CN112032896A - 基于新风系统的室内温湿度调节方法及新风系统 - Google Patents

基于新风系统的室内温湿度调节方法及新风系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于新风系统的室内温湿度调节方法，在新风系统的进风口和吸入风机之间的管道上加装管道风机和水洗装置，设置水洗装置的进风口和出风口分别处于其液面以下和以上，使得新风系统引入的室外空气在进入室内之前，预先经过水洗装置水浴，通过水洗装置内液体的等温水蒸发，进行调温调湿。此外，本发明还公开了一种适用于该方法的进风水洗蒸发的新风系统，除可对引入的空气进行过滤之外，还可对室内的温湿度进行调节，大大节约了能源的消耗。

Description

基于新风系统的室内温湿度调节方法及新风系统
技术领域
本发明涉及新风系统领域，特别是涉及一种基于新风系统的室内温湿度调节方法及进风水洗蒸发的新风系统。
背景技术
传统的新风系统是采用滤网式对空气进行过滤，而且一些能过滤PM2.5的滤网不能清洗，迟早会造成滤网的堵塞，由于新风系统中的风机功率较大，具有很高的风压，一旦滤网出现堵塞没有及时排除(更换或清洗)，新风系统会出现无法再吸入新风的情况，导致丧失过滤能力，大量的粉尘会进入热交换器，轻则降低热交换器效率，重则完全堵塞热交换器；最后会有大量的粉尘进入室内，反而污染了室内空气；而且，滤网无法对室外空气中的细菌、病毒的气溶胶进行有效过滤。
由于新风系统空气交换流量大的特性，在系统的进风口会出现高流速的特性，在春夏之际，很多飞虫有随风翱翔的生物特性，往往被从吸风口吸入，最后和粉尘一起落入室内，更多的飞虫尸体留在新风系统中，为疾病传播带来了很大的隐患。
另外，传统的新风系统，能源损失较大。众所周知，室内和室外的存在温差，尤其在夏季，室内往往采用人为室内温度改善装置(如：夏季的空调)，这样更加加大了室内外的温差；新风系统的频繁的室内外空气交换，虽然保证室内的空气清新，但会造成巨大的能源损失，在一些升级版中的新风系统具有热交换器，其热效率也是有限。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于新风系统的室内温湿度调节方法，同时提供了适用该方法的进风水洗蒸发的新风系统，具有可对室内的温湿度进行调节，节约能源的优点。
本发明的技术方案是：
一种基于新风系统的室内温湿度调节方法，包括以下步骤：在新风系统的进风口和吸入风机之间的管道上加装水洗装置，使得新风系统引入的室外空气在进入室内之前，预先经过水洗装置水浴，通过水洗装置内液体的等温水蒸发，进行调温调湿。
在进一步的技术方案中，所述水洗装置的水洗方式为：该水洗装置内部具有水洗液，设置水洗装置的进风口处于其液面以下或以上，水洗装置的出风口处于其液面以上。
在进一步的技术方案中，所述水洗装置的水洗方式为：自水洗装置的顶部向下喷淋水滴，水滴均匀流经进风通道。
在进一步的技术方案中，在新风系统的进风口和水洗装置之间的管道上还加装有可调功率的管道风机。
上述技术方案的工作原理如下：
通过本发明的方法，除可对引入的空气进行过滤之外，还可对室内的温湿度进行调节，大大节约了能源的消耗。
本发明的方法对空气进行温度调节的原理是：利用了等温水蒸发原理，对于一个自由水面来说，水分子是在不断运动中的，在外部因素的影响下，水分子动能增加，运动加剧，水分子的运动愈活跃，由于水分子之间本身存在着一定的相互作用力，即内聚力，使得水分子聚集于水体，但当水分子运动的动能大于水分子之间的内聚能时，水分子就能从水体逸出而散失到大气当中，而水中的水分子动能将会降低(也即水温会降低)，此即为蒸发的物理机制。根据Dalton蒸发定律，蒸发速率W＝C(E-e)/P，其中P代表气压，E为水面温度下的饱和水汽压，e为水面上空气的实际水汽压，P为气压，C为与风速有关的比例系数。从这个公式中我们可以看到，蒸发速率主要与水温、风速、空气的湿度和大气压力有关，水温高、风速大则蒸发量大。在本发明中从室外吸入的空气，进入水洗装置，水洗装置的水洗方式有两种，一种是进风管道的端口处于液面之下，由于管道分机的做功，导致水洗装置中水处于翻滚状态，大大加大了水分子的动能，使其具备蒸发的初步条件，而经过水浴后溢出的被新风系统的吸入风机吸入，为蒸发提供了风速和降低水面上空气的实际水汽压条件，使整个装置具有水蒸发功能。