CN1328552C - 一种室内空气环境调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内空气环境调节方法，其通过调节室内排风的焓值来调节室内空气环境。即将室内排风的状态调节到，其焓值应尽量接近室内排风的极限焓值。制冷工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最高干球温度，制热工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最低露点温度。本发明具有高效节能，能够在提供新风和增加室内净制冷量的同时降低能耗的技术效果。

Description

一种室内空气环境调节方法

技术领域

本发明涉及暖通空调领域，特别地，涉及一种室内空气环境调节方法。

背景技术

目前对于室内空气环境调节的方法概括说有以下几种方式：

第一种方法是，室内循环空气经过冷媒时降低焓值，此方法广泛应用于小型空调中，但缺少新风，室内空气质量不好。

第二种方法是将室外新风通过冷媒降低焓值送入室内，室内空气排出，此方法能耗太高，没有利用室内空气来排热。

第三种方法是将室外新风通过显热或全热交换器与室内排风进行热交换，再通过冷媒降低焓值后，送入室内，此方法可以通过热交换回收一部分冷量或热量，但仍有一部分损失。

第四种方法是将室内空气排出的一部分与室外新风混合，再通过冷媒降低焓值，送入室内，此方法也损失了冷量。

目前还没有一种可以有效地利用室内排风带走热量，使室内排风的焓值高于室外空气焓值的空气调节方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种室内空气环境调节的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：通过调节室内排风的焓值来调节室内空气环境。即将室内排风的状态调节到，其焓值应尽量接近室内排风的极限焓值。制冷工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最高干球温度，制热工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最低露点温度。

本发明具有以下技术效果：高效节能，能够在提供新风和增加室内净制冷量的同时降低能耗。

附图说明

图1(a)是一股气体通过间接蒸发冷却原理示意图1；

图1(b)是一股气体通过间接蒸发冷却原理示意图2；

图1(c)是两股或两股以上气体通过间接蒸发冷却原理示意图；

图1(d)是冷凝除湿与非冷凝除湿示意图；

图1(e)是一个通道除湿，另一个通道加湿的除湿器原理示意图；

图1(f)是间接蒸发冷却器制冷水和热水原理示意图；

图2是室内空气除湿后热分离制冷与制热原理示意图；

图3是室内空气部分除湿后间接蒸发冷却制冷原理示意图1；

图4是室内空气部分除湿后间接蒸发冷却制冷原理示意图2；

图5是室内外空气均除湿后热分离制冷与制热原理示意图；

图6是空气液体除湿后热分离制冷与制热原理示意图；

图7是空气多级液体除湿后热分离制冷与制热原理示意图；

图8是带有热回收的室内空气除湿制冷与制热原理示意图；

图9是室内空气除湿后分离与室外空气间接蒸发冷却的制冷原理示意图；

图10是利用室外空气回收除湿液的制热原理示意图；

图11是利用间接蒸发冷却器排出的部分气体制取冷(热)水原理示意图；

图12是利用制取的冷水来冷却除湿液原理示意图；

图13是带有热回收的室内空气部分除湿制冷原理示意图1；

图14是带有热回收的室内空气部分除湿制冷原理示意图2；

图15是带有热回收的室内空气部分除湿制冷原理示意图3；

图16是带有热回收的室内空气部分除湿制冷原理示意图4。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明。

如图1所示，间接蒸发冷却器包括干湿两个通道，当一股气体流入间接蒸发冷却器时，一部分气体在湿通道被加湿，液体蒸发吸收干通道内的气体热量，干通道内的气体被等湿冷却，湿通道内的气体湿球温度理论上可以等于干通道内气体的初始干球温度。干通道内的气体干球温度有两种情形，一种情形，其干球温度，理论上可以达到送入湿通道的气体的湿球温度，如图1(a)所示；另一种情形，其干球温度，理论上可以达到送入湿通道的气体的露点温度，如图1(b)所示；当二股或二股以上气体送入间接蒸发冷却器时，干通道内的气体温度可接近进入湿通道的气体的最低露点温度，如图1(c)所示。

如图1(d)所示，冷凝除湿是通过任何一种方法将气体的干球温度冷却至露点温度以下，并出现冷凝水，从而降低气体含湿量的过程，非冷凝除湿是通过任何一种方法，在气体的干球温度不低于其露点温度的条件下，使得气体的含湿量降低，干球温度可以升高、降低或不变。

非冷凝除湿可在单通道或者两通道的除湿器中进行。对于两通道的除湿器，一个通道为除湿通道，另一个通道为冷却通道。图1(e)示出了一种典型的形式。

如图1(a)所示，气体1的一部分送入间接蒸发冷却器的干通道，另一部分气体在湿通道被加湿，液体蒸发吸收干通道内的气体热量，干通道内的气体被等湿冷却至接近送入气体1的湿球温度，湿通道内的气体3的湿球温度理论上可以等于干通道内气体的初始干球温度。

