还设有第一旁通回路；

所述第一旁通回路上设有截止阀，所述截止阀的一端连接于压缩机的排气口与四通换向阀之间的连接管上，所述截止阀的另一端连在第一单向阀的出口与送风盘管之间的连接管上。

进一步地，所述制冷剂环路中还设有第二旁通回路；

所述第二旁通回路上设有第二单向阀，所述第二单向阀与第一单向阀、送风盘管和第一节流装置并联；

所述第二单向阀一端连接于回风盘管与第一单向阀之间的连接管上，另一端连接于第一节流装置与第二节流装置之间的连接管上。

进一步地，所述排风风道中设有排风侧水盘；

所述排风盘管与回风盘管分别以一定角度倾斜设于排风侧水盘中。

进一步地，所述第一单向阀、送风盘管、第一节流装置、第二节流装置、进风盘管、第一旁通回路及其上的截止阀、第二旁通回路及其上的第二单向阀、四通换向阀和压缩机设于送风风道中。

进一步地，所述送风风道中设有送风侧水盘，所述送风盘管与进风盘管设于送风侧水盘中；

所述排风侧水盘与送风侧水盘之间设有可将二者相连的连接口，排风侧水盘上设有排水口。

进一步地，所述四通换向阀的四个接口分别与排风盘管、压缩机的吸气口、进风盘管和压缩机的排气口相连。

进一步地，所述第一单向阀的导通方向与除湿模式下制冷剂流向一致，即允许制冷剂由所述回风盘管流入所述送风盘管，反向截止；

所述第二单向阀的导通方向与制热模式和内循环模式下的制冷剂流向一致，即允许制冷剂由所述第一节流装置与所述第二节流装置之间的连接管流向所述回风盘管，反向截止。

进一步地，所述回风风口与送风风口分别设有回风空气传感器与送风温湿度传感器。其中，回风空气传感器可对回风中的温度、湿度以及CO₂浓度进行检测，送风温湿度传感器可对送风中的温度与湿度进行检测。

进一步地，所述排风风道的排风风口设有排风风机；

所述送风风道中倾斜混风风门口设有送风风机。

进一步地，所述送风盘管与送风口之间设有加湿器，加湿器可选用湿膜加湿器、电极式加湿器、电热式加湿器以及超声波加湿器，用来对制热模式下未达到湿度要求的送风进行加湿。

进一步地，所述进风盘管前设有空气过滤器，空气过滤器预留有换修口，换修口设置在侧面或底部。

本技术方案中的第一节流装置与第二节流装置为毛细管、节流短管或电子膨胀阀中的一种，为了有利于实现自动化控制，本技术方案优选电子膨胀阀。

本技术方案中的截止阀优选电磁阀，适用于压缩机排气口的高温高压环境，且有利于新风机实现自动化控制。

本技术方案中所述倾斜混风风门为伺服驱动风门，所述排风风口、进风风口上均设有伺服驱动的风门。

本发明的第二个目的是保护一种上述整体式热泵热回收型新风除湿机的控制方法，根据夏季制冷除湿下的不同负荷，通过各风门的开闭及流路变化，选用过冷再热或冷凝再热的再热方式，使得送风温度能够达到或高于最小送风温度22℃；

通过送风盘管处旁通管路的开启，使得制热与内循环模式下经进风盘管流出的制冷剂并不流经送风盘管，以此避免了送风中热量的损失。

进一步地，在除湿模式下，通过第一旁通回路的开闭改变排风盘管和回风盘管与送风盘管的串并联关系，进而调节送风盘管入口制冷剂的状态，改变第一旁通回路与空气换热量中冷凝再热和过冷再热的比例，在不同进风状态下均可保证所需送风温度；

在制热模式下，通过第一旁通回路将高温高压制冷剂气体送入送风盘管，使送风盘管与进风盘管的制冷剂流路并联，并对空气进行梯级加热，在相同送风温度下提升能效；

制热及内循环模式下，送风盘管在夏季具有再热能力的同时，通过第二旁通回路上的第二单向阀的旁通作用，避免制热与内循环模式下送风盘管对送入新风中热量的吸收。

通过风门开闭和流路切换，本技术方案主要可实现以下6种运行模式：

1.除湿模式：回风风口、排风风口、送风风口、进风风口均开启，倾斜混风风门打开。排风风机、送风风机均开启。四通换向阀中排风盘管和压缩机排气口的流路连通，进风盘管和压缩机吸气口的流路连通。第一单向阀处于导通状态，第二单向阀处于截止状态，第一节流装置处于全开状态。截止阀关闭。加湿器不工作。在该模式下，第二节流装置控制系统过热度，通过压缩机频率调节对室内回风湿度进行控制，通过送风风机调节送风量大小对室内CO₂浓度进行控制，通过排风风机控制回风风量大小，以此来保证系统回风风量始终在送风风量的80％与90％之间。

