CN1176330C

CN1176330C - 自动调节湿度空调装置及其用途

Info

Publication number: CN1176330C
Application number: CNB011301058A
Authority: CN
Inventors: 静丁; 丁静; 杨晓西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: CN1357715A

Abstract

本发明提供一种自动调节湿度空调装置，包括由室外机组及室内机组构成的空调机组，还包括有湿度发生器，湿度发生器与室内机组相连接。三种自动调节湿度空调装置的使用方法，分别用于制热与制冷模式下自动加湿、制热模式下自动除湿及制冷模式下深度除湿。本自动调节湿度空调装置功能多样，适用性广，作用效率高，舒适性好、可适用于不同气候区域，对温湿度控制精度高，对空气清洁效果好；本自动调节湿度空调装置集现有空调机、加湿器、除湿器、气体净化器于一体、使用方便，体积小、能耗低，市场前景较广。

Description

自动调节湿度空调装置及其用途

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，特别涉及一种自动调节湿度空调装置及其用途。

背景技术

湿度的控制对于发展生产技术、提高工作效率和改善环境舒适度具有重要的意义。食品、医药、特种工业建筑(洁净厂房、计算机机房等)和公共建筑(疗养康复中心、医院建筑、图书馆、博物馆等)等领域对环境温度、湿度与及空气品质均有严格的要求，通常要求相对湿度低于50％，而现有的恒温恒湿空调机组，当所要求空气露点温度低于-4℃以下时，不可避免产生制冷机冷却盘管结霜现象，由于必须除霜才能正常运行，所以制冷效率将大幅度降低，能耗大增，经济性较差，难以提供低湿环境；另一方面，湿度与静电、热环境舒适性及健康密切相关，冬季在黄河以北地区气候寒冷干燥需要供暖的同时加湿；长江流域和华南地区(包括香港、澳门)气候阴冷潮湿需要供暖的同时除湿，以满足温度为21℃～27℃，湿度为45％～60％的人体热舒适度要求，同时要求能够方便的使用，而现有的冷暖型空调机，由于无法实现制冷与制热模式下的自动加湿功能，或制热模式下的除湿功能，所以无法达到上述使用领域的要求，不能满足人们的生活需要，可能导致用户受到“建筑空调综合症”的危害；同时随着人们对生活质量要求的提高，室内空气品质已越来越被消费者重视，人们期待着将空调的多功能性与空气净化合为一体的产品问世，这就需要一种可以对室内空气进行吸附、过滤，并催化分解有害气体成分，释放出健康清馨的新鲜空气的空调产品出现。

发明内容

本发明专利的目的是为了克服现有的冷暖型空调机存在的缺点(在制热与制冷模式下不能自动加湿；制热模式下不能自动除湿与及难于在制冷模式下深度除湿)；防止和解决现有空调机组在进行除湿时，当送风露点温度低于-4℃运行时，蒸发器外表面出现结霜现象，致使空调机制冷效率降低、能耗增大、经济性变差等缺点和问题，研究设计一种能自动调节控制空气温度及湿度，既能满足用户热舒适度要求；又能提高除湿效率、降低能耗、满足特种民用与工业建筑低湿度恒温恒湿洁净要求的自动调节湿度空调装置。

本发明的另一目的在于提供上述自动调节湿度空调装置的三种用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：本自动调节湿度空调装置包括由室外机组及室内机组构成的空调机组，还包括有湿度发生器，湿度发生器与室内机组相连接。

所述湿度发生器通过电磁四通阀与室内机组相连接。

所述湿度发生器通过三个电磁四通阀与室内机组相连接，湿度发生器包括有除湿轮、处理风机、再生风机，除湿轮被分隔为处理区及再生区，除湿轮处理区一侧连接到处理风机入口，处理风机出口通过第一电磁四通阀连接到室内机组；除湿轮处理区另一侧通过第二电磁四通阀连接到室内机组；除湿轮再生区一侧通过第三个电磁四通阀与室内机组相连接。

本自动调节湿度空调装置还设置有温湿度智能控制装置，包括有温湿度传感器、控制器、温度传感器，温湿度传感器安装在室内机组上并与控制器相连接，同时控制器与除湿轮的再生加热器以及安装在再生加热器出口的温度传感器相连接以控制除湿轮的再生加热器；本温湿度智能控制装置的工作原理是：温湿度传感器将空调空间内温度及湿度信号传送至控制器，控制器处理后输出信号通过温度传感器控制除湿轮再生加热器的加热量，从而可控制除湿轮的除湿量，实现对室内温度及湿度进行无级调节的效果。