另一种是通过向下的流水、喷淋的水滴或水雾来水洗进气，原理与上一种方式相同。在夏季时，管道风机吸入的室外空气温度很高，首先在水浴的过程中，利用翻滚状态中的小气泡增大了水和空气的接触面积，和水进行充分的热交换，其结果是空气得到了冷却，水得到了升温，这导致了在原有的蒸发基础上加大了蒸发量，空气温度越高蒸发量越高，而蒸发过程是一个耗能过程(水在一个大气压，20℃的情况下蒸发潜热系数为850kCal/kg)，会降低水洗装置中的水温，最后吸入风机吸入的经过与水热交换后的空气和与水同温的水蒸气的混合气体，这个混合气体比室外空气温度有了大幅的降低；而在冬季状态下，室外空气温度远低于水温，在水浴过程中，是空气温度提高，水温降低，大大降低了蒸发量，最后的混合气体温度比室外空气温度略有升高，效果不明显。
本发明的空气湿度调节原理是：当室外空气通过管道风机吸入，进入水洗装置的水中，如果空气湿度过高，空气中所含的水分在水浴的过程中被水吸收，空气湿度过低则没有这个吸收过程，溢出后的空气的湿度由气温和水位决定。由于新风系统有空气排出风机，会将室内的空气不断排出，所以室内空气湿度不会因为吸入的空气中湿度增加而累加，会维持在固定的水平，使得本发明有具备了除湿和加湿功能。
本发明还提供了一种适用于该方法的进风水洗蒸发的新风系统，其技术方案是：
一种进风水洗蒸发的新风系统，包括进风管道，所述进风管道上设有水洗装置，所述水洗装置为中空壳体结构，所述水洗装置上设有进风管道插入口，所述进风管道插入口与进风管道之间密封连接，所述进风管道的端口处于所述水洗装置的液面以下或以上；所述水洗装置的顶部连接有出风管道，出风管道连接新风系统的吸入风机。
本发明的工作的方式分为两种：1、空气水浴：进风管道的最低端低于水位，空气通过管道风机的加压，压入水中，并分成一粒粒气泡从水中溢出，溢出的过程中每个气泡表面粉尘和水接触后，留在了水中，溢出的空气汇集后，从水洗装置的出风口被新风系统吸入；2、空气水撞击：进风管道的最低端高于水位，空气通过管道风机的加压，直接打在水面上，空气和水撞击，水中的粉尘和水接触后，留在水中，空气在水洗装置的出风口被新风系统吸入。无论哪种工作方式，其宗旨都是通过空气和水的接触，将空气中的异味溶解于水中，将空气中的粉尘也留在水中，完成水对空气的洗涤，进而实现空气的清洁。
本发明的新风系统具有过滤、调节室内的温湿度的功能(具体原理同上述方法的原理)，大大节约了能源的消耗，适用于商用和家用。
在进一步的技术方案中，所述进风管道上位于进风管道的进风口和所述水洗装置之间设有管道风机，通过调节管道风机的工作功率，可以调节进风量的大小和风速，进而可对室内温度进行小范围的调节。
在进一步的技术方案中，所述水洗装置的顶部设有加液口，所述加液口连接有补水箱，所述加液口上设有液位阀，可通过液位阀检测水洗装置内的液位，并通过补水箱自行补水，补水箱上设有加水口。
在进一步的技术方案中，所述水洗装置的顶部还设有加料口，该加料口上设有密封盖，可通过加料口向水洗装置内添加食盐或其他杀菌剂，使水洗装置中的水变成一定浓度具有杀菌作用的盐水，实现对空气的杀菌和病毒气溶胶的杀灭，同理添加精油可使室内的空气更加清新。
本发明的有益效果是：
1、本发明具有良好的空气过滤效果，可大大降低室内空气中的PM2.5，提高了室内空气质量，有良好的防霾效果。
2、本发明通过可对进风的温度进行调节(在室外温度38℃情况下，经过该装置的进风温度在30℃左右)。
3、本发明减少了新风系统中滤网等易耗品的使用，同时无需经常更换配件，降低了新风系统日常使用的维护量，保证了热交换器的清洁，避免了热交换器的损伤，使热交换器始终工作在最佳的热交换效率，极大的降低了新风系统的能耗，降低了新风系统的使用成本。
4、本发明具备湿度调节功能，提高了用户体验的舒适感，使得在南方雨季时使用中，完成除湿功能，大大降低室内的空气湿度；而对于北方的冬天由于室内的暖气造成室内空气湿度较低，该方法也能完成加湿功能。
5、通过加料口可以向水中添加精油或消毒剂等，平时添加精油，可以使整个室内弥漫舒适清新的芳香，在疫情发生期间可以添加消毒剂，如食盐，使水洗装置中的水达到一定浓度，就能起到抑菌和稀释病毒气溶胶的作用，起到守护用户健康的作用。
