CN105240960A - 一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法 - Google Patents

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刘凯敬
张传经
陈海波
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Abstract

本发明公开一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法，所述空调系统含有溶液调湿新风机组、高温多联室内机和高温多联室外机；所述空调系统依靠溶液调湿新风机组对室外新风进行除湿，干燥的新风可以承担室内全部的湿负荷；所述高温多联室内机只需承担显热即可；所述高温多联室外机只为高温多联室内机提供能量；由于新风机组承担了所有的室内湿负荷，多联室内机只需要承担显热即可，所以冷媒的温度可以提高至14/19℃，只需足够降温即可；由于冷媒温度的提高，可以使得多联室外机的制冷能效提升30％以上。

Description

一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法
技术领域
本发明涉及一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法，尤其是涉及一种利用溶液调湿控制新风湿度从而控制室内湿度，利用高温多联机控制室内显热的空调系统的设计方法，属于空调系统设计领域，尤其是温湿度独立调节空调系统设计领域。
背景技术
进入二十一世纪以后，随着我国经济的飞速发展、城市化进程的不断加快，建筑能耗在国民经济总能耗中的比重也不断提高。据统计，我国的建筑能耗已经占到全社会总能耗的25.5％，其中仅大型公共建筑的面积就有5亿平方米，这些建筑每年耗电超过900亿度。同时，大型公共建筑的面积正以每年3500万平方米左右的速度在增长。因此，建筑节能已经成为能否实现社会可持续发展的重要工作，由于空调系统能耗已经占到建筑总能耗的30％～50％，因此如何提高空调系统的效率、降低空调系统的能耗已经成为建筑节能的关键环节。
对于一个既定的建筑空间，空调系统的主要任务就是营造一个舒适、健康的室内环境，这就要求空调系统必须排出室内的各种热源(显热)和湿源。譬如在夏季空调季节，要求的室内设计参数为26℃，相对湿度60％，此时露点温度为17.6℃。空调排热排湿的任务可以看成是从26℃环境中向外界抽取热量，在17.6℃的露点温度的环境下向外界抽取水分。目前空调方式的排热排湿任务都是通过冷盘管对空气进行冷却和冷凝除湿，再将低温干燥的空气送入室内，实现排热排湿。例如传统多联机系统，由于除湿、降温都是通过冷盘管进行的，要达到除湿效果就需要很低的冷媒温度，然而空调需要的显热排出过程是在26℃环境下实现，此时冷媒温度只需要16℃左右即可，显热排热量一般为总热量的50％～70％，这部分热量本来可以采用高温冷源排走，在目前常规空调方式中也与冷凝除湿过程一起共用7℃的低温冷媒进行处理，因而造成了能源利用品位上的浪费。
更重要的是，采用冷凝除湿的方式对空气进行冷却和除湿，其吸收的显热与潜热只能在一定的范围内变化，但是，实际建筑室内空气调节过程所需的热湿比范围却要大得多：由于建筑的显热负荷主要受室外气象条件影响，在大部分时间低于设计值，而室内的湿负荷则主要与人员数量有关，大部分时间等于设计值，这使得室内环境控制所需的热湿比范围较大。因此，采用传统的冷凝除湿方式，会造成室内相对湿度过高或者温度过低的现象，造成室内舒适度降低。由于冷凝除湿的过程同时必然会对空气降温，二者互相耦合，无法独立调节，因此也就无法解决上述问题。
那么要避免上述能源的浪费和满足不同的热湿比变化，就需要对建筑的温度负荷和湿度负荷分开处理，实现绝对温湿度独立调节。对于多联机系统，就需要独立除湿的新风机来承担新风负荷以及湿负荷，而高温多联机只承担显热负荷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法。
本发明的技术方案如下：
一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统，所述空调系统将温度和湿度分开处理，所述空调系统包括溶液调湿新风机组、高温多联室内机和高温多联室外机；所述溶液调湿新风机组包括新风进风口、排风口及送风口，高温多联室内机与高温多联室外机相连接，所述溶液调湿新风机组承担所有的新风负荷以及室内全部的湿负荷；所述高温多联室内机只需承担显热负荷；所述高温多联室外机只为高温多联室内机提供能量。
进一步，所述高温多联室内机为干式工况运行。
再进一步，所述高温多联机系统为高温冷媒系统。
一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统的设计方法，所述空调系统的设计方法将温度和湿度分开处理，所述空调系统湿度依靠新风来控制，所述空调系统新风量和新风机的确定方法包括以下两个步骤：首先按照卫生新风量和除湿新风量二者中的大值来确定新风量,其次根据确定的新风量来选择新风机组。
进一步，所述空调系统温度控制依靠室内机来控制，所述空调系统的多联室内机的设计选型按照显热负荷来确定，多联室外机的设计选型与多联室内机的选型相对应。