2.除湿模式(低环境工况)：回风风口、排风风口、送风风口、进风风口均开启，倾斜混风风门关闭。排风风机、送风风机均开启。四通换向阀中排风盘管和压缩机排气口的流路连通，进风盘管和压缩机吸气口的流路连通。第一单向阀处于导通状态，第二单向阀处于截止状态，第一节流装置处于全开状态，截止阀开启，加湿器不工作。在该模式下，第二节流装置、送风风机以及排风风机的控制策略与除湿模式下相同。压缩机通过频率调节优先对室内回风湿度进行控制，当室内回风湿度达到要求时，转而对送风温度进行控制。

3.制热模式1：回风风口、排风风口、送风风口、进风风口均开启，倾斜混风风门关闭。排风风机、送风风机均开启。四通换向阀中进风盘管和压缩机排气口的流路连通，排风盘管和压缩机吸气口的流路连通。第一单向阀处于截止状态，第二单向阀处于导通状态。截止阀关闭。加湿器开始工作。在该模式下，第二节流装置、送风风机以及排风风机的控制策略与除湿模式下相同。通过压缩机频率调节对送风温度进行控制，通过加湿器调节自身供水水流量大小对回风湿度进行控制。

4.制热模式2：风口、风门、风机、四通换向阀、单向阀和加湿器的状态与制热模式1一致。截止阀开启。在该模式下，第一节流装置控制送风盘管流路与进风盘管流路中制冷剂的流量比例，第二节流装置、送风风机、排风风机、压缩机以及加湿器的控制策略与制热模式1下相同。

5.内循环模式：排风风口、进风风口关闭，回风风口、送风风口打开，中间倾斜混风风门开启。排风风机关闭，送风风机开启。四通换向阀中进风盘管和压缩机排气口的流路连通，排风盘管和压缩机吸气口的流路连通。第一单向阀处于截止状态，第二单向阀处于导通状态。截止阀关闭。加湿器不工作。在该模式下，第二节流装置控制系统过热度，通过压缩机频率调节对室内回风湿度进行控制。送风风机维持定速运转。

