CN102313337A - 水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法 - Google Patents

Abstract

一种水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，它包括以下步骤：在水蒸发空调的控制系统中设定该水蒸发空调的湿球温度临界值；测量水蒸发空调所在环境室外周围空气的湿球温度；当测得的湿球温度高于临界值时，水蒸发空调的控制系统启用水蒸发制冷；否则，水蒸发空调的控制系统停止水蒸发制冷。本发明主要应用在电信目前大量建设的智能新风焓差环保空调系统内。由于采用了室外空气的湿球温度作为判断依据，大大提高了水蒸发空调的使用率，实现了节能效果最大化。目前电信智能新风焓差环保空调系统大量进行建设，如果很多省市都采用该方式对智能新风焓差环保空调系统进行防冻判断的话，将产生很大的经济效益。

Description

水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法

技术领域

 本发明涉及一种防止水结冰给设备造成影响的提前判断方法，特别和一种智能新风焓差环保空调系统即水蒸发空调（或焓差空调）是否使用水蒸发降温的判断方法，具体地说是一种水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法。

 

背景技术

随着社会的发展，节约能源已经成为社会共识。为了节约电力资源，很多设备利用水直接蒸发制冷原理来降低空气温度，比如智能新风焓差环保空调系统即水蒸发空调（或焓差空调）。

目前基本所有空调降温原理都是基于蒸发降温，比如普通空调利用氟利昂从液态到气态变化（蒸发）时候吸热的原理给一定区域降温，然后再用压缩机做功把变成气态的氟利昂压成液态，准备下一个制冷循环。从中可以看出，空调消耗电能资源主要就是用在压缩机对氟利昂的做功上，否则氟利昂就不能够再次利用来蒸发降温。

同样水的蒸发过程也是一个吸热过程，所以很多设备利用水蒸发降温原理来降低空气温度。由于水资源的相对容易获取，对自然也没有污染，所以可以直接排放到空气中，就不需要再回收重复利用。也就是说一直持续给水蒸发空调供应液态的水，然后水蒸发后直接进入环境，不再回收。从中可以看出，水蒸发空调不需要用压缩机把气态的水压缩成液态的水，这就是水蒸发空调能够比带压缩机的空调节能的根本所在。所以，只要条件允许，用水蒸发空调代替带压缩机的空调的时间越长，就越节能。只有条件不允许的时候，不能够用水蒸发空调实现蒸发降温的时候，才开启带压缩机的空调。

利用水蒸发空调实现蒸发降温的其中一个条件是：利用水的过程中，水不能够结冰。一旦判断到水可能要结冰，就要停止使用，否则，一方面水结冰后变成固态，将导致水蒸发空调失效；另一方面，可能造成相关设备的损坏。

我们都知道0℃的时候，水就要结冰了，可是考虑到温度的检测有个误差，再加上水蒸发空调本身就是利用水蒸发来降温的，所以即使是高于0℃的使用环境，水一旦蒸发也可能立即就结冰了。那么如何来确定这个结冰的临界温度就是急需解决的问题。

传统的做法是设定一个低温(干球温度)经验门限值（比如5℃），一旦检测到环境温度(干球温度)低于这个设定的温度，就停止水蒸发空调。等到环境温度(干球温度)回升到这个设定的温度之上再启用水蒸发空调。

但是，通过干球温度和相对湿度的焓湿图，我们可以看出，在一些条件下，虽然环境温度低于这个设定的温度，但是只要相对湿度较高，实际上这个环境温度的空气通过水帘促使水蒸发后，并不一定会导致水结冰，该方法使用看似安全，但是要绝对安全要设置为10℃才基本可以，大大减少了设备的利用时间。所以这个传统做法带来的结果是在本来可以利用水蒸发空调的时候，却没有启用，没有达到充分利用水蒸发空调实现节能最大化的目标。

 

发明内容

本发明的目的是针对水蒸发空调中，现有的结冰临界温度难以确定，在不结冰时就启用了带压缩机的空调，没有充分利用水蒸发空调实现节能最大化的问题，提出一种有效确定结冰临界温度的水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，达到充分利用水蒸发空调，实现节能最大化的目标。

本发明的技术方案是：

采用湿球温度而不是干球温度来作为判断是否会结冰的判断依据。

一种水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，它包括以下步骤：

（a）、在水蒸发空调的控制系统中设定该水蒸发空调的湿球温度临界值；

（b）、测量水蒸发空调所在环境室外周围空气的湿球温度；

（c）、当测得的湿球温度高于临界值时，水蒸发空调的控制系统启用水蒸发制冷；否则，水蒸发空调的控制系统停止水蒸发制冷。

本发明的湿球温度测量方法为测量干球温度和相对湿度，然后通过焓湿图上的对应关系得到湿球温度。

本发明的步骤（a）中，湿球温度临界值的范围是-2.0℃-2.0℃。

本发明的临界值为0°C或者 -2°C。

本发明的有益效果：

本发明主要应用在电信目前大量建设的智能新风焓差环保空调系统内。由于采用了室外空气的湿球温度作为判断依据，大大提高了水蒸发空调的使用率，实现了节能效果最大化。目前电信智能新风焓差环保空调系统大量进行建设，如果很多省市都采用该方式对智能新风焓差环保空调系统进行防冻判断的话，将产生很大的经济效益。

