CN1153933C - 除湿空调系统及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除湿空调系统,具有由干燥剂吸附水分后由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后使吸附前述水分后的干燥剂通过以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而使处理空气冷却的冷却空气的通路;使处理空气与再生空气交替地流过干燥剂,还具有使前述处理空气与冷却空气可变地进行热交换的装置。

Description

除湿空调系统及其运转方法
技术领域
本发明涉及一种使用干燥剂的空调系统,特别是一种将热泵用作再生空气的加热及处理空气的冷却用热源的空调系统。
背景技术
图7表示将吸收热泵(标记为200:HP)作为热源机,与使用干燥剂的空调机、即所谓除湿空调机组合的空调系统。
该空调系统是一种这样的空调系统,即其具有通过干燥剂回转体103而吸附水分的处理空气的通路A、由加热源加热后、通过前述吸附水分后的干燥剂回转体103而使干燥剂中的水分脱去再生的再生空气的通路B、在吸收水分的处理空气与干燥剂回转体103再生前由加热源加热前的再生空气之间的显热热交换器104的空调机、吸收热泵200;将前述吸收热泵200的高热源作为加热源、用加热器120来加热前述空调机的再生空气,由此进行干燥剂的再生,并且将前述吸收热泵的低热源作为冷却热源、用冷却器115来进行前述空调机的处理空气的冷却。
而且,该空调系统由于其吸收热泵是采用同时进行除湿空调机的处理空气的冷却与再生空气的加热的结构,借助从吸收热泵外部施加的驱动热,使吸收热泵产生处理空气的冷却效果,并且由热泵的作用,用从处理空气积攒的热与吸收热泵的驱动热合计的热量来进行干燥剂的再生,因而能将从外部施加的驱动能量多重应用,能获得较高的节能效果。
这种空调装置如由图8的湿空气曲线图上所示的空气侧的循环所判断,由于为使该系统的干燥剂再生,施加到再生空气上的热量(ΔH)所得的冷气效果(图中ΔQ-Δq)、即所谓除湿空调循环的冷气效果,是与吸附水分后的处理空气(状态L)热交换的外界空气(状态Q)的温度越低则效果越大,因此作为增加整个装置的冷气效果的措施是与再生空气系统分别地设置将状态L的处理空气冷却的冷却空气系统,将该冷却空气预先加湿而使其温度下降后,借助其与处理空气热交换来增加冷气效果。
这种冷却空气系统另外设置的场合的例子如图9所示,而对应于该图9的空气状态变化的过程则如图10的湿空气曲线图所示。
图9不同于图7,其结构是与由干燥剂104吸附水分的处理空气(系统A)进行热交换的显热交换器104的热交换介质不是再生空气(系统B),而是设置别的冷却空气系统C,向该系统C内输入外界空气(OA),把由加湿器165加湿而冷却了的冷却空气作为热交换介质,由显热交换器104来冷却处理空气。而且,根据这样的结构,如图10所示,显热交换器104入口的冷却空气的温度(状态D)因加湿而变低,同时冷却空气的流量增多,因此冷却空气的热容量也变大,而处理空气冷却后的温度(状态M)变得比前述图7的情况还要低,由此增大了冷气效果。
但是,这种结构的空调系统在显热比较小的空调负荷、即在梅雨季节时气温比较低,湿度高的情况下,除湿干燥剂再生所必要的热泵的加热量与空气的显热处理所用的冷却量会失去平衡,此时若优先除湿,则由热泵的低热源115造成的冷却量过多,从空调机排出的进气温度变低,因而具有空调空间过冷的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的提供一种除湿空调系统及其运转方法,它在设置于低热源热交换器前面的显热热交换器内、是通过对除湿干燥剂再生用的低热源的处理空气被冷却的热量的抑制,确保低热源热交换器中的热负荷,即使是显热比小的空调负荷也能适应。
发明的公开