附图说明
图1是本发明实施例所述新风系统采用空气水浴方式时的结构示意图；
图2是本发明实施例所述新风系统采用空气水撞击方式时的结构示意图；
图3是本发明实施例所述新风系统采用喷淋液滴方式时的结构示意图。
附图标记说明：
10、水洗装置；20、进风管道；30、管道风机；40、加液口；50、补水箱；60、加料口；70、出风管道；80、吸入风机；90、喷淋头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
实施例：
一种基于新风系统的室内温湿度调节方法，包括以下步骤：在新风系统的进风口和吸入风机之间的管道上加装水洗装置，使得新风系统引入的室外空气在进入室内之前，预先经过水洗装置水浴，通过水洗装置内液体的等温水蒸发，进行调温调湿。
在另外一个实施例中，水洗装置的水洗方式为：该水洗装置内部具有水洗液，设置水洗装置的进风口处于其液面以下或以上，水洗装置的出风口处于其液面以上。
在另外一个实施例中，水洗装置的水洗方式为：自水洗装置的顶部向下喷淋水滴，水滴均匀流经进风通道。
在另外一个实施例中，在新风系统的进风口和水洗装置之间的管道上还加装有可调功率的管道风机。
上述技术方案的工作原理如下：
通过本发明的方法，除可对引入的空气进行过滤之外，还可对室内的温湿度进行调节，大大节约了能源的消耗。
本发明的方法对空气进行温度调节的原理是：利用了等温水蒸发原理，对于一个自由水面来说，水分子是在不断运动中的，在外部因素的影响下，水分子动能增加，运动加剧，水分子的运动愈活跃，由于水分子之间本身存在着一定的相互作用力，即内聚力，使得水分子聚集于水体，但当水分子运动的动能大于水分子之间的内聚能时，水分子就能从水体逸出而散失到大气当中，而水中的水分子动能将会降低(也即水温会降低)，此即为蒸发的物理机制。根据Dalton蒸发定律，蒸发速率W＝C(E-e)/P，其中P代表气压，E为水面温度下的饱和水汽压，e为水面上空气的实际水汽压，P为气压，C为与风速有关的比例系数。从这个公式中我们可以看到，蒸发速率主要与水温、风速、空气的湿度和大气压力有关，水温高、风速大则蒸发量大。在本发明中从室外吸入的空气，进入水洗装置，水洗装置的水洗方式有两种，一种是进风管道的端口处于液面之下，由于管道分机的做功，导致水洗装置中水处于翻滚状态，大大加大了水分子的动能，使其具备蒸发的初步条件，而经过水浴后溢出的被新风系统的吸入风机吸入，为蒸发提供了风速和降低水面上空气的实际水汽压条件，使整个装置具有水蒸发功能。另一种是通过向下的流水、喷淋的水滴或水雾来水洗进气，原理与上一种方式相同。在夏季时，管道风机吸入的室外空气温度很高，首先在水浴的过程中，利用翻滚状态中的小气泡增大了水和空气的接触面积，和水进行充分的热交换，其结果是空气得到了冷却，水得到了升温，这导致了在原有的蒸发基础上加大了蒸发量，空气温度越高蒸发量越高，而蒸发过程是一个耗能过程(水在一个大气压，20℃的情况下蒸发潜热系数为850kCal/kg)，会降低水洗装置中的水温，最后吸入风机吸入的经过与水热交换后的空气和与水同温的水蒸气的混合气体，这个混合气体比室外空气温度有了大幅的降低；而在冬季状态下，室外空气温度远低于水温，在水浴过程中，是空气温度提高，水温降低，大大降低了蒸发量，最后的混合气体温度比室外空气温度略有升高，效果不明显。
本发明的空气湿度调节原理是：当室外空气通过管道风机吸入，进入水洗装置的水中，如果空气湿度过高，空气中所含的水分在水浴的过程中被水吸收，空气湿度过低则没有这个吸收过程，溢出后的空气的湿度由气温和水位决定。由于新风系统有空气排出风机，会将室内的空气不断排出，所以室内空气湿度不会因为吸入的空气中湿度增加而累加，会维持在固定的水平，使得本发明有具备了除湿和加湿功能。
如图1和图2所示，一种进风水洗蒸发的新风系统，包括进风管道20，进风管道20上设有水洗装置10，水洗装置10为中空壳体结构，水洗装置10上设有进风管道20插入口，进风管道20插入口与进风管道20之间密封连接，进风管道20的端口处于水洗装置10的液面以下或以上；水洗装置10的顶部连接有出风管道70，出风管道70连接新风系统的吸入风机80。
