CN104006447B - 主动式去除氡气的节能空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调设备,特别涉及一种主动式去除氡气的节能空调系统。传统的空调系统由室外机、室内机、连接管路组成,本发明在原有设备上增加了空气检测与流通设备,主要通过两个三通阀与空调室内机的空气回路连接实现主动除氡。位于室内机进气风机后的三通阀将部分室内空气引出,通过增设的室内热交换器、排气风机排入大气;室外新鲜空气通过新风进气风机吸入,经过增设的室内热交换器、三通阀与未被排出室外的室内空气汇合,进入原室内热交换器,被降温或升温后进入室内空气循环,达到制冷\热效果。本发明能够及时引入室外新鲜空气来减少室内空气中氡等有害气体的含量,又能够尽可能的减少能量损失,提高综合使用效益。

Description

主动式去除氡气的节能空调系统
技术领域
本发明属于空调设备,特别涉及一种主动式去除氡气的节能空调系统。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高,室内环境质量已成为公民普遍关注的问题。在众多环境污染因素中,氡已被列为19种致癌物质之一,对人体危害很大,是导致肺癌发病的第二大原因,且已经证实与白血病、皮肤癌及某些儿童肿瘤的发病有着密切关系。氡气也被称为破坏室内环境的五大杀手之首,号称一号“隐形杀手”。现代人大部分的时间是在室内度过,所以室内氡的含量水平对人体健康有着重要的影响。
氡是一种无色、无味的惰性气体,具放射性,在大气中广泛存在,并且在封闭的房间中,氡气的浓度可以比室外高达数倍到数十倍。美国环保部的权威报告证实美国每年因氡致癌死亡中位数是21000人,最高可能达50000人。据不完全统计,我国每年因氡气污染而导致肺癌的病例至少有50000例以上。氡气对人体如此巨大的危害引起了世界各国的重视,多国政府都对建筑中的氡气浓度进行了严格的规定。美国联邦政府下辖的九个部门联合制定了联邦行动计划,将在2011到2015年间,为一千万个家庭解决室内氡气污染问题。
随着中国改革开放步伐的加快,房地产业与室内装潢业飞速发展,顺应我国节能减排政策的推行以及发展循环经济的要求,城镇房屋建设越来越多的采用高密闭性建筑结构和掺杂工业废渣的基建材料。然而,高密闭性的建筑结构会导致室内通风和换气的不畅,氡大量累积。而工业废渣含有较高的天然放射性核素,用其生产的建筑材料也是潜在的高氡污染源。加之近年来为解决用地紧张等问题而对地下空间的开发利用,使得我国室内氡浓度显著增高,并且有继续增高的趋势。
现有建筑空调系统均采用内循环,即室内空气与大气相隔绝,室内空气通过风机进入室内机换热器升温或降温后再重新返回室内,其基本组成有室外机(包含压缩机、散热器)、室内机(包含进气风机、室内换热器)、连接管路,如图1所示。虽然这种方式相比于外循环(即室内机出风口的空气由外部空气进热交换器达到预定温度后提供)在室内外温差较大时能效更高,但无疑进一步加剧了室内氡的积累,会产生较大的潜在健康威胁。
发明内容
本发明提供了一种主动式去除氡气的节能空调系统,能够及时引入室外新鲜空气来减少室内空气中氡等有害气体的含量,又能够尽可能的减少能量损失,提高综合使用效益。
本发明采用的技术方案为:
该空调系统包括室外机、第一室内热交换器和室内进气风机;在室内进气风机和第一室内热交换器的空气入口之间的管路上依次设置氡气浓度监测器、1号三通阀、除氡装置以及2号三通阀;
设置第二室内空气交换器;1号三通阀的一个出口通过1号阀门和管路与第二室内空气交换器的一个入口连接,其相应出口通过管路与排气风机连接;
新风进气风机通过2号阀门和管路与第二室内空气交换器的另一个入口连接,其相应出口通过管路与2号三通阀的一个入口连接。
所述除氡装置内设置若干片可拆卸的交错布置的活性炭片。
所述排气风机的排气量与新风进气风机的进气量相等,1号阀门与2号阀门的开度相等。
本发明的有益效果为:
(1)在现有设备上增加了空气检测与流通设备,不涉及原空调工质回路的更改,最大程度地降低了设备的研发与生产成本;
(2)现有国标对于I类民用建筑(住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教师等)氡浓度限量为≤200贝克。本发明可以把氡浓度长期控制在安全范围之内,特别是氡浓度较小时换气量极小,达到节能的目的。
(3)活性炭片呈交错布置,尽可能增大了气流与活性炭的接触面积,同时减小了过滤阻力,提高了能效。活性炭采用可拆卸式设计,用户可在活性炭吸附能力达到极限值之后自行更换活性炭或取出晾晒后重复使用。
(4)在无需进行制冷\制热的条件下(例如北方冬季供暖季),本发明可以以极低的能耗实现室内主动除氡。此时空调制冷\制热循环被关闭,只用打开室内进气风机、排气风机、新风进气风机使得新风流路和室内空气流路正常工作,达到换气除氡的效果。
附图说明
图1为现有技术中的空调系统示意图;
图2为本发明提出的空调系统的示意图;
图3为本发明的工作流程图;
图4为除氡装置的结构示意图;
图5为在默认状况下,新风换气量和室内氡空气浓度的关系图;
图中标号:
1-室外机;2-第一室内热交换器;3-室内进气风机;4-第二室内热交换器;5-排气风机;6-新风进气风机;7-氡气浓度监测器;8-1号三通阀;9-除氡装置;10-2号三通阀;11-1号阀门;12-2号阀门;13-活性炭片。
具体实施方式
本发明提供了一种主动式去除氡气的节能空调系统,下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明的结构如图2所示,该空调系统包括室外机1、第一室内热交换器2和室内进气风机3;在室内进气风机3和第一室内热交换器2的空气入口之间的管路上依次设置氡气浓度监测器7、1号三通阀8、除氡装置9以及2号三通阀10;设置第二室内空气交换器4;1号三通阀8的一个出口通过1号阀门11和管路与第二室内空气交换器4的一个入口连接,其相应出口通过管路与排气风机5连接;新风进气风机通过2号阀门和管路与第二室内空气交换器4的另一个入口连接,其相应出口通过管路与2号三通阀10的一个入口连接。
位于室内机进气风机3后的1号三通阀8将部分室内空气引出,先后通过1号阀门11、第二室内热交换器4、排气风机5排入大气。室外新鲜空气通过新风进气风机6吸入,先后经过2号阀门12、第二室内热交换器4,通过2号三通阀10与未被排出室外的室内空气汇合,进入第一室内热交换器2,即传统空调的室内机热交换器,被降温或升温后进入室内空气循环,达到制冷\热效果。具体工作流程如图3所示。
除氡装置用于过滤室内进气排出室外的剩余部分,达到进一步降低氡浓度的目的。如图4所示,除氡装置9内设置若干片可拆卸的交错布置的活性炭片13,成本低廉。
1号阀门11、2号阀门12的开度和排气风机5、新风进气风机6的转速是控制新风换气量的主要被调节对象。本发明中通过室内进气风机3和1号三通阀8间的氡气浓度监测器7实时测量室内空气中氡气的浓度,进而调节以上设备的工作范围,实现室内氡气浓度的有效控制。实际调节策略如下:系统默认设定排气量=进气量,即排气风机转速=进气风机转速、1号阀门开度=2号阀门开度。当用户有特殊需求时也可以单独设定排气量与进气量不相等。在默认状况下,新风换气量(室外风机进气风量/室内风机进气风量)和室内氡空气浓度的关系如图5所示。现有国标对于I类民用建筑(住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教师等)氡浓度限量为≤200贝克。采用这样的控制策略后,可以把氡浓度长期控制在安全范围之内,特别是氡浓度较小时换气量极小,达到节能的目的。
在室内风道的布置中,对于普通家用分体式空调,可以沿用原来的基本结构,只在其基础上添加氡气浓度检测器、三通阀、除氡装置等新结构。对于商用大型中央空调,考虑到其作用的面积范围更大,室内密闭效应更加明显,氡气污染更加严重,可以更改风道设计,例如将进风口置于氡气浓度相对较高的地面附近,以更加有效的除去氡气。