本发明所记载的是一种除湿空调系统,其具有:由干燥剂吸附水分后由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后、通过前述吸附水分后的干燥剂以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而使处理空气冷却的冷却空气的通路;其使处理空气及再生空气交替地流过干燥剂,其特征是:
设有一种借助对冷却空气流量的调节而使前述处理空气与冷却空气可变地进行热交换的装置,上述冷却空气是通过用来冷却前述处理空气的热交换器的。
这样,通过对处理空气与冷却空气的热交换量的调节,就能柔和地适应具有各种显热比的空调负荷的除湿及冷气运转,即使在除湿运转时空调空间也不至于过冷。
本发明所记载的是一种除湿空调系统的操作方法,其特征是:在所述的除湿空调系统中,检测出进行空调的空间的干球温度与湿度,当检测出的干球温度低于设定值、检测出的湿度高于设定值时,使冷却空气的流动停止。
这样,当干球温度低于设定值且湿度高于设定值、即在必须进行所谓的除湿运转时,通过停止处理空气与冷却空气的热交换,可确保热泵的低热源交换器中的显热负荷,即使是在除湿运转时空调空间也不至于过冷。
本发明所记载的是一种除湿空调系统,其具有:由干燥剂吸附水分后由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后、通过前述吸附水分后的干燥剂以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而使处理空气冷却的冷却空气的通路,其使处理空气与再生空气交替地流过干燥剂,其特征是:
至少把通过干燥剂的处理空气及再生空气的流路区域分割为进行处理空气的水分吸附工序的第一区域和由再生空气进行干燥剂再生工序的第二区域,干燥剂做成经过第一区域和第二区域再返回到第一区域,同时前述热泵做成由低热源热交换器与处理空气进行热交换且由高热源热交换器与再生空气进行热交换;并且处理空气的通路是做成从处理空气的入口依次通过干燥剂的前述第一区域、第一显热交换器、前述低热源热交换器、第一加湿器而到处理空气的出口;而且再生空气通路是做成从再生空气的入口依次通过第二显热热交换器、前述高热源热交换器、干燥剂的前述第二区域、第二显热交换器而到再生空气的出口,并且冷却空气的通路是从冷却空气的入口顺次通过第二加湿器、第一显热交换器而到冷却空气的出口;而且在第一显热交换器中、处理空气与冷却空气形成热交换关系,在第二显热热交换器中、再生空气与冷却空气不形成热交换关系,并且具有借助调节前述冷却空气的流量、使前述处理空气与冷却空气可变地热交换的装置。
这样,由于调节处理空气与冷却空气之间的热交换量,就可柔和地适应具有各种显热比的空调负荷的除湿及冷气运转,在除湿运转的场合,由于抑制了作为干燥剂再生用的低热源的冷却空气被设置于低热源热交换器前的第一显热交换器冷却的热量,因此可确保低热源热交换器中的显热负荷,即使在除湿运转时空调空间也不至于过冷,而且在空调的显热负荷大的情况下可由第一显热交换器进行热交换,故可使热泵的处理空气的出口温度降低,也能适应冷气运转。
本发明所记载的是如所述的除湿空调系统,其特征是:干燥剂是做成回转状、经过第一区域和第二区域后返回到第一区域。
这样,由于使干燥剂回转状地回转,因此可连续地进行由干燥剂的水分吸附处理和由热泵的干燥剂再生处理。
本发明所记载的是一种除湿空调系统的操作方法,其特征是在所述的除湿空调系统中,用具有压缩机的蒸汽压缩式热泵的结构,同时检测出空调空间中的空气的干球温度及湿度;第一运转模式是当干球温度高于设定值且湿度也高于设定值时,使前述处理空气与冷却空气热交换,而且使第一加湿器的作用停止,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转;第二运转模式是当干球温度高于设定值且湿度低于设定值时,使前述处理空气与冷却空气热交换,而且使第一加湿器工作,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转;第三运转模式是当干球温度低于设定值且湿度也低于设定值时,随着干球温度与设定值的偏差的绝对值的增大而减少与前述处理空气作热交换的冷却空气的流量,而且停止第一加湿器的作用,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力减少地运转;第四运转模式是当干球温度低于设定值且湿度高于设定值时,使冷却空气的流动停止,并且停止第一和第二加湿器的作用,而且当湿度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转。
