CN107883479A - 带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，包括控制部、排风口以及相互独立的温度调节部和湿度调节部，排风口、温度调节部和湿度调节部通过电信号与控制部连接；温度调节部包括设置于房间顶部的辐射吊顶，辐射吊顶由含水管构成；湿度调节部包括新风处理机组，新风处理机组与地板送风散流器连通，新风处理机组包括静电离子箱，静电离子箱内设置能过滤吸附细颗粒物的极板，新风处理机组还包括极板清洗单元，极板清洗单元通过电信号与控制部连接；排风口设置于房间顶部。该空调系统既解决传统空调热湿联合处理所造成的能耗浪费，又解决温湿度独立控制时处理潜热的新风的品质问题，保证了PM2.5达标。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统。
背景技术
从热舒适和健康出发,一般夏季室内设计参数分别为:干球温度25℃,相对湿度60％,露点温度16.6℃。为同时达到降温去湿的目的,常规空调系统需利用制冷机制备出7℃的冷冻水,以去除建筑物的潜热与显热负荷,这种方式存在着以下问题：
1.热湿联合处理造成能源浪费：排除余湿要求冷源温度低于室内空气的露点温度,而排除余热仅要求冷源温度低于室温。占总负荷一半以上的显热负荷本可以采用高温冷源带走,却与除湿一起共用7℃的低温冷源进行处理,造成能量利用品位上的浪费。而且，经过冷凝除湿后的空气虽然湿度满足要求,但温度过低,有时还需要再热,造成了能源的进一步浪费。
2.空气处理的显热潜热比难以与室内热湿比的变化相匹配：通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿,其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化,而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。当不能同时满足温度和湿度的要求时,一般是牺牲对湿度的控制,向仅满足温度的要求来妥协,造成室内相对湿度过高或过低的现象。过高的结果是不舒适,进而降低室温设定值,来改善热舒适,造成能耗不必要的增加；相对湿度过低也将导致室内外焓差增加使新风处理能耗增加。
3.室内空气品质问题：冷凝除湿产生的潮湿表面成为霉菌繁殖的最好场所。空调系统繁殖和传播霉菌成为空调可能引起健康问题的主要原因。
温湿度独立控制空调系统可解决上述问题的有效途径。温湿度独立调节空调系统空调系统承担着排除室内余热、余湿的任务。由于排除室内余湿与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致,即可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的要求,而排除室内余热的任务则通过其它的系统(辐射换热消除显热)实现。由于无需承担除湿的任务,因而较高温度的冷源即可实现排除余热的控制任务。温湿度独立控制空调系统,采用温度与湿度2套独立的空调控制系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的能量损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统,可以满足不同房间热湿比不同的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)现象。温湿度独立控制空调系统的基本组成有：高温冷源、余热消除末端装置组成了处理显热(温度)的空调系统,采用水作为输送媒介(其输送能耗仅是输送空气能耗的1/10～1/5)；处理潜热(湿度)的系统由新风处理机组、送风末端装置组成,采用新风作为能量输送的媒介。
但是现实的困境是，由于环境影响，室外的新风受污染会导致PM2.5(细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)严重超标。采用温湿度独立控制空调系统的方式，送新风环节中，当危害人体健康的PM2.5严重超标时，无法确保送出的新风是洁净、有效的清新空气。这就必须对进入室内的新风中的微颗粒过滤。使用传统的滤网对进入室内的新风过滤，风阻损失过大；定期更换系统的滤网既麻烦也不经济。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，既解决传统空调热湿联合处理所造成的能耗浪费，又解决温湿度独立控制时处理潜热(湿度调节)的新风的品质问题，保证PM2.5达标，保证室内人体舒适性的同时也保证了室内空气的品质。
本发明的目的是这样实现的，一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，包括控制部和排风口，所述带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统包括相互独立的温度调节部和湿度调节部，所述排风口、所述温度调节部和所述湿度调节部通过电信号与所述控制部连接；所述温度调节部包括设置于房间顶部的辐射吊顶，所述辐射吊顶由含水管构成；所述湿度调节部包括新风处理机组，所述新风处理机组与地板送风散流器连通，所述新风处理机组包括静电离子箱，所述静电离子箱内设置能过滤吸附细颗粒物的极板，所述新风处理机组还包括极板清洗单元，所述极板清洗单元通过电信号与所述控制部连接；所述排风口设置于房间顶部。