6.带新风的内循环模式：进风风口关闭，回风风口、排风风口、送风风口开启，倾斜混风风门开启。排风风机关闭，送风风机开启。四通换向阀中进风盘管和压缩机排气口的流路连通，排风盘管和压缩机吸气口的流路连通。第一单向阀处于截止状态，第二单向阀处于导通状态。截止阀关闭。加湿器关闭。在该模式下，第二节流装置和压缩机的控制策略与内循环模式下相同，送风风机通过调节送风量大小对室内CO₂浓度进行控制。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在除湿模式下，进风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀，被压缩机吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，制冷剂再经由四通换向阀，在排风盘管冷凝放热，在回风盘管、送风盘管中进一步过冷，经过第一节流装置与第二节流装置节流变为气-液两相状态，回到进风盘管。室外新风从进风风口进入送风风道，带走压缩机散发的部分热量，此后新风分为两部分：一部分通过倾斜混风风门进入排风风道；一部分继续在送风风道内，先由空气过滤器对其进行过滤处理，再由进风盘管降温除湿与送风盘管再热后从送风风口进入室内。室内回风从回风风口进入排风风道，先经过回风盘管对其吸热，再和进入排风风道的部分新风混合一起流经排风盘管吸收热量，最后经由排风风机从排风风口排出室外。在该模式下，第二节流装置控制系统过热度，当系统过热度较低时，第二节流装置的开度减小，反之开度增大。压缩机通过频率调节对室内回风湿度进行控制，当室内回风湿度较设定值更大时，压缩机频率增加，当室内回风湿度较设定值更低时，则减小压缩机的频率。送风风机通过调节送风量大小对室内CO₂浓度进行控制，当室内CO₂浓度较高时，送风风机转速提高，送风量增加，反之减小转速。排风风机通过调节转速对系统回风风量的大小进行控制，当送风风机送风量增加时，排风风机通过提高转速增加回风风量，当送风风机送风量减少时，排风风机则需要降低转速以减少回风风量。通过这种方式，保证系统回风风量始终在送风风量的80％与90％之间。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在除湿模式(低环境工况)下，进风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，压缩机出口的高温高压气体制冷剂分为两部分：一部分经由截止阀流向送风盘管，另一部分经由四通换向阀，在排风盘管冷凝放热、回风盘管中过冷后流向送风盘管。两部分制冷剂在送风盘管的进口管路中汇合，在送风盘管中进行冷凝或进一步过冷，一同经过第一节流装置与第二节流装置节流变为气-液两相状态，回到进风盘管。室外新风从进风风口进入送风风道，带走压缩机散发的部分热量后，由空气过滤器对其进行过滤处理，再由进风盘管降温除湿与送风盘管再热后从送风风口进入室内。室内回风从回风风口进入排风风道，先经过回风盘管和排风盘管吸收热量，后经由排风风机从排风风口排出室外。在该模式下，第二节流装置、送风风机以及排风风机的控制方法与除湿模式下相同。压缩机通过频率调节优先对室内回风湿度进行控制，当室内回风湿度较设定值更大时，压缩机频率增加，当室内回风湿度较设定值更低时，则减小压缩机的频率。当室内回风湿度达到要求时，此时压缩机转而对送风温度进行控制，当送风温度较低时，压缩机频率增加，当送风温度较高时则减小压缩机频率。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在制热模式1下，回风盘管、排风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀，被压缩机吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，再经由四通换向阀，在进风盘管中冷凝放热，经过第二节流装置节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀回到回风盘管。室外新风从进风风口进入送风风道，先带走压缩机散发的部分热量，再由空气过滤器对其进行过滤处理，经过进风盘管加热，最后由加湿器加湿后送入室内。室内回风从回风风口进入排风风道，经过回风盘管、排风盘管降温后，经由排风风机从排风风口排出室外。在该模式下，第二节流装置、送风风机以及排风风机的控制方法与除湿模式下相同。压缩机通过频率调节对送风温度进行控制，当送风温度较低时，压缩机频率增加，当送风温度较高时则减小压缩机频率。加湿器通过调节自身供水的水流量大小对回风湿度进行控制，当回风湿度较设定值更大时，加湿器减少供水水流量，当回风湿度较设定值更低时则增大加湿器中的供水水流量。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在制热模式2下，回风盘管、排风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀，被压缩机吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，之后分为两部分：一部分经由电磁阀流入送风盘管中进行冷凝放热，并在第一节流装置中节流；另一部分经由四通换向阀，在进风盘管中冷凝放热，经过第二节流装置节流。经过第一节流装置与第二节流装置分别节流后的气液两相制冷剂一同经由第二单向阀回到回风盘管。室外新风从进风风口进入送风风道，先带走压缩机散发的部分热量，再由空气过滤器对其进行过滤处理，经过进风盘管与送风盘管加热后，最终由加湿器加湿后送入室内。室内回风从回风风口进入排风风道，经过回风盘管、排风盘管降温后，经由排风风机从排风风口排出室外。在该模式下，第二节流装置、送风风机、排风风机、压缩机以及加湿器的控制方法均与制热模式1下相同。在第二节流装置控制过热度的前提下，第一节流装置控制送风盘管与进风盘管中制冷剂的流量比例，当送风盘管中的流量偏少，增大第一节流装置的开度，当送风盘管中的流量偏多时，则减小第一节流装置的开度。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在内循环模式下，回风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由排风盘管、四通换向阀，被压缩机吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，经由四通换向阀，在进风盘管中冷凝放热，经过第二节流装置节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀回到回风盘管。室内回风从回风风口进入排风风道，经过回风盘管降温除湿，通过倾斜混风风门进入送风风道，由空气过滤器对其进行过滤处理，经过进风盘管吸收热量之后从送风风口进入室内。在该模式下，第二节流装置和压缩机的控制方法与除湿模式下相同。送风风机维持定速运转。

在本技术方案中，一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，在带新风的内循环模式下，回风盘管、排风盘管中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀被压缩机吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，经由四通换向阀，在进风盘管中冷凝放热，经过第二节流装置节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀回到回风盘管。室内回风从回风风口进入排风风道，经过回风盘管降温除湿，同时排风风道中通过排风风口进入少量室外新风，经由排风盘管放出热量，室内回风与室外新风通过倾斜混风风门混合进入送风风道，由空气过滤器对其进行过滤处理，经过进风盘管被加热之后从送风风口进入室内。在该模式下，第二节流装置、压缩机与送风风机的控制方法与除湿模式下相同。