这样,由于分别检测出空调负荷的显热负荷与潜热负荷,并且分别调节压缩机、冷却空气的流量以及加湿器,因此能柔和地适应于空调负荷的显热比、并能柔和地适应除湿运转和冷气运转。
附图的简单说明
图1是表示本发明第一实施例的除湿空调系统的基本构成的示意图;
图2是说明本发明第一实施例的除湿空调系统的动作的湿空气曲线图;
图3是表示本发明第二实施例的除湿空调系统的基本构成的示意图;
图4是说明本发明的第二实施例的除湿空调系统的第一动作模式的湿空气曲线图;
图5是说明本发明的第二实施例的除湿空调系统的第二动作模式的湿空气曲线图;
图6是说明本发明的第二实施例的除湿空调系统的第三动作模式的湿空气曲线图;
图7是以往的与除湿空调机组合的空调系统的例子;
图8是说明图7的空调系统动作的湿空气曲线图;
图9是表示将冷却空气系统另外设置的空调系统的示意图;
图10是表示图9的空调系统动作的湿空气曲线图。
实施发明的最佳实施例
下面参照着附图来说明本发明的除湿空调系统的实施例。
图1是表示本发明第一实施例的除湿空调系统的基本构成的示意图。
该实施例是用蒸汽压缩式热泵构成作为热源的热泵200,该蒸汽压缩式热泵是将压缩机260、低热源热交换器(蒸发器)115、高热源热交换器(冷凝器)120、膨胀阀270等作为结构机械而形成蒸气压缩式冷冻循环,而且在蒸发器115中、低压致冷剂的湿蒸汽与通过干燥剂103后的处理空气无热交换关系、在冷凝器120中高压致冷剂的湿蒸汽与通过干燥剂103前的再生空气形成有热交换关系的循环。
除湿回转体103与图9中所述的相同,其干燥剂跨越在处理空气通路A与再生空气通路B这双方通路上、以给定的周期回转地构成。处理空气通路A借助通路107与气导入用的送风机102的吸入口及空调空间相连接,送风机102的排出口借助通路108而与除湿回转体103的进行水分吸附工序的第一区域连接,除湿回转体103的处理空气的出口借助通路109而与冷却空气有热交换关系的第一显热交换器300相连接,显热交换器300的处理空气的出口借助通路110与蒸发器(冷却器)115连接,蒸发器115的处理空气的出口借助通路111而与加湿器105相连,加湿器105的处理空气的出口借助通路112而与构成供气口的处理空气出口相连,由此形成处理空气的循环。
另一方面,再生空气通路B借助通路124与构成再生空气的外界空气导入用的送风机140的吸入口相连,送风机140的排出口与再生后的处理空气有热交换关系的第二显热交换器121的低温流体侧通路相连,第二显热热交换器121的低温侧再生空气出口经通路126连接到冷凝器120,冷凝器120的再生空气出口经通路127连接到由除湿回转体103的进行再生空气再生工序的第二区域,由除湿回转体103的进行再生空气再生工序的第二区域的再生空气的出口经通路128而连接到前述第二显热交换器121的高温流体侧通路,第二显热交换器121的高温流体侧通路出口经通路129而与外部空间相连,由此形成从外部吸入再生空气、并向外部排气的循环。
另外,冷却空气通路C经通路171而与构成冷却空气的外界空气导入用的送风机160的吸入口相连,送风机160的排出口经通路172连接到与处理空气有热交换关系的热交换器300。热交换器组合体300使冷却空气沿垂直方向从下向上流动地构成,而且使处理空气沿水平方向流动而进行热交换地构成,冷却空气的热交换器300的出口经通路173连接到外部空间,由此形成从外部吸入冷却空气并向外部排气的循环。
图中圆圈内的字母D~V是表示与图2对应的空气状态的记号。