在本发明的一较佳实施方式中，所述新风处理机组包括风管和风机，所述风机连通设置于所述风管上，所述风管的出口与所述地板送风散流器连通设置，所述风管的入口处设置初滤网结构，所述静电离子箱串接于所述风管上，所述初滤网结构与所述静电离子箱的入口之间顺序设置能开启且能封闭的进风百叶板和进风面喷淋管，所述静电离子箱的出口的外部顺序设置能开启且能封闭的出风面喷淋管和出风百叶板，所述进风面喷淋管和所述出风面喷淋管均与所述极板清洗单元连通，所述静电离子箱的底部设置排污口。
在本发明的一较佳实施方式中，所述新风处理机组还包括设置于所述风管的出口处的能将臭氧还原成氧气的除臭氧结构，所述除臭氧结构与所述静电离子箱的出口连通设置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述初滤网结构内设置初滤网，所述除臭氧结构内设置臭氧催化网。
在本发明的一较佳实施方式中，所述进风百叶板和所述出风百叶板均为电动百叶板，所述进风百叶板和所述出风百叶板均通过电信号与所述控制部连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统还包括电控箱，所述控制部和所述极板清洗单元设置于所述电控箱内，所述电控箱内还设置有用于连接所述极板清洗单元与所述进风面喷淋管、所述出风面喷淋管的管路和电磁阀。
在本发明的一较佳实施方式中，所述极板清洗单元包括清洗水泵，所述清洗水泵与所述进风面喷淋管、所述出风面喷淋管连通设置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述风机为负压风机。
在本发明的一较佳实施方式中，所述极板上设置有能检测所述极板吸附细颗粒物厚度的检测单元，所述检测单元通过电信号与所述控制部连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述控制部接收所述检测单元的检测信号，所述控制部通过检测信号控制所述极板清洗单元的开闭。
由上所述，本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统具有如下有益效果：
(1)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，通过相互独立的温度调节部和湿度调节部分别控制、调节室内的温度与湿度,避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的能量损失，并且可以满足不同房间热湿比不同的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)现象，解决传统空调热湿联合处理所造成的能耗浪费，整个空调系统降低了能耗；
(2)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，湿度调节部的置换通风具有较明显的层状分布特征，这是传统空调形式所不具备的，且置换通风加辐射换热的空调形式在热舒适性和空气质量方面均优于传统的空调形式；
(3)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，静电离子箱内的极板能有效地过滤吸附细颗粒物，并且极板清洗单元能够在控制部的控制下及时地自动清洗极板，静电离子内完全自动清洗、自动排污、自动干燥，并能自动再次投入运行；
(4)在带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统的生命周期内，极板免维护、无耗材，杜绝了由于滤网更换不及时而造成二次污染的传统新风过滤方案的弊端，极板可以滤除室外新风中98％的PM2.5及以下细颗粒物，对风管内风阻几乎无损失，且用于空气质量净化的静电离子箱23智能运行，有效地提高了湿度调节部的新风质量和工作效率，满足新风品质要求，保证PM2.5达标，保证室内人体舒适性的同时也保证了室内空气的品质。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统的示意图。
图2：为图1中Ⅰ处放大图。
图3：为本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统的运行流程图。
图中：
100、带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统；
1、温度调节部；
11、辐射吊顶；
2、湿度调节部；
21、新风处理机组；
211、风管；212、风机；
22、地板送风散流器；
23、静电离子箱；