所述除湿轮的蜂窝状平行通道壁上附着有纳米级孔径吸附剂及添加剂，具有双重杀菌的功能，可以杀灭空气中的细菌及催化分解有害气体成分，释放出新生态原子氧，清馨空气。

上述自动调节湿度空调装置的一种用途为制热与制冷模式下自动加湿；具体步骤为：空调机组运行状态为制热与制冷模式，将空调空间外的湿空气通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气送入空调空间。这样就可以利用室外空气中的水分，自动对空调空间进行加湿。

上述自动调节湿度空调装置的另一种用途为制热模式下自动除湿；具体步骤为：空调机组运行状态为制热模式，将空调空间内的空气抽出通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，除湿后的干燥空气再送回空调空间内，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气排空。

上述自动调节湿度空调装置的再一种用途为制冷模式下深度除湿；具体步骤为：空调机组运行状态为制冷模式，空调空间内的空气经空内机组的蒸发器进行降温冷冻除湿后抽出通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，除湿后的干燥空气再送回空调空间内，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气排空。这样就可以采用吸附式除湿与冷冻除湿相结合的处理方式对制冷模式下的空气进行深度除湿。

本发明与现有的技术相比具有如下的优点：(1)功能多样，适用性广；本自动调节湿度空调装置在现有空调机组上增加设置有湿度发生器，利用除湿轮连续地除湿/脱湿功能，按照室内温湿度要求值从室内吸气通过除湿轮组件进行吸附式除湿，实现制热模式下自动除湿功能和制冷模式下的深度除湿功能；或从环境中吸气通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，同时对除湿轮再生区进行解吸，再生后的热湿空气送入空调空间，实现无需人工添加水源的制冷与制热模式下的自动加湿功能，以满足不同场合的舒适要求；(2)作用效率高，使用效果明显；本自动调节湿度空调装置采用吸附式除湿和冷冻除湿相结合的处理方式，结合利用高温高湿空气用冷冻除湿成本低以及对低温低湿空气用吸附式除湿效率高的特点，提供露点温度在-4℃至-50℃的恒温恒湿洁净空气，运行效率非常高；又由于本自动调节湿度空调装置设置的除湿轮能较好地除湿，所以本自动调节湿度空调装置可满足对空气湿度有较高要求的场合需要，尤其在低湿度范围(相对湿度＜20％RH)内，效率提高显著，可以满足特殊民用与工业建筑的使用需求；(3)舒适性好、可适用于不同气候区域；本发明自动调节湿度空调装置可提供满足人体热舒适区域内温度与湿度最佳匹配的送风，使用的舒适感强，例如：中国人的热舒适范围为温度21-27℃，湿度45-60％；利用现有的空调机，当室内相对湿度为80％时，温度调节至26℃，人体就会感到潮湿闷热，需要将温度调节至18℃，人体方可感到舒适凉爽；而利用本自动调节湿度空调装置，当控制室内相对湿度50％时，温度调节至26℃，人体就会感到舒适凉爽；(4)对温湿度控制精度高；采用在线监测温湿度的智能控制装置，提高了对整个运行过程控制的准确度与灵敏度，并通过控制输入再生加热器的加热量控制除湿轮的除湿量，实现对室内温度及湿度进行无级调节；(5)对空气清洁效果好；本自动调节湿度空调装置中除湿轮平行通道表面所附着的纳米级孔径吸附剂材料及添加剂，具有双重杀菌功能，可以杀灭空气中的细菌，催化分解有害气体成分，释放出新生态原子氧，清新空气，因而利用本自动调节湿度空调装置调节的空气品质较好；(6)体积小、结构紧凑：本自动调节湿度空调装置集现有空调机、加湿器、除湿器、气体净化器于一体，不仅功能倍增(不只是简单迭加)、使用方便，而且占用空间少、能耗低，市场前景较广。