此外,跨越处理空气通路A与再生空气通路B这双方通路、以给定的周期回转的干燥剂如以往的例子所公开的那样,被分割成经通路108、109与处理空气通路A相连而进行水分吸附工序的第一区域和经通路127、128与再生空气通路B相连、进行再生空气再生工序的第二区域,干燥剂经第一区域和第二区域而返回到第一区域地构成。
而且,空调空间101的干球温度及湿度由设置在换气通路107上的温度传感器410及湿度传感器420检测出,该检测信号被传送给控制器400。当检测出的干球温度在设定值以下、检测出的湿度在设定值以上时,控制器400使冷却空气的送风机160以及加湿器105的给水阀停止工作,从而停止冷却空气的流动;而在此以外的情况下,使冷却空气的送风机160运转地加以控制,使冷却空气在冷却处理空气的热交换器里流动或停止,对前述处理空气与冷却空气有选择地进行热交换。
下面说明具有上述结构的除湿空调装置的蒸气压缩式冷冻循环部分的循环。致冷剂通过蒸发器(冷却器)115吸取由干燥剂103除湿了的处理空气的蒸发潜热而蒸发,经通路204而被吸引到压缩机260内并被压缩后,经通路201而流入高热源热交换器(冷凝器)120内,在将致冷剂的过热蒸气的显热与冷凝潜热排放到在流入干燥剂103前的再生空气内后,经通路202而到达膨胀阀270,在此减压膨胀后,回流到蒸发器(冷却器)115。
下面参照图2及图10的湿空气曲线图来说明将上述结构的热泵200作为热源的除湿空调装置的动作。
首先,说明在检测出的干球温度低于设定值、且检测出的湿度高于设定值的情况下,使送风机160停止工作、并使冷却空气停止流动时的动作。
导入的换气(处理空气:状态K)经通路107而被送入、在送风机102经吸引·升压后,经通路108而送入到除湿回转体103的进行水分吸附工序的第一区域,由除湿回转体的干燥剂吸附空气中的水分,使绝对湿度降低,同时由吸附热而使空气温度上升(状态L)。湿度下降、温度上升了的空气经通路109输送到第一显热交换器300,由于冷却空气不流动,因而不作热交换地原样通过(状态M=L),经通路110通过蒸发器(冷却器)115而冷却(状态N)。冷却过的处理空气被输送到加湿器105,此时,由于检测出室内温度较低且室内湿度较高,关闭给水阀340,因而不进行加湿(状态P=N),经通路112使其作为供气而返回空调空间。
另一方面,除湿回转体的再生如下所述地进行。用作再生空气的外界空气(状态Q)经通路124、由送风机140吸引·升压后而被输送到显热热交换器121,与干燥剂再生后的再生空气(状态U)进行热交换而使温度上升(状态R),经通路126被输送到冷凝器120,由致冷剂加热而使温度上升(状态T)。而且从冷凝器120出来的再生空气通过除湿回转体103的进行再生空气再生工序的第二区域,除去除湿回转体的水分而起再生作用(状态U)。通过除湿回转体103的再生空气(状态U)经通路128输送到显热交换器121,与前述干燥剂再生前的再生空气(状态Q)进行热交换而使温度下降(状态V),经通路129而作为排气排出到外部。而且,冷却空气由于送风机160停止工作而不流动。
这样,在干球温度低于设定值、且检测出的湿度高于设定值的情况下,由使送风机160停止、使冷却空气的流动也停止时的动作,由于处理空气的在第一显热交换器300出口的状态(状态M)没被冷却空气冷却,因而使温度变高,因此热泵200的蒸发器115出口的处理空气温度也变高。即由于用热泵200的低热源确保了可回收的热源,因此不至于使室温降低,可确保由热泵200的高热源排出的用于干燥剂再生的热源。
下面说明在检测出的干球温度高于设定值、且检测出的湿度也高于设定值的情况下使送风机160运转、使冷却空气流动时动作。这时的动作与图10的场合没有不同之处,将如下所述地动作。导入的换气(处理空气:状态K)经通路107而由送风机102吸引并升压后,经通路108被输送到除湿回转体103的进行水分吸附工序的第一区域,由除湿回转体的干燥剂吸附空气中的水分而使绝对湿度降低、同时由吸附热而使空气温度上升(状态L)。湿度下降、温度上升的空气经通路109被输送到第一显热交换器300,与冷却空气作热交换而被冷却(状态M)。冷却了的空气经通路110通过蒸发器(冷却器)115而被冷却(状态N)。冷却了的处理空气被输送到加湿器105,由水喷射或气化式加湿、在等焓过程中使温度降低(状态P),经通路112作为供气而返回到空调空间。