本发明的工作的方式分为两种：1、空气水浴：进风管道20的最低端低于水位，空气通过管道风机30的加压，压入水中，并分成一粒粒气泡从水中溢出，溢出的过程中每个气泡表面粉尘和水接触后，留在了水中，溢出的空气汇集后，从水洗装置10的出风口被新风系统吸入；2、空气水撞击：进风管道20的最低端高于水位，空气通过管道风机30的加压，直接打在水面上，空气和水撞击，水中的粉尘和水接触后，留在水中，空气在水洗装置10的出风口被新风系统吸入。无论哪种工作方式，其宗旨都是通过空气和水的接触，将空气中的异味溶解于水中，将空气中的粉尘也留在水中，完成水对空气的洗涤，进而实现空气的清洁。
本发明的新风系统具有过滤、调节室内的温湿度的功能(具体原理同上述方法的原理)，大大节约了能源的消耗，适用于商用和家用。
在另外一个实施例中，如图1和图2所示，进风管道20上位于进风管道20的进风口和水洗装置10之间设有管道风机30，通过调节管道风机30的工作功率，可以调节进风量的大小和风速，进而可对室内温度进行小范围的调节。
在另外一个实施例中，如图1和图2所示，水洗装置10的顶部设有加液口40，加液口40连接有补水箱50，加液口40上设有液位阀，可通过液位阀检测水洗装置10内的液位，并通过补水箱50自行补水，补水箱50上设有加水口。
在另外一个实施例中，如图1和图2所示，水洗装置10的顶部还设有加料口60，该加料口60上设有密封盖，可通过加料口60向水洗装置10内添加食盐或其他杀菌剂，使水洗装置10中的水变成一定浓度具有杀菌作用的盐水，实现对空气的杀菌和病毒气溶胶的杀灭，同理添加精油可使室内的空气更加清新。
如图3所示，本发明还提供了另外一种进风水洗蒸发的新风系统，包括进风管道20，进风管道20上设有水洗装置10，水洗装置10为中空壳体结构，水洗装置10上设有进风管道20插入口，进风管道20插入口与进风管道20之间密封连接，水洗装置10的顶部设有喷淋头90，喷淋头90朝下设置，水洗装置10的内部还设有循环管，该循环管的一端与喷淋头90连接，另一端伸入水洗装置10的液面以下，循环管上设有循环泵；水洗装置10的顶部或侧部连接有出风管道70，出风管道70连接新风系统的吸入风机80。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于新风系统的室内温湿度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：在新风系统的进风口和吸入风机之间的管道上加装水洗装置，使得新风系统引入的室外空气在进入室内之前，预先经过水洗装置水浴，通过水洗装置内液体的等温水蒸发，进行调温调湿。
2.根据权利要求1所述的基于新风系统的室内温湿度调节方法，其特征在于，所述水洗装置的水洗方式为：该水洗装置内部具有水洗液，设置水洗装置的进风口处于其液面以下或以上，水洗装置的出风口处于其液面以上。
3.根据权利要求1所述的基于新风系统的室内温湿度调节方法，其特征在于，所述水洗装置的水洗方式为：自水洗装置的顶部向下喷淋水滴，水滴均匀流经进风通道。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于新风系统的室内温湿度调节方法，其特征在于，在新风系统的进风口和水洗装置之间的管道上还加装有可调功率的管道风机。
5.一种进风水洗蒸发的新风系统，包括进风管道，其特征在于，所述进风管道上设有水洗装置，所述水洗装置为中空壳体结构，所述水洗装置上设有进风管道插入口，所述进风管道插入口与进风管道之间密封连接，所述进风管道的端口处于所述水洗装置的液面以下或以上；所述水洗装置的顶部连接有出风管道。
6.根据权利要求5所述的进风水洗蒸发的新风系统，其特征在于，所述进风管道上位于进风管道的进风口和所述水洗装置之间设有管道风机。
7.根据权利要求5或6所述的进风水洗蒸发的新风系统，其特征在于，所述水洗装置的顶部设有加液口，所述加液口连接有补水箱，所述加液口上设有液位阀。
8.根据权利要求7所述的进风水洗蒸发的新风系统，其特征在于，所述水洗装置的顶部还设有加料口，该加料口上设有密封盖。
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