本发明一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，结构上有以下特色和创新点：

1.设有第一旁通回路：在除湿模式下，通过该回路的开闭改变排风盘管+回风盘管与送风盘管的串并联关系，进而调节送风盘管入口制冷剂的状态，改变其与空气换热量中冷凝再热和过冷再热的比例，在不同进风状态下均可保证所需送风温度；在制热模式下，也可以借助第一旁通回路将高温高压制冷剂气体送入送风盘管，使送风盘管与进风盘管的制冷剂流路并联，并对空气进行梯级加热，在相同送风温度下提升能效。

2.设有第二旁通回路，能够使送风盘管在夏季具有再热能力的同时，在制热及内循环模式下可以被第二旁通回路上的第二单向阀旁通，有效避免制热与内循环模式下送风盘管对送入新风中热量的吸收，从而导致的热能损失(参见图1)。

3.送风风机设置于送风风道中倾斜混风风门口，一方面可使送风侧水盘附近始终保持正压、排风侧水盘附近始终保持负压，有利于排风侧水盘中的冷凝水经由连接口流入送风侧水盘中，从而能够更好地使机组整体的冷凝水由排水口排出。另一方面，送风风机可以通过空气过滤器、进风盘管、送风盘管及加湿器等部件的遮挡降低机组的噪声，用户体验感更佳。

4.机组新增设有带新风的内循环模式，在过渡季内循环模式的基础上，将排风风门打开，能够在对室内空气进行过滤除湿的同时引入新风。

5.排风侧水盘与送风侧水盘的设置，不仅有利于排水，而且水盘中的冷凝水在空气流动下会对放置其中的盘管起到降温作用，可以在一定条件下降低冷凝温度，从而提升机组整体性能。

6.回风盘管与排风盘管分别以一定角度倾斜放置于排风风道的水盘中，缩小了风道的宽度，有效减小了机组整体的尺寸大小，使机组整体结构更为紧凑。

7.通过相关部件的控制方法可以使室内的温湿度自动维持在设定值，机组使用更加高效方便。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本技术方案中增设的送风盘管与第一旁通回路在除湿与制热模式下均有效用。在夏季时，通过控制截止阀的开闭能够实现对夏季除湿工况的不同负荷匹配适宜的再热方式，使得夏季送风温度始终满足要求，尤其是新国标中对于最小送风温度22℃的要求。在制热模式下，也可通过打开截止阀使高温制冷剂流入送风盘管中，实现对新风的再次加热，提升了机组能效。该截止阀的设置，利用简单的部件结合巧妙的结构设计达到了显著效果，极大地丰富了新风机的使用场景，既经济又有效。

2.本技术方案中对送风盘管处设置第二旁通回路，通过第一单向阀与第二单向阀的单方向导通作用，使得在制热与内循环模式下制冷剂并不流经送风盘管，可有效避免送风中热量在送风盘管处的损失，更适合户式全年新风供给的需要。

3.本技术方案中送风风机设置于送风风道中倾斜混风风门口，不仅有利于机组整体排水，而且可在一定程度上降低机组的噪声，使得用户体验感更佳。

4.本技术方案中设有排风侧水盘和送风侧水盘，排风侧水盘中倾斜放置回风盘管与排风盘管，送风侧水盘中放置送风盘管与进风盘管。排风侧水盘与送风侧水盘中形成的冷凝水可在机组运行时，通过风的吹动作用对放置其中的换热器件进行降温，可使机组的冷凝温度降低，提升机组整体性能。

5.本技术方案中排风盘管与回风盘管的倾斜放置减小了机组的尺寸大小，同时由于机组箱体内无过多的风阀或风道转向组件，因而比同类产品的结构更为简单紧凑。

6.本技术方案中机组可调模式多，并且均可通过各部件之间的相互控制使室内的温湿度始终保持设定值，在方便用户使用的同时提升了用户的舒适度。

附图说明

图1为发明专利202011216770.1与本发明专利在制热模式下，送风盘管与再热盘管中制冷剂与空气的流向及温度变化示意图；

图2为本发明中热泵热回收型新风除湿机的结构示意图；

图3～图8分别为本发明中热泵热回收型新风除湿机在除湿模式、除湿模式(低环境工况)、制热模式1、制热模式2、内循环模式、带新风的内循环模式的流程示意图；

图9为本发明中热泵热回收型新风除湿机的一种结构布置方式示意图。

图中：1-排风风道；2-送风风道；3-回风风口；4-排风风口；5-送风风口；6-进风风口；7-倾斜混风风门；8～10-风阀；11-排风侧水盘；12-送风侧水盘；13-回风盘管；14-排风盘管；15-第一单向阀；16-送风盘管；17-第一节流装置；18-第二节流装置；19-进风盘管；20-空气过滤器；21-四通换向阀；22-压缩机；23-排风风机；24-送风风机；25-截止阀；26-第二单向阀；27-加湿器；28-回风空气传感器；29-送风温湿度传感器；30-连接口；31-排水口；32～47连接管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法、算法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。