231、极板；232、进风百叶板；233、进风面喷淋管；234、出风面喷淋管；235、出风百叶板；
24、初滤网结构；
25、除臭氧结构；
3、控制部；
4、排风口；
5、电控箱；
6、清洗水泵；
8、循环水供给结构；
9、房间。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1至图3所示，本发明提供的一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100，包括控制部3和排风口4，带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100包括相互独立的温度调节部1和湿度调节部2，排风口4、温度调节部1和湿度调节部2均通过电信号与控制部3连接(电信号连接技术为现有技术)，在本实施方式中，温度调节部1上设置温度检测单元，湿度调节部2上设置湿度和PM2.5浓度检测单元，控制部3接收温度调节部1的温度检测单元传递来的温度参数，控制部3接收湿度和PM2.5浓度检测单元传递来的湿度和PM2.5浓度参数，并根据各参数控制温度调节部1和湿度调节部2的工作状态，控制部3根据温度调节部1和湿度调节部2的工作状态控制排风口4的工作状态，控制部3的信号接收与控制信号的发出技术为现有电信号连接技术，在此不再赘述；温度调节部1包括设置于房间9顶部的辐射吊顶11，辐射吊顶11由含水管构成，含水管内循环流动有用于温度调节的输送媒介-水，与现有的温湿度独立控制空调系统中处理显热(温度)的空调系统一致，含水管与循环水供给结构8连通设置，辐射吊顶11通过辐射换热实现温度调节；湿度调节部2包括新风处理机组21，新风处理机组21与地板送风散流器22连通，湿度调节部2的置换通风具有明显的层状分布特征，新风处理机组21包括静电离子箱23，静电离子箱23内设置能过滤吸附细颗粒物的极板231，新风处理机组21还包括极板清洗单元，极板清洗单元通过电信号与控制部3连接；排风口4设置于房间顶部。
本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100中，通过相互独立的温度调节部1和湿度调节部2分别控制、调节室内的温度与湿度,避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的能量损失，并且可以满足不同房间热湿比不同的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)现象，解决传统空调热湿联合处理所造成的能耗浪费，整个空调系统降低了能耗；本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100中，湿度调节部2的置换通风具有较明显的层状分布特征，这是传统空调形式所不具备的，且置换通风加辐射换热的空调形式在热舒适性和空气质量方面均优于传统的空调形式；本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100中，静电离子箱23内的极板231能有效地过滤吸附细颗粒物，并且极板清洗单元能够在控制部3的控制下及时地自动清洗极板231，静电离子箱23内完全自动清洗、自动排污、自动干燥，并能自动再次投入运行；在带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100的生命周期内，极板231免维护、无耗材，杜绝了由于滤网更换不及时而造成二次污染的传统新风过滤方案的弊端，极板231可以滤除室外新风中98％的PM2.5及以下细颗粒物，对风管内风阻几乎无损失，且用于空气质量净化的静电离子箱23智能运行，有效地提高了湿度调节部2的新风质量和工作效率，满足新风品质要求，保证PM2.5达标，保证室内人体舒适性的同时也保证了室内空气的品质。
进一步，如图1和图2所示，新风处理机组21包括风管211和风机212，风机212连通设置于风管211上，在本实施方式中，风机212为负压风机，室外空气在风机212的负压作用下被吸入风管211中。风管211的出口与地板送风散流器22连通设置，风管211的入口处设置初滤网结构24，在本实施方式中，初滤网结构24内设置初滤网，初滤网对自室外进入风管211内的新风进行初过滤，实现新风的初过滤；静电离子箱23串接于风管211上，初滤网结构24与静电离子箱23的入口之间顺序设置能开启且能封闭的进风百叶板232和进风面喷淋管233，静电离子箱23的出口外部顺序设置能开启且能封闭的出风面喷淋管234和出风百叶板235，进风面喷淋管233和出风面喷淋管234均与极板清洗单元连通，静电离子箱23的底部设置排污口。在本实施方式中，进风百叶板232和出风百叶板235均为电动百叶板，进风百叶板232和出风百叶板235均通过电信号与控制部连接。当进入极板231自动清洗程序时，进风百叶板232和出风百叶板235自动关闭，避免极板231清洗污水进入风管，清洗产生的污水通过排污口流出系统。