本发明使用环境湿空气的湿球温度（或焓值），取代传统的干球温度，为依据来判断是否可以利用水蒸发制冷来给环境降温。

 

附图说明

图1是等湿球温度线示意图。

图2是设备使用机会对照分析示意图。

表1是相对湿度、干球温度、湿球温度之间关系的示意表。

表1（0海拔高度，一个标准大气压下，相对湿度、干球温度、湿球温度之间关系的数据）

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图1非限制公开了本发明的科学原理依据，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

在水蒸发空调控制系统检测到湿空气的湿球温度大于一个值（比如0℃）的时候，控制系统启动相关设备，进行水蒸发制冷降低湿空气的温度。在水蒸发空调控制系统检测到湿空气的湿球温度不大于一个值（比如0℃）的时候，则停止利用水蒸发制冷降低湿空气的温度。

上述的一个值（比如0℃）的选择需要根据实际工程实现的不同水蒸发空调做调整。理想模型下，可以选择0℃，即图1中湿球温度0℃等温线（对应焓值约9.4kj/kg）来控制，只要湿空气温湿度环境在湿球温度0℃等温线以上区域，就可以启动水蒸发空调利用水蒸发制冷降低湿空气的温度，反之，就不能够利用水蒸发制冷降低湿空气的温度。

而传统方法利用干球温度来控制的话，为了确保安全，可能需要设置9℃为门限值，如图2所示，在干球温度9℃等温线以上，启动水蒸发空调，反之则停止。从图2中可以看出，干球温度9℃等温线以上区域比湿球温度0℃等温线以上区域少了绿色区域那么大的一个范围，也就是说，当室外湿空气温湿度落在绿色区域的时候，传统方法已经停止了水蒸发空调，而本发明则还在继续利用水蒸发空调，故提高了水蒸发空调的利用率，增加了总体节能效果。

考虑到温湿度检测的误差，取湿球温度0℃等温线作为判断依据可能很危险，假如温湿度检测结果大于实际结果，则可能存在控制系统认为在湿球温度0℃等温线以上，而实际已经在湿球温度0℃等温线以下了，这样就可能导致危险。所以从这点来讲，应该取比湿球温度0℃等温线更安全的一个值，比如取湿球温度+2℃等温线。这么一来，安全性提高了，可是从图1中可以看出湿球温度+2℃等温线（对应焓值约12.9kj/kg）以上包含的范围明显要小于湿球温度0℃等温线以上包含的范围，也就是说，水蒸发空调的利用率减低了，总体节能效益也就降低了。

另外，考虑到工程实现的水蒸发空调在利用水蒸发降温的时候，不可能达到理想状况，不可能由于水蒸发导致湿空气相对湿度增加到100%，也就是说，不可能让湿空气温度降低到湿球温度那么低。这也就是说，假如本来环境中湿空气的湿球温度是-2℃，在通过水蒸发空调利用水蒸发降温的时候，不可能减低到-2℃而导致水结冰。当环境中湿空气的湿球温度是-2℃的时候，在通过水蒸发空调利用水蒸发降温的时候，可能只能够降低到0.5℃或更高。所以从这点来讲，应该取比湿球温度0℃等温线更低的一个值，比如取湿球温度-2℃等温线（对应焓值约6.0kj/kg）才能够充分利用水蒸发空调，实现节能最大化的目标。

所以，本发明的水蒸发防冻判断方法在理论模型下，可以取湿球温度0℃等温线为判断依据；另外综合考虑到温湿度检测误差及工程实现装置的等焓变换效率等问题，可以对判断依据作一些上下调整。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，其特征是它包括以下步骤：

（a）、在水蒸发空调的控制系统中设定该水蒸发空调的湿球温度临界值；

（b）、测量水蒸发空调所在环境室外周围空气的湿球温度；

（c）、当测得的湿球温度高于临界值时，水蒸发空调的控制系统启用水蒸发制冷；否则，水蒸发空调的控制系统停止水蒸发制冷。

2.根据权利要求1所述的水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，其特征是所述的湿球温度测量方法为测量干球温度和相对湿度，然后通过焓湿图上的对应关系得到湿球温度。

3.根据权利要求1所述的水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，其特征是步骤（a）中，湿球温度临界值的范围是-2.0℃-2.0℃。

4.根据权利要求3所述的水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，其特征是所述的临界值为0°C。

5.根据权利要求3所述的水蒸发空调用水蒸发防冻判断方法，其特征是所述的临界值为-2°C。

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