Claims (3)

1.主动式去除氡气的节能空调系统,包括室外机、第一室内热交换器和室内进气风机,其特征在于,在室内进气风机和第一室内热交换器的空气入口之间的管路上依次设置氡气浓度监测器、1号三通阀、除氡装置以及2号三通阀;
设置第二室内空气交换器;1号三通阀的一个出口通过1号阀门和管路与第二室内空气交换器的一个入口连接,其相应出口通过管路与排气风机连接;
新风进气风机通过2号阀门和管路与第二室内空气交换器的另一个入口连接,其相应出口通过管路与2号三通阀的一个入口连接;
位于室内机进气风机(3)后的1号三通阀(8)将部分室内空气引出,先后通过1号阀门(11)、第二室内热交换器(4)、排气风机(5)排入大气;室外新鲜空气通过新风进气风机(6)吸入,先后经过2号阀门(12)、第二室内热交换器(4),通过2号三通阀(10)与未被排出室外的室内空气汇合,进入第一室内热交换器(2),被降温或升温后进入室内空气循环,达到制冷或制热效果;
通过室内进气风机(3)和1号三通阀(8)间的氡气浓度监测器(7)实时测量室内空气中氡气的浓度,进而调节1号阀门(11)、2号阀门(12)的开度和排气风机(5)、新风进气风机(6)的转速,实现室内氡气浓度的有效控制。
2.根据权利要求1所述的主动式去除氡气的节能空调系统,其特征在于,所述除氡装置内设置若干片可拆卸的交错布置的活性炭片。
3.根据权利要求1所述的主动式去除氡气的节能空调系统,其特征在于,所述排气风机的排气量与新风进气风机的进气量相等,1号阀门与2号阀门的开度相等。
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