另一方面,除湿回转体的再生与前述场合同样地如下所述进行。用作再生空气的外界空气(状态Q)经通路124、由送风机140吸引·升压后被输送到显热交换器121,与干燥剂再生后的再生空气(状态U)热交换而使温度上升(状态R),经通路126被输送到冷凝器120,由致冷剂加热而使温度上升(状态T)。而且从冷凝器120出来的再生空气通过除湿回转体103的进行再生工序的第二区域而进行除去除湿回转体水分的再生作用(状态U)。通过除湿回转体103的再生空气(状态U)经通路128被输送到显热交换器121,与前述干燥剂再生前的再生空气(状态Q)进行热交换后使温度降低(状态V),经通路129而作为排气排出到外部。
此外,冷却空气如下所述地冷却处理空气。用作冷却空气的外界空气(状态Q)经通路171由送风机160吸引·升压后被输送到加湿器165,由水喷射或气化式加湿、在等焓过程中使温度降低(状态D)后,被输送到第一显热交换器300,与处理空气热交换而使温度上升(状态E),从热交换器组合体300输出,经通路173而作出排气排放到外部。
这样,由于在干球温度高于设定值、且检测出的湿度也高于设定值的情况下,借助使送风机160运转、使冷却空气流动时的动作、即所谓冷气运转时的动作处理空气在第一显热交换器300的出口的状态(状态M)已被冷却空气所冷却,因而温度就比前述除湿运转场合下的低,因此热泵200的蒸发器115出口的处理空气温度也较低。即,由于生成能处理显热负荷的低温处理空气,因此在除湿运转以外的场合下,也可进行与显热负荷和与潜热负荷两方都相对应的通常的所谓冷气运转。
图3是表示本发明第二实施例的除湿空调系统的基本结构的示意图。
本实施例的处理空气通路A和再生空气通路B与图1所示的第一实施例相同地构成,而仅冷却空气通路C的结构与第一实施例有些差异。即,冷却空气通路C借助通路171与作为冷却空气的外界空气导入用的送风机160的吸入口相连,送风机160的排出口经通路172连接到与处理空气有热交换关系的热交换器组合体300中的板形的直接交流热交换器元件310上。而热交换器组合体300的内部结构做成,使冷却空气沿垂直方向从下向上地流过板形直接交流的热交换器元件310,而且使处理空气与冷却空气分离并沿水平方向流动地进行热交换,并且在板形的直接交流热交换器元件310的冷却空气的传热面上,可从上面由泵330喷射散布地供给水分,冷却空气侧的传热面由水分弄湿。然后,冷却空气的热交换器组合体300的出口经通路173连接到外部空间,形成从外部吸入冷却空气,并向外部排气的循环。
按照这样构成的冷却空气循环,冷却空气如下所述地对处理空气进行冷却。即用作冷却空气的外界空气(状态Q)经通路171由送风机160吸引·升压后被输送给热交换器组合体300,通过在内部从上喷散的水分的蒸发作用、在等焓过程使温度降低(状态D)后,由热交换器组合体300内部的板形直接交流热交换器元件310、经冷却空气侧被弄湿的传热面而与处理空气进行热交换,由传热面上的水分蒸发作用而使空气沿相对湿度为95~100%的饱和线进行状态变化,在温度略有上升后(状态E),从热交换器组合体300输出,经通路173而作为排气排放到外部。这样,本实施例的结构由于是将与前述处理空气和冷却空气进行热交换的热交换器元件310作为板式的直接交流形的热交换器,使冷却空气沿垂直方向从下向上流动,而且使处理空气沿水平方向流动,并且从上面向冷却空气的传热面喷射地散布水分,由水分弄湿冷却空气侧的传热面,因此能提高该热交换器的性能,虽然是采用直接交流形的热交换器,但采用小的NTU(热通过数)就可实现与回转式热交换器相当的高性能,由于这不是本发明所请求保护的范围,因此省略其详细说明。