进一步，如图1和图2所示，新风处理机组21还包括设置于风管211的出口处的除臭氧结构25，除臭氧结构25能将臭氧还原成氧气，除臭氧结构25与静电离子箱23的出口连通设置。在本实施方式中，除臭氧结构25内设置臭氧催化网，臭氧催化网是采用高温烧结技术，在蜂窝状的铝格网上附着触媒层构成的，臭氧催化网应用高效等离子催化原理，当含臭氧的空气通过蜂窝状铝格网时，在触媒的催化作用下，可以将空气中的臭氧和有机污染气体分解掉。静电离子箱23的极板231电离吸附新风细颗粒物时，可能产生的对人体有害的超量臭氧，除臭氧结构25将臭氧还原成氧气，确保经净化过滤后的新风是洁净健康的。
进一步，如图1和图2所示，带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100还包括电控箱5，控制部3和极板清洗单元设置于电控箱5内，电控箱5内还设置有用于连接极板清洗单元与进风面喷淋管233、出风面喷淋管234的管路和电磁阀。在本实施方式中，极板清洗单元包括清洗水泵6，清洗水泵6与进风面喷淋管、出风面喷淋管连通设置。
进一步，极板231上设置有能检测极板231吸附细颗粒物浓度的检测单元，检测单元通过电信号与控制部3连接。在使用过程中，控制部3接收检测单元的检测信号，控制部3通过检测信号控制极板清洗单元的开闭。
如图3所示，带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100运行过程中，温度调节部1的用含水管布置的一体化的辐射吊顶11采用18℃水作为输送媒介，温度调节部1通过控制水流量来控制温度，且保证辐射吊顶11表面平均水温高于附近露点温度以保证不结露。当室内设定温度为25℃时,采用屋顶或垂直表面辐射方式,平均冷水温度18℃,单位面积辐射表面可排除显热量大于40W/m2,已基本可满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。
湿度调节部2中，进行新风输送时，控制部3控制风机212、地板送风散流器22开启运行，进风百叶板232和出风百叶板235处于开启状态，控制部3控制清洗水泵6关闭，室外混浊空气在风机212的负压作用下被吸入风管211中，室外空气首先经过装有初滤网的初滤网结构24初滤，再通过进风百叶板232、经过进风面喷淋管233进入静电离子箱23内，经过静电离子箱23内的极板231进行细颗粒物过滤，经静电离子箱23净化过滤后的洁净新风穿过出风面喷淋管234和出风百叶板235，再进入除臭氧结构25，新风中臭氧还原成氧气，新风处理机组21(置换通风结构)以极低的送风速度(送风速度＜0.25m/s)、较小的新风量将过滤后的新风(新鲜的空气)由房间底部的地板送风散流器22(地板送风散流器22内含均压装置，现有技术)从最接近的室内人员的桌子下部送入，室内热空气和污浊空气自房间顶部的排风口4排出，从而形成室内低风速、温度和污染物浓度分层分布的流场。地板送风散流器22输送至室内的新风借助室内热源的热羽流由下至上形成活塞流型，因此室内空气形成明显的分层，工作区获得足够新风(新鲜送风空气)，室内空气品质高，湿度调节部2实现控制室内湿度和PM2.5浓度的功能。
控制部3接收到的检测单元的检测信号中，极板231吸附细颗粒物厚度数据达到清洗数值时，控制部3控制风机212、地板送风散流器22停止运行，控制部3控制进风百叶板232和出风百叶板235关闭，启动清洗水泵6，清洗水自进风面喷淋管233、出风面喷淋管234喷出，对静电离子箱23进行清洗，清洗结束并干燥后，检测单元传递信号给控制部3，控制部3控制新风处理机组21自动恢复新风输送运行。
带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100能够降低公共建筑能耗，极大改善建筑环境空气品质，实现节能减排。相同的气候环境中，相对于常规空调系统而言,带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100能够节能约30％以上。无论从空气的速度或者温度分布，湿度调节部2的置换通风具有较明显的层状分布特征，这是传统空调形式所不具备的，且置换通风加辐射换热的空调形式在热舒适性和空气质量方面均优于传统的空调形式；带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100可应用于医院、学校等环境品质要求较高的场所。带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统100，可以有效解决能耗高、舒适性差、新风除霾对人们的困扰等问题，除了经济效益外，也对社会进步意义有一定影响。
由上所述，本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统具有如下有益效果：