实施例1

本实施例中的一种整体式热泵热回收型新风除湿机及其控制方法，其结构如图2所示，主要结构包括排风风道1，送风风道2，回风风口3，排风风口4，送风风口5，进风风口6，倾斜混风风门7，风阀8～10，排风侧水盘11，送风侧水盘12，回风盘管13，排风盘管14，第一单向阀15，送风盘管16，第一节流装置17，第二节流装置18，进风盘管19，空气过滤器20，四通换向阀21，压缩机22，排风风机23，送风风机24，截止阀25，第二单向阀26，加湿器27，回风空气传感器28，送风温湿度传感器29，连接口30，排水口31，连接管路32～47。

本实施例中压缩机22，连接管42、43，四通换向阀21，连接管32，排风盘管14，连接管33，回风盘管13，连接管34、35，第一单向阀15，送风盘管16，连接管36，第一节流装置17，连接管37、38，第二节流装置18，连接管39，排风盘管19，连接管40，四通换向阀21，连接管41按顺序依次相连形成制冷剂环路。其中四通换向阀21的接口A和连接管40相连，接口B和连接管41相连，接口C和连接管32相连，接口D和连接管43相连。

本实施例中的制冷剂环路中还设置第一、第二旁通回路，第一旁通回路由连接管44、截止阀25、连接管45构成，其中一端通过连接管44与压缩机排气连接管42相连，另一端通过连接管45与第一单向阀15和送风盘管16之间的管路相连。第二旁通回路由连接管46、第二单向阀26，连接管47构成，与第一单向阀15和送风盘管16并联，一端通过连接管46与第一单向阀15进口连接管35连通，另一端通过连接管47与第一节流装置17和第二节流装置18之间的连接管37、38连通。

本机组通过风门开闭和流路切换，可以实现如下6种运行模式：

一、除湿模式(参见图3)

本实施例机组在除湿模式下，部件状态为：回风风口3、排风风口4、送风风口5、进风风口6均开启，倾斜混风风门7打开。排风风机23、送风风机24均开启。四通换向阀21的AB接口连通、CD接口连通。第一单向阀15处于导通状态，第二单向阀26处于截止状态，第一节流装置17处于全开状态，截止阀25关闭，加湿器27不工作。

本实施例机组在除湿模式下，制冷剂流路状态为：进风盘管19中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀21，被压缩机22吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，制冷剂再经由四通换向阀21，在排风盘管14冷凝放热，在回风盘管13、送风盘管16中进一步过冷，经过第一节流装置17与第二节流装置18节流变为气-液两相状态，回到进风盘管19。

本实施例机组在除湿模式下，空气流路状态为：室外新风从进风风口6进入送风风道2，带走压缩机22散发的部分热量，此后新风分为两部分：一部分通过倾斜混风风门7进入排风风道1；一部分继续在送风风道2内，先由空气过滤器20对其进行过滤处理，再由进风盘管19降温除湿与送风盘管16再热后从送风风口5进入室内。室内回风从回风风口3进入排风风道1，先经过回风盘管13对其吸热，再和进入排风风道1的部分新风混合一起流经排风盘管14吸收热量，最后经由排风风机23从排风风口4排出室外。

本实施例机组在除湿模式下，控制策略为：第二节流装置18控制系统过热度，当系统过热度较低时，第二节流装置18的开度减小，反之开度增大。压缩机22通过频率调节对室内回风湿度进行控制，当室内回风湿度较设定值更大时，压缩机22频率增加，当室内回风湿度较设定值更低时，则减小压缩机22的频率。送风风机24通过调节送风量大小对室内CO₂浓度进行控制，当室内CO₂浓度较高时，送风风机24转速提高，送风量增加，反之减小转速。排风风机23通过调节转速对系统回风风量的大小进行控制，当送风风机24送风量增加时，排风风机23通过提高转速增加回风风量，当送风风机24送风量减少时，排风风机23则需要降低转速以减少回风风量。通过这种方式，保证系统回风风量始终在送风风量的80％与90％之间。