本实施例还设有作为控制机构的控制器400,该控制器400能接受从空调空间引出的换气导入通路107上所设置的干球温度传感器410和湿度传感器420输出的信号,而且该控制器400可控制冷却空气的送风机160的反相器460而对回转数进行调节,并且该控制器400可调节加湿器105的给水调节阀340的开度,该控制器400还可控制致冷剂压缩机260的反相器450而对回转数进行调节,而且该控制器400可控制再生空气的送风机140的反相器440而对回转数进行调节。
该除湿空调系统如表1所示,按以下的运转模式运转。即,在第一运转模式(除湿冷气模式)中,检测出空调空间的空气的干球温度及湿度,当干球温度高于设定值且湿度也高于设定值时,使前述冷却空气的送风机160以额定值回转地进行运转,且停止加湿器105的作用,并且使热交换器组合体300的水喷射泵330运转,而当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时就增大压缩机260的能力地进行运转,并且使再生空气的风量与压缩机260的能力(回转数)成比例地地进行运转。
而且,在第二运转模式(冷气模式)中,当干球温度高于设定值且湿度低于设定值时,使前述冷却空气的送风机160以额定值回转地进行运转,而且使加湿器105工作,当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时就增大加湿量地进行调节,而且使热交换器组合体300的水喷射泵330运转,当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时就增大压缩机260的能力地运转,且使再生空气的风量与压缩机260的能力(回转数)成比例地运转。
                             (表1)各种运转模式和设定
运转模式 除湿冷气 冷气 弱冷气 除湿
压缩机能力设定 由干球温度控制 由干球温度控制 由干球温度控制 由湿度控制
再生空气风量 与压缩机成比例 与压缩机成比例 与压缩机成比例 与压缩机成比例
冷却空气风量 额定值回转 额定值回转 由干球温度控制 停止
水喷射330 实施 实施 停止 停止
加湿阀340的动作 关闭 由干球温度控制 关闭 关闭
干球温度信号
湿度传感器信号
而且,在第三运转模式(弱冷气模式)中,当干球温度低于设定值且湿度也低于设定值时,如果干球温度与设定值的偏差的绝对值变大,就使前述冷却空气的送风机160较少地运转,而且使加湿器105的作用停止,并且使热交换器组合体300的水喷射泵330停止,当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时就使压缩机260的能力增大地运转,并且使再生空气的风量与压缩机260的能力(回转数)成比例地运转。
此外,在第四运转模式(除湿模式)中,当干球温度低于设定值且湿度高于设定值时,使前述冷却空气的送风机160停止,并且停止加湿器105的作用,而且停止热交换器组合体300的水喷射泵330,并且当检测出的湿度与设定值的偏差的绝对值变大时,使压缩机260的能力增大地运转,而且使再生空气的风量与压缩机260的能力(回转数)成比例地运转。
虽然这里所示的湿度最好是绝对湿度,但作为湿度传感器420,也可采用相对湿度传感器,与干球温度传感器410的信号结合而演算出绝对湿度,并且作为同样的传感器也可采用热焓传感器、与干球温度传感器410的信号相结合,演算出绝对湿度,此外、作为湿度传感器420,也可采用与绝对湿度等价的露点传感器。
下面依次说明各运转模式的作用。
首先,说明作为第一运转模式的除湿冷气模式。该运转模式的空气循环示于图4。图4的循环中由于处理空气通路的加湿器105没起作用,因此处理空气出口的状态(状态P)与低热源热交换器出口的状态(状态N)相同,因此供气的绝对湿度比图10的冷气运转还要低,而干球温度变高,但由于干球温度及湿度比作为供气的空调空间的低,因此空调空间的状态依次地接近设定值。而且由于该运转是干球温度越高就越增大压缩机260的能力,因此增大供气与设定值的温度差及湿度差,使得空调空间达到设定值的冷却及除湿能力变高。