附图说明

图1是本自动调节湿度空调装置的结构示意图。

图2是图1所示自动调节湿度空调装置中除湿轮的结构示意图。

图3是图2所示除湿轮的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于此。

图1示出了本发明自动调节湿度空调装置的一个实施例。由图1可知，本自动调节湿度空调装置包括由室外机组及室内机组构成的空调机组，还包括有湿度发生器，湿度发生器置于室外机组上，并与室内机组通过第一、第二、第三电磁四通阀14、16、28相连接。其中室内机组包括有室内机箱1、蒸发器2、贯流风机3、膨胀阀7，室外机组包括有室外机箱18、冷凝器19、压缩机21、轴流风机22；压缩机21、冷凝器19、换向阀20、蒸发器2、膨胀阀7通过管道相连接构成冷却循环回路。湿度发生器包括机壳9、除湿轮、处理风机15、再生风机27、再生加热器31；其中除湿轮的结构如图2所示，包括有除湿轮转芯13、除湿轮齿型外壳12、带180°分隔带的密封环29、除湿轮端盖板11、减速器25、齿轮26、固定螺栓23，带180°分隔带的密封环29紧密嵌入除湿轮端盖板11上的圆孔内，并与除湿轮外壳12端面和除湿轮转芯13端面作面密封接触，其形状如图3所示，减速器25输出端安装的齿轮26与除湿轮外壳上的齿形相啮合传动；处理风机15与再生风机27分别位于除湿轮组件的两侧，处理风机15的入口与除湿轮处理区的处理风出口10相连接，处理风机15出口通过第一电磁四通阀14(1-2相为向室内导入干燥风，3-4相为排空)与室内机组的蒸发器2相连接，除湿轮处理区的处理风入口17通过第二电磁四通阀16(1-2相为从室内导出风，3-4相为环境风)与室内机组的蒸发器2相连接；再生风机27的入口与除湿轮再生区的再生风出口24相连接，再生风机27的出口通过第三电磁四通阀28(1-2相为向室内导入热湿风，3-4相排空)与室内机组的蒸发器2相连，除湿轮再生区的入口30与再生加热器31的一端相连接，再生加热器31的另一端通过管道与环境相通。本自动调节湿度空调装置还设置有温湿度智能控制装置，包括有温湿度传感器6、控制器8、温度传感器34，温湿度传感器6安装在室内机组的回风口4上并与控制器8相连接，同时控制器8与除湿轮的再生加热器31以及安装在再生加热器31出口的温度传感器34相连接以控制除湿轮的再生加热器31；其工作过程为：温湿度传感器6将空调空间内温度及湿度信号传送至控制器8，控制器8处理后输出信号通过温度传感器34控制再生加热器31的加热量，从而控制除湿轮的除湿量，实现对室内温度及湿度进行无级调节的效果。

本自动调节湿度空调装置的工作运行原理如下：利用除湿轮连续地除湿/脱湿功能，按照设定的湿度值通过控制三个电磁四通阀14、16、28的开启方向，从室内吸气通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，干燥风由处理风机15送入空调空间，实现制热模式下自动除湿功能和制冷模式下的深度除湿功能；或从环境中吸气通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，同时对除湿轮再生区进行解吸，再生后的热湿空气由再生风机27送入空调空间，实现无需人工添加水源的制冷与制热模式下的自动加湿功能。

本自动调节湿度空调装置的具体使用方法如下：(1)制热与制冷模式下自动加湿功能的实现：空调机组运行状态为制热与制冷模式，第一电磁四通阀14的1-2相关闭，3-4相打开，第二电磁四通阀16的1-2相关闭，3-4相打开，第三电磁四通阀28的1-2相打开，3-4相关闭，处理风机15通过第二电磁四通阀16从环境中吸气，通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，干燥风由处理风机15抽出通过第一电磁四通阀14排空，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区，由电加热器31加热的室外空气对其再生区的吸附材料进行解吸，再生后的热湿空气由再生风机27抽出通过第三电磁四通阀28送入空调空间，这样就可以利用室外空气中的水分，自动对空调空间进行加湿；(2)制热模式下自动除湿功能的实现：空调机组运行状态为制热模式，第一电磁四通阀14的1-2相打开，3-4相关闭，第二电磁四通阀16的1-2相打开，3-4相关闭，第三电磁四通阀28的1-2相关闭，3-4相打开，处理风机15通过第二电磁四通阀16从室内吸气，通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，干燥风由处理风机15抽出通过第一电磁四通阀14送入室内，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区，由电加热器31加热的室外空气对其再生区的吸附材料进行解吸，再生后的热湿空气由再生风机27抽出通过第三电磁四通阀28排空；(3)制冷模式下深度除湿功能的实现：空调机组运行状态为制冷模式，第一电磁四通阀14的1-2相打开，3-4相关闭，第二电磁四通阀16的1-2相打开，3-4相关闭，第三电磁四通阀28的1-2相关闭，3-4相打开，空调空间内的空气由蒸发器2进行降温冷冻除湿后，一部分空气经第二电磁四通阀16进入除湿轮处理区，经处理区吸附材料除湿后，由处理风机15抽出通过第一电磁四通阀14送入空调空间，室外空气经再生加热器31进入除湿轮再生区对吸附材料进行解吸，再生出风经由再生风机27通过第三电磁四通阀28排空，这样就可以采用吸附式除湿与冷冻除湿相结合的处理方式来进行深度除湿；(4)智能化控制的实现：本自动调节湿度空调装置设置的温湿度智能控制装置可由温湿度传感器6将温度及湿度信号传送至控制器8，控制器8处理后输出信号通过温度传感器34控制除湿轮再生加热器31输入热量，实现除湿量的无级调节。