(1)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，通过相互独立的温度调节部和湿度调节部分别控制、调节室内的温度与湿度,避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的能量损失，并且可以满足不同房间热湿比不同的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)现象，解决传统空调热湿联合处理所造成的能耗浪费，整个空调系统降低了能耗；
(2)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，湿度调节部的置换通风具有较明显的层状分布特征，这是传统空调形式所不具备的，且置换通风加辐射换热的空调形式在热舒适性和空气质量方面均优于传统的空调形式；
(3)本发明的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统中，静电离子箱内的极板能有效地过滤吸附细颗粒物，并且极板清洗单元能够在控制部的控制下及时地自动清洗极板，静电离子内完全自动清洗、自动排污、自动干燥，并能自动再次投入运行；
(4)在带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统的生命周期内，极板免维护、无耗材，杜绝了由于滤网更换不及时而造成二次污染的传统新风过滤方案的弊端，极板可以滤除室外新风中98％的PM2.5及以下细颗粒物，对风管内风阻几乎无损失，且用于空气质量净化的静电离子箱23智能运行，有效地提高了湿度调节部的新风质量和工作效率，满足新风品质要求，保证PM2.5达标，保证室内人体舒适性的同时也保证了室内空气的品质。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，包括控制部和排风口，其特征在于，所述带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统包括相互独立的温度调节部和湿度调节部，所述排风口、所述温度调节部和所述湿度调节部通过电信号与所述控制部连接；所述温度调节部包括设置于房间顶部的辐射吊顶，所述辐射吊顶由含水管构成；所述湿度调节部包括新风处理机组，所述新风处理机组与地板送风散流器连通，所述新风处理机组包括静电离子箱，所述静电离子箱内设置能过滤吸附细颗粒物的极板，所述新风处理机组还包括极板清洗单元，所述极板清洗单元通过电信号与所述控制部连接；所述排风口设置于房间顶部。
2.如权利要求1所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述新风处理机组包括风管和风机，所述风机连通设置于所述风管上，所述风管的出口与所述地板送风散流器连通设置，所述风管的入口处设置初滤网结构，所述静电离子箱串接于所述风管上，所述初滤网结构与所述静电离子箱的入口之间顺序设置能开启且能封闭的进风百叶板和进风面喷淋管，所述静电离子箱的出口的外部顺序设置能开启且能封闭的出风面喷淋管和出风百叶板，所述进风面喷淋管和所述出风面喷淋管均与所述极板清洗单元连通，所述静电离子箱的底部设置排污口。
3.如权利要求2所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述新风处理机组还包括设置于所述风管的出口处的能将臭氧还原成氧气的除臭氧结构，所述除臭氧结构与所述静电离子箱的出口连通设置。
4.如权利要求3所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述初滤网结构内设置初滤网，所述除臭氧结构内设置臭氧催化网。
5.如权利要求2所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述进风百叶板和所述出风百叶板均为电动百叶板，所述进风百叶板和所述出风百叶板均通过电信号与所述控制部连接。
6.如权利要求2所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统还包括电控箱，所述控制部和所述极板清洗单元设置于所述电控箱内，所述电控箱内还设置有用于连接所述极板清洗单元与所述进风面喷淋管、所述出风面喷淋管的管路和电磁阀。
7.如权利要求6所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述极板清洗单元包括清洗水泵，所述清洗水泵与所述进风面喷淋管、所述出风面喷淋管连通设置。
8.如权利要求2所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述风机为负压风机。
9.如权利要求1所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述极板上设置有能检测所述极板吸附细颗粒物厚度的检测单元，所述检测单元通过电信号与所述控制部连接。
10.如权利要求9所述的带有新风除霾自清洗功能的温湿度独立控制的空调系统，其特征在于，所述控制部接收所述检测单元的检测信号，所述控制部通过检测信号控制所述极板清洗单元的开闭。
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