二、除湿模式(低环境工况)(参见图4)

本实施例机组在除湿模式(低环境工况)下，部件状态为：回风风口3、排风风口4、送风风口5、进风风口6均开启，倾斜混风风门7关闭。排风风机23、送风风机24均开启。四通换向阀21的AB接口连通、CD接口连通。第一单向阀15处于导通状态，第二单向阀26处于截止状态，第一节流装置17处于全开状态，截止阀25开启，加湿器27不工作。

本实施例机组在除湿模式(低环境工况)下，制冷剂流路状态为：进风盘管19中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，压缩机22出口的高温高压气体制冷剂分为两部分：一部分经由截止阀25流向送风盘管16，另一部分经由四通换向阀21，在排风盘管14冷凝放热、回风盘管13中过冷后流向送风盘管16。两部分制冷剂在送风盘管16的进口管路中汇合，在送风盘管16中进行冷凝或进一步过冷，一同经过第一节流装置17与第二节流装置18节流变为气-液两相状态，回到进风盘管19。

本实施例机组在除湿模式(低环境工况)下，空气流路状态为：室外新风从进风风口6进入送风风道2，带走压缩机22散发的部分热量后，由空气过滤器20对其进行过滤处理，再由进风盘管19降温除湿与送风盘管16再热后从送风风口5进入室内。室内回风从回风风口3进入排风风道1，先经过回风盘管13和排风盘管14吸收热量，后经由排风风机23从排风风口4排出室外。

本实施例机组在除湿模式(低环境工况)下，控制策略为：第二节流装置18、送风风机24以及排风风机23的控制方法与除湿模式下相同。压缩机22通过频率调节优先对室内回风湿度进行控制，当室内回风湿度较设定值更大时，压缩机22频率增加，当室内回风湿度较设定值更低时，则减小压缩机22的频率。当室内回风湿度达到要求时，此时压缩机22转而对送风温度进行控制，当送风温度低于室内回风状态对应的露点温度(或新国标中规定的最小送风温度22℃)时，压缩机22频率增加，当送风温度高于室内回风状态对应的露点温度(或新国标中规定的最小送风温度22℃)时，则减小压缩机22频率。

本实施例机组在除湿模式(低环境工况)下，结构特征及调控有益效果为：该模式下，由于机组设有第一旁通回路，通过开启电磁阀25，调节再热盘管入口制冷剂的状态，改变再热盘管中冷凝再热和过冷再热的比例(冷凝再热较过冷再热换热量更高)，使机组在进行深度除湿的同时始终能够满足出风温度的要求。

三、制热模式1(参见图5)

本实施例机组在制热模式1下，部件状态为：回风风口3、排风风口4、送风风口5、进风风口6均开启，倾斜混风风门7关闭。排风风机23、送风风机24均开启。四通换向阀21的AD接口连通、BC接口连通。第一单向阀15处于截止状态，第二单向阀26处于导通状态，截止阀25关闭，加湿器27开始工作。

本实施例机组在制热模式1下，制冷剂流路状态为：回风盘管13、排风盘管14中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀21，被压缩机22吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，再经由四通换向阀21，在进风盘管19中冷凝放热，经过第二节流装置18节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀26回到回风盘管13。

本实施例机组在制热模式1下，空气流路状态为：室外新风从进风风口6进入送风风道2，先带走压缩机22散发的部分热量，再由空气过滤器20对其进行过滤处理，经过进风盘管19加热，最后由加湿器27加湿后送入室内。室内回风从回风风口3进入排风风道1，经过回风盘管13、排风盘管14降温后，经由排风风机23从排风风口4排出室外。

本实施例机组在制热模式1下，控制策略为：第二节流装置18、送风风机24以及排风风机23的控制方法与除湿模式下相同。压缩机22通过频率调节对送风温度进行控制，当送风温度较低时，压缩机22频率增加，当送风温度较高时则减小压缩机22频率。加湿器27通过调节自身供水的水流量大小对回风湿度进行控制，当回风湿度较设定值更大时，加湿器27减少供水水流量，当回风湿度较设定值更低时则增大加湿器27中的供水水流量。