本实施例具体实施方法如下：按图1所示，设计、加工、选型本空调机组的各部件，其中：除湿轮转芯13可采用硅酸盐纤维材料和无机胶，用热压成型方法加工成蜂窝状圆柱体，采用溶胶——凝胶法和共聚合方法在其平行通道壁面上反应生成6-20nm纳米级孔径硅胶及添加剂材料；除湿轮齿型外壳12可按设计要求采用塑料铸模方法加工而成；密封环29可按设计要求采用聚四氟乙烯机加工而成；除湿轮端盖板11可用塑料板或铝合金板用机械加工方法加工而成；减速器25可选用微型标准减速器；然后按图指示的相互位置连接关系进行安装连接构成除湿轮组件；温湿度传感器6可选用SWB-II型；控制器8可选用DWP-I型；其余部件均为国产定型空调配件。

Claims

1、一种自动调节湿度空调装置，包括由室外机组及室内机组构成的空调机组和湿度发生器，湿度发生器与室内机组相连接，其特征在于：所述湿度发生器通过第一、第二、第三电磁四通阀(14、16、28)与室内机组相连接。

2、根据权利要求1所述的自动调节湿度空调装置，其特征在于：所述湿度发生器通过第一、第二、第三电磁四通阀(14、16、28)与室内机组相连接，湿度发生器包括有除湿轮、处理风机(15)、再生风机(27)，除湿轮被分隔为处理区及再生区，除湿轮处理区一侧连接到处理风机(15)入口，处理风机(15)出口通过第一电磁四通阀(14)连接到室内机组；除湿轮处理区另一侧通过第二电磁四通阀(16)连接到室内机组；除湿轮再生区一侧通过第三电磁四通阀(28)与室内机组相连接。

3、根据权利要求1或2所述的自动调节湿度空调装置，其特征在于：本自动调节湿度空调装置还设置有温湿度智能控制装置，包括有温湿度传感器(6)、控制器(8)，温度传感器(34)，温湿度传感器(6)安装在室内机组上并与控制器(8)相连接，控制器(8)与除湿轮的再生加热器(31)以及安装在再生加热器(31)出口的温度传感器(34)相连接。

4、根据权利要求1或2所述的自动调节湿度空调装置，其特征在于：所述除湿轮内附着有纳米级孔径吸附剂及添加剂材料。

5、一种如权利要求1～4中任意一项所述的自动调节湿度空调装置的用途，其特征在于：空调机组运行状态为制热与制冷模式，通过第二电磁四通阀(16)从空调空间中吸取湿空气，送入除湿轮处理区进行吸附式除湿，干燥风通过第一电磁四通阀(14)排空，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气通过第三电磁四通阀(28)送入空调空间。

6、一种如权利要求1～4中任意一项所述的自动调节湿度空调装置的用途，其特征在于：空调机组运行状态为制热模式，通过第二电磁四通阀(16)从空调空间抽出空气，通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，除湿后的干燥空气通过第一电磁四通阀(14)再送回空调空间内，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气通过第三电磁四通阀(28)排空。

7、一种如权利要求1～4中任意一项所述的自动调节湿度空调装置的用途，其特征在于：空调机组运行状态为制冷模式，空调空间内的空气经空内机组的蒸发器进行降温冷冻除湿后，经第二电磁四通阀(16)通过除湿轮处理区进行吸附式除湿，除湿后的干燥空气通过第一电磁四通阀(14)再送回空调空间内，吸水后的除湿轮转往除湿轮再生区进行解吸，将再生后的湿空气通过第三电磁四通阀(28)排空。