接着,说明作为第二运转模式的冷气模式。该运转模式的空气循环示于图5。该运转模式的处理空气的循环与图10所示的冷气模式相同,但冷却空气与处理空气热交换的过程却与图10不同,其特征是由于沿着95~100%的相对湿度曲线变化,因而使冷却效果增大。由于该运转模式能用加湿器105的作用而使除湿能力(潜热处理能力)转换为显热处理能力来使用,因此除了显热处理能力增高外,还可对应于多种显热比的负荷。即由于干球温度比作为供气的空调空间的低,因此空调空间的状态依次地接近设定值。此外由于该运转模式在干球温度越高时就越增大压缩机260的能力,因此供气与设定值的温度差增加,将空调空间冷却到设定值的冷却能力提高。
下面说明作为第三运转模式的弱冷气模式。该运转模式的空气循环示于图6。如图6所示,由于使热交换器组合体300的水喷射机构330停止,且对冷却空气的送风机160进行反相器控制而使冷却空气的流量减少,因此与冷却空气进行热交换的状态L下的处理空气被冷却的热量减少、状态M的温度增高。因此由热泵200的低热源冷却后的状态N下的处理空气的温度也变高,从而可以使显热处理能力降低。此外在该运转中由于干球超温度越低就越减小压缩机260的能力,因此进气的冷却及除湿能力降低,超过空调负荷地将空调空间一直加湿和加热到设定值。由于该方法除湿能力及冷却能力比空调空间的空调负荷低,因此可以使空调空间的状态向设定值方向移动。
接着说明作为第四运转模式的除湿模式。该运转模式的空气循环与前述第一实施例的由图2所示的除湿模式相同,在干球温度低于设定值、且检测出的湿度高于设定值时,由使送风机160停止并且使冷却空气的流动也停止时的动作,处理空气的显热交换器组合体300的出口状态(状态M)因没被冷却空气冷却、因而使温度变高,因此热泵200的蒸发器115出口的处理空气温度也增高。即由于确保由热泵200的低热源能回收的热量,故不会使室温降低、可确保由热泵200的高热源进行除湿再生所用的热源。由此,即使空调空间内仅存在潜热负荷,而且供气比空调空间更低湿,由于可取成适当的温度,因此可使空调空间的状态依次向设定值方向移动。此外,在该运转模式中由于湿度越高就越增大压缩机260的能力,因此可增大该场合下供气与设定值的湿度差,使对空调空间除湿能力提高到设定值。
在上面的四种运转模式中,虽然是采用再生空气的风量与压缩机260的回转数成比例地增减的结构,这是因为在压缩机260的能力降低时,使再生空气的加热量也降低,在以一定的风量运转时,对再生空气不能加热到除湿再生所必要的温度,为了补足这里,在压缩机260的能力降低并且加热量也降低时、使再生空气的风量减少,由此可维持再生温度。因此,作为与压缩机260的回转数成比例的替代措施,可分别由通路127或202检测出高热源热交换器(冷凝器)120的再生空气出口温度或致冷剂出口温度,使该温度一定地控制送风机140的回转数。
这样,本发明通过处理空气被设于低热源热交换器115前的显热交换器104冷却的热量的调节,可确保低热源热交换器的热负荷,即使显热比小的空调负荷也可适应。
虽然本发明的实施例是以蒸汽压缩式热泵作为热源的例子来表示的,但正如特开平9-170839、特开平9-170840、特开平9-178286、特开平9-178287中发明人所公开的那样,也可以采用吸收热泵、由冷温水通路将高热源热交换器与低热源热交换器连接起来的空调系统,也可以获得与权利要求1~4的发明同样的效果。
按照上面所述的本发明,在使处理空气与再生空气交互地流过干燥剂的除湿空调系统中,具有由干燥剂吸附水分后、由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后、通过吸附水分后的干燥剂以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而将处理空气冷却的冷却空气的通路,由于对通过上述的使处理空气冷却的热交换器的冷却空气的流量进行调节,使处理空气与冷却空气可变地进行热交换,因此不只是能作通常的冷气运转,而且可以保持处理空气的出口温度较高的除湿运转,使除湿能力优良,而且可柔和地适应空调负荷,并能提供一种节能的空调系统及其运转方法。