本实施例机组在制热模式1下，结构特征及调控有益效果为：该模式下，由于机组在送风盘管16处设置第二旁通回路，通过第一单向阀15的截止与第二单向阀26的导通作用，使得在该模式下制冷剂并不流经送风盘管16，很好地规避了较低温度的制冷剂在送风盘管16中对送风进行吸热这一换热过程，可有效防止送风中热量在送风盘管16处的损失(参见图1)。

四、制热模式2(参见图6)

本实施例机组在制热模式2下，部件状态为：回风风口3、排风风口4、送风风口5、进风风口6均开启，倾斜混风风门7关闭。排风风机23、送风风机24均开启。四通换向阀21的AD接口连通、BC接口连通。第一单向阀15处于截止状态，第二单向阀26处于导通状态。截止阀25开启。

本实施例机组在制热模式2下，制冷剂流路状态为：回风盘管13、排风盘管14中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀21，被压缩机22吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，之后分为两部分：一部分经由电磁阀25流入送风盘管16中进行冷凝放热，并在第一节流装置17中节流；另一部分经由四通换向阀21，在进风盘管19中冷凝放热，经过第二节流装置18节流。经过第一节流装置17与第二节流装置18分别节流后的气液两相制冷剂一同经由第二单向阀26回到回风盘管13。

本实施例机组在制热模式2下，空气流路状态为：室外新风从进风风口6进入送风风道2，先带走压缩机22散发的部分热量，再由空气过滤器20对其进行过滤处理，经过进风盘管19与送风盘管16加热后，最终由加湿器27加湿后送入室内。室内回风从回风风口3进入排风风道1，经过回风盘管13、排风盘管14降温后，经由排风风机23从排风风口4排出室外。

本实施例机组在制热模式2下，控制策略为：第二节流装置18、送风风机24、排风风机23、压缩机22以及加湿器27的控制方法均与制热模式1下相同。在第二节流装置18控制过热度的前提下，第一节流装置17控制送风盘管16和进风盘管19中制冷剂的流量比例，当送风盘管16中的流量偏少，增大第一节流装置17的开度，当送风盘管16中的流量偏多时，则减小第一节流装置17的开度。

本实施例机组在制热模式2下，结构特征及调控有益效果为：该模式下，机组在制热模式1的基础上打开截止阀25，使高温制冷剂通过第一旁通回路流入送风盘管16中。在具备制热模式1优点的同时，进一步利用了送风盘管16中的冷凝热实现对新风的再次加热，可提升机组能效。

五、内循环模式(参见图7)

本实施例机组在内循环模式下，部件状态为：排风风口4、进风风口6关闭，回风风口3、送风风口5打开，中间倾斜混风风门7开启。排风风机23关闭，送风风机24开启。四通换向阀21的AD接口连通、BC接口连通。第一单向阀15处于截止状态，第二单向阀26处于导通状态。截止阀25关闭。加湿器27关闭。

本实施例机组在内循环模式下，制冷剂流路状态为：回风盘管13中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由排风盘管14、四通换向阀21，被压缩机22吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，经由四通换向阀21，在进风盘管19中冷凝放热，经过第二节流装置18节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀26回到回风盘管13。

本实施例机组在内循环模式下，空气流路状态为：室内回风从回风风口3进入排风风道1，经过回风盘管13降温除湿，通过倾斜混风风门7进入送风风道2，由空气过滤器20对其进行过滤处理，经过进风盘管19吸收热量之后从送风风口5进入室内。

本实施例机组在内循环模式下，控制策略为：第二节流装置18和压缩机22的控制方法与除湿模式下相同。送风风机维持定速运转。

六、带新风的内循环模式(参见图8)

本实施例机组在带新风的内循环模式下，部件状态为：进风风口6关闭，回风风口3、排风风口4、送风风口5开启，倾斜混风风门7开启。排风风机23关闭，送风风机24开启。四通换向阀21的AD接口连通、BC接口连通。第一单向阀15处于截止状态，第二单向阀26处于导通状态。截止阀25关闭。加湿器27关闭。

本实施例机组在带新风的内循环模式下，制冷剂流路状态为：回风盘管13、排风盘管14中的制冷剂蒸发吸热变成制冷剂气体，经由四通换向阀21被压缩机22吸入口吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，再经由四通换向阀21，在进风盘管19中冷凝放热，经过第二节流装置18节流变为气-液两相状态，经由第二单向阀26回到回风盘管13。

本实施例机组在带新风的内循环模式下，空气流路状态为：室内回风从回风风口3进入排风风道1，经过回风盘管13降温除湿，同时排风风道1中通过排风风口4进入少量室外新风，经由排风盘管14放出热量，室内回风与室外新风通过倾斜混风风门7混合进入送风风道2，由空气过滤器20对其进行过滤处理，经过进风盘管19被加热之后从送风风口5进入室内。