本发明的有益效果如下：本发明解决了传统多联机空调由于温度和湿度耦合处理所带来的一系列问题，分别有：1)温湿度独立调节空调系统将温度和湿度分开处理，可以适应较大的热湿比变化，不再局限于一定的热湿比内，完全避免了过冷或过闷，使得室内环境舒适度大幅提升；2)由于温湿度独立调节空调系统将温度和湿度分开处理，湿度完全由干燥的新风负责，而高温多联室内机只需负责显热即可，这也就使得负责显热的高温多联室内机所需的冷媒温度提升，从而大幅提升系统能效；3)基于溶液调湿技术的温湿度独立调节空调系统完全避免了传统空调冷冻除湿带来的滋生霉菌的风险，而且溶液本身具有杀菌以及净化空气去除PM2.5的作用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统的夏季运行的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统及其设计方法，如图1所示，所述空调系统将温度和湿度分开处理，所述空调系统包括溶液调湿新风机组1、高温多联室内机2和高温多联室外机3；所述溶液调湿新风机组1包括新风进风口、排风口及送风口，高温多联室内机2与高温多联室外机3相连接，所述溶液调湿新风机组1承担所有的新风负荷以及室内全部的湿负荷；所述高温多联室内机2只需承担显热负荷；所述高温多联室外机3只为高温多联室内机2提供能量。所述高温多联室内机2为干式工况运行。
本发明的高温多联机系统为高温冷媒系统。
一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统的设计方法，所述空调系统的设计方法将温度和湿度分开处理，所述空调系统湿度依靠新风来控制，所述空调系统新风量和新风机的确定方法包括以下两个步骤：首先按照卫生新风量和除湿新风量二者中的大值来确定新风量,其次根据确定的新风量来选择新风机组。
所述空调系统温度控制依靠室内机来控制，所述空调系统的多联室内机的设计选型按照显热负荷来确定，多联室外机的设计选型与多联室内机的选型相对应。
在一个实施例中，一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统，以其新风+高温多联机形式为例，其夏季运行的原理图如图1所示，所述空调系统包括溶液调湿新风机组1、高温多联室内机2和高温多联室外机3；所述空调系统依靠溶液调湿新风机组1对室外新风进行除湿，干燥的新风可以承担室内全部的湿负荷；所述高温多联室内机2只需承担显热即可；所述高温多联室外机3只为高温多联室内机2提供能量，不再负责新风机组所需能量；由于新风机组承担了所有的室内湿负荷，高温多联室内机2只需要承担显热即可，所以冷媒的温度可以提高至14-19℃，只需足够降温即可。
本发明的空调系统的设计理念完全区别于传统空调系统设计，其温度和湿度完全分开处理，由干燥的新风承担室内潜热负荷，高温多联室内机承担室内显热负荷，不再像传统空调由室内多联机承担潜热和显热。
空调系统的设计的第一步为新风量选择，新风量按照卫生新风量和除湿新风量二间的大者来确定,进一步依靠选取的新风量来选择新风机组、多联室内机和多联室外机。
由于新风负荷以及潜热负荷全部依靠干燥的新风来承担，那么多联室内机只承担显热负荷，也就是多联室内机的选型按照显热负荷来选。
所述空调系统的多联室外机的设计选型与多联室内机的选型对应即可，同样是依据显热负荷来选型。
所述高温多联机系统为高温冷媒系统，不再是低温冷媒，其运行能效比大幅提升。一般建筑的新风量应同时满足卫生要求和除湿要求，也就是卫生新风量和除湿新风量两者取大值；溶液调湿新风机组1需要承担所有的新风负荷以及湿负荷；对于高温多联室内机2只需承担显热，也就是高温多联室外机3只需负责显热负荷。
在冬季工况下，新风机组负责对新风的加热加湿，多联室外机及多联室内机只负责显热负荷；新风机组对新风加热加湿无需其它高品位能源，只需自带的热泵系统提供的热量即可。
本发明解决了传统多联机空调由于温度和湿度耦合处理所带来的一系列问题，分别有：1)温湿度独立调节空调系统将温度和湿度分开处理，可以适应较大的热湿比变化，不再局限于一定的热湿比内，完全避免了过冷或过闷，使得室内环境舒适度大幅提升；2)由于温湿度独立调节空调系统将温度和湿度分开处理，湿度完全由干燥的新风负责，而高温多联室内机只需负责显热即可，这也就使得负责显热的高温多联室内机所需的冷媒温度提升，从而大幅提升系统能效；3)基于溶液调湿技术的温湿度独立调节空调系统完全避免了传统空调冷冻除湿带来的滋生霉菌的风险，而且溶液本身具有杀菌以及净化空气去除PM2.5的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统，其特征在于：所述空调系统将温度和湿度分开处理，所述空调系统包括溶液调湿新风机组(1)、高温多联室内机(2)和高温多联室外机(3)；所述溶液调湿新风机组(1)包括新风进风口、排风口及送风口，高温多联室内机(2)与高温多联室外机(3)相连接，所述溶液调湿新风机组(1)承担所有的新风负荷以及室内全部的湿负荷；所述高温多联室内机(2)只需承担显热负荷；所述高温多联室外机(3)只为高温多联室内机(2)提供能量。
2.根据权利要求1所述的溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统，其特征在于：所述高温多联室内机(2)为干式工况运行。
3.根据权利要求1所述的溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统，其特征在于：所述高温多联机系统为高温冷媒系统。
4.一种溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统的设计方法，其特征在于：所述空调系统的设计方法将温度和湿度分开处理，所述空调系统湿度控制依靠新风来控制，所述空调系统新风量和新风机的确定方法包括以下两个步骤：首先按照卫生新风量和除湿新风量二者中的大值来确定新风量,其次根据确定的新风量来选择新风机组。
5.根据权利要求4所述的溶液调湿新风结合高温多联机的空调系统的设计方法，其特征在于：所述空调系统温度控制依靠室内机来控制，所述空调系统的多联室内机的设计选型按照显热负荷来确定，多联室外机的设计选型与多联室内机的选型相对应。
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