产业上利用的可能性
本发明适于用作一般的住宅或例如超级市场、办公室及其它大型建筑物的空调装置。

Claims (5)

1.一种除湿空调系统,其具有:由干燥剂吸附水分后由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后、通过前述吸附水分后的干燥剂以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而使处理空气冷却的冷却空气的通路;其使处理空气及再生空气交替地流过干燥剂,其特征是:
设有一种借助对冷却空气流量的调节而使前述处理空气与冷却空气可变地进行热交换的装置,上述冷却空气是通过用来冷却前述处理空气的热交换器的。
2.一种除湿空调系统的运转方法,其特征是:在权利要求1所述的除湿空调系统中,检测出进行空调的空间的干球温度与湿度,当检测出的干球温度低于设定值、检测出的湿度高于设定值时,使冷却空气的流动停止。
3.一种除湿空调系统,其具有:由干燥剂吸附水分后由热泵的低热源冷却的处理空气的通路;由热泵的高热源加热后、通过前述吸附水分后的干燥剂以脱去干燥剂中的水分而再生的再生空气的通路;与由干燥剂吸附水分后的处理空气进行热交换而使处理空气冷却的冷却空气的通路,其使处理空气与再生空气交替地流过干燥剂,其特征是:
至少把通过干燥剂的处理空气及再生空气的流路区域分割为进行处理空气的水分吸附工序的第一区域和由再生空气进行干燥剂再生工序的第二区域,干燥剂做成经过第一区域和第二区域再返回到第一区域,同时前述热泵做成由低热源热交换器与处理空气进行热交换且由高热源热交换器与再生空气进行热交换;并且处理空气的通路是做成从处理空气的入口依次通过干燥剂的前述第一区域、第一显热交换器、前述低热源热交换器、第一加湿器而到处理空气的出口;而且再生空气通路是做成从再生空气的入口依次通过第二显热交换器、前述高热源热交换器、干燥剂的前述第二区域、第二显热交换器而到再生空气的出口,并且冷却空气的通路是从冷却空气的入口顺次通过第二加湿器、第一显热交换器而到冷却空气的出口;而且在第一显热交换器中、处理空气与冷却空气形成热交换关系,在第二显热交换器中、再生空气与冷却空气不形成热交换关系,并且具有借助调节前述冷却空气的流量、使前述处理空气与冷却空气可变地热交换的装置。
4.如权利要求3所述的除湿空调系统,其特征是:干燥剂是做成回转状、经过第一区域和第二区域后返回到第一区域。
5.一种除湿空调系统的运转方法,其特征是在权利要求3或4所述的除湿空调系统中,用具有压缩机的蒸汽压缩式热泵的结构,同时检测出空调空间中的空气的干球温度及湿度;第一运转模式是当干球温度高于设定值且湿度也高于设定值时,使前述处理空气与冷却空气热交换,而且使第一加湿器的作用停止,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转;第二运转模式是当干球温度高于设定值且湿度低于设定值时,使前述处理空气与冷却空气热交换,而且使第一加湿器工作,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转;第三运转模式是当干球温度低于设定值且湿度也低于设定值时,随着干球温度与设定值的偏差的绝对值的增大而减少与前述处理空气作热交换的冷却空气的流量,而且停止第一加湿器的作用,并且当干球温度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力减少地运转;第四运转模式是当干球温度低于设定值且湿度高于设定值时,使冷却空气的流动停止,并且停止第一和第二加湿器的作用,而且当湿度与设定值的偏差的绝对值变大时使压缩机的能力增大地运转。
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