本实施例机组在带新风的内循环模式下，控制策略为：第二节流装置18、压缩机22与送风风机24的控制方法与除湿模式下相同。

本实施例机组在带新风的内循环模式下，结构特征及调控有益效果为：该模式下，机组在内循环模式的基础上，将排风风口4打开，能够在对室内空气进行过滤除湿的同时引入新风，用户体验更佳。

本实施例的一种结构布置方式参阅图9，该紧凑式设计占据空间小，非常有利于安装。需要申明，从本发明原理出发的其余布置结构，也属于本发明的保护范围。

本文中使用“第一”、“第二”等词语来限定部件，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”等词语的使用仅仅是为了便于描述上对部件进行区别。如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种整体式热泵热回收型新风除湿机，包括空气流路和制冷剂环路，所述空气流路包括排风风道和送风风道，所述排风风道两端设有回风风口和排风风口，所述送风风道两端设有送风风口和进风风口，其特征在于，所述排风风道和送风风道之间设有能够将两者连通的倾斜混风风门；

所述制冷剂环路包括依次连接的压缩机、四通换向阀、排风盘管、回风盘管、第一单向阀、送风盘管、第一节流装置、第二节流装置、进风盘管；

所述制冷剂环路中还设有第一旁通回路；

所述第一旁通回路上设有截止阀，所述截止阀的一端连接于压缩机的排气口与四通换向阀之间的连接管上，所述截止阀的另一端连在第一单向阀的出口与送风盘管之间的连接管上。

2.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述制冷剂环路中还设有第二旁通回路；

所述第二旁通回路上设有第二单向阀，所述第二单向阀与第一单向阀、送风盘管和第一节流装置并联；

所述第二单向阀一端连接于回风盘管与第一单向阀之间的连接管上，另一端连接于第一节流装置与第二节流装置之间的连接管上。

3.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述排风风道中设有排风侧水盘；

所述排风盘管与回风盘管分别以一定角度倾斜设于排风侧水盘中。

4.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述第一单向阀、送风盘管、第一节流装置、第二节流装置、进风盘管、第一旁通回路及其上的截止阀、第二旁通回路及其上的第二单向阀、四通换向阀和压缩机设于送风风道中。

5.根据权利要求4所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述送风风道中设有送风侧水盘，所述送风盘管与进风盘管设于送风侧水盘中；

所述排风侧水盘与送风侧水盘之间设有可将二者相连的连接口，排风侧水盘上设有排水口。

6.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述四通换向阀的四个接口分别与排风盘管、压缩机的吸气口、进风盘管和压缩机的排气口相连。

7.根据权利要求2所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机，其特征在于，所述第一单向阀的导通方向与除湿模式下制冷剂流向一致，即允许制冷剂由所述回风盘管流入所述送风盘管，反向截止；

所述第二单向阀的导通方向与制热模式和内循环模式下的制冷剂流向一致，即允许制冷剂由所述第一节流装置与所述第二节流装置之间的连接管流向所述回风盘管，反向截止。

8.一种权利要求1至7中任意一项所述整体式热泵热回收型新风除湿机的控制方法，其特征在于，根据夏季制冷除湿下的不同负荷，通过各风门的开闭及流路变化，选用过冷再热或冷凝再热的再热方式，使得送风温度能够达到或高于最小送风温度22^oC；

通过送风盘管处旁通管路的开启，使得制热与内循环模式下经进风盘管流出的制冷剂并不流经送风盘管，以此避免了送风中热量的损失。

9.根据权利要求8所述的一种整体式热泵热回收型新风除湿机的控制方法，其特征在于，在除湿模式下，通过第一旁通回路的开闭改变排风盘管和回风盘管与送风盘管的串并联关系，进而调节送风盘管入口制冷剂的状态，改变第一旁通回路与空气换热量中冷凝再热和过冷再热的比例，在不同进风状态下均可保证所需送风温度；

在制热模式下，通过第一旁通回路将高温高压制冷剂气体送入送风盘管，使送风盘管与进风盘管的制冷剂流路并联，并对空气进行梯级加热，在相同送风温度下提升能效；

制热及内循环模式下，送风盘管在夏季具有再热能力的同时，通过第二旁通回路上的第二单向阀的旁通作用，避免制热与内循环模式下送风盘管对送入新风中热量的吸收。

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