如图1(b)所示，一股气体a1通过间接蒸发冷却器的干通道后，一部分排出，一部分再送入湿通道，干通道排出的气体被等湿冷却至干球温度接近送入气体a1的露点温度，状态变化到a2，湿通道排出气体的湿球温度升高至接近送入气体a1的干球温度，状态变化到a3。

如图1(c)所示，两股气体a4，a8送入间接蒸发冷却器的干通道，露点温度较低的气体a4不断送入湿通道，被加湿饱和降低温度，形成温度梯度，如温度不同的气体a6和a7，气体a8被冷却，状态变化到a9。多股气体进入间接蒸发冷却器时，则干通道内的气体温度可接近进入湿通道的气体的最低露点温度。

如图1(d)所示，冷凝除湿是通过任何一种方法将气体的干球温度冷却至露点温度以下，并出现冷凝水，从而降低气体含湿量的过程，非冷凝除除湿是通过任何一种方法，在气体的干球温度不低于其露点温度的条件下，使得气体的含湿量降低，干球温度可以升高、降低或不变。

如图1(e)所示，一股气体a11通过间接蒸发冷却器的一个溶液和空气的混合通道，被溶液除湿，并将热量通过传热壁传递给另一通道内的气体，状态变化到a12，另一股气体a13通过间接蒸发冷却器的一个空气和水混合的通道，被加湿，并通过传热壁吸收另一通道内气体的热量，状态变化到a14。

如图1(f)所示，制取冷水时，气体a15送入间接蒸发冷却器的干通道，在干通道内被冷却后送入湿通道，干通道内气体温度是不断降低的，最低可达到露点温度a16，水与湿通道的气体实现逆流换热，温度不断降低至a16，气体在湿通道内温度不断升高，最高可至a17。热的水从较热的一段送入，冷水从较冷的一段送出。

制取热水时，气体a18送入间接蒸发冷却器的干通道，在干通道内被冷却后送入湿通道，干通道内气体温度是不断降低的，最低可达到露点温度a19，气体在湿通道内温度不断升高，最高可至a20，水与湿通道的气体实现逆流换热，温度不断升高至a20。冷的水从较冷的一段送入，热水从较热的一段送出。

如图2所示，一股或多股室内空气b1通过风机2a送入除湿器2b，被非冷凝除湿，状态变化到b2，再通过间接蒸发冷却器2c，得到一股或多股干冷空气b3和一股或多股热湿空气b4，制冷时将气体b3送入室内，气体b4排出室外，制热时将气体b4送入室内，气体b3排出室外。而室外空气则自由渗入室内或者经过任何空气处理设备后送入室内，也可以先部分或全部通过除湿器进行非冷凝除湿。

如图3所示，一部分室内空气c1通过风机3a送入除湿器3b，被非冷凝除湿，状态变化到c2，再送入间接蒸发冷却器3d的干通道，另一部分空气c4送入间接蒸发冷却器的湿通道，被加湿并升温，状态变化到c5，气体c2则在干通道内等湿冷却，状态变化到c3送入室内。

如图4所示，一部分室内空气d1通过风机4a送入除湿器4b，被非冷凝除湿，状态变化到d2，再送入间接蒸发冷却器3d的湿通道，被加湿并升温，状态变化到d3，另一部分空气d4送入间接蒸发冷却器的干通道，等湿冷却，状态变化到d5送入室内。

如图5所示，一股或多股室内空气e1通过风机5a送入除湿器5b，被非冷凝除湿，状态变化到e2，再通过间接蒸发冷却器5c，得到一股或多股干冷空气e3和一股或多股热湿空气e4，制冷时将气体e3送入室内，气体e4排出室外，制热时将气体e4送入室内，气体e3排出室外。而一股或多股室外空气f1则通过风机5d吹入除湿器5e，被非冷凝除湿，状态变化到f2，再通过间接蒸发冷却器5f，得到一股或多股干冷空气f3和一股或多股热湿空气f4，制冷时将气体f3送入室内，制热时将气体f4送入室内。

如图6所示，室内空气通过风机6a送入液体除湿器，被溶液除湿。液体除湿器包括填料6b，下面设有溶液槽6c，溶液槽中溶液通过溶液泵6d，送入填料上端的溶液喷淋装置6e，再喷淋到填料上。溶液吸收室外空气中的水分，其再生所需要的冷量由冷源提供。空气被除湿后，进入间接蒸发冷却器6f，分成两股气体，制冷时将干冷气体送入室内，室外空气自由渗入或者经过一个使之焓值降低的设备后送入室内，制热时将热湿气体送入室内，室外空气自由渗入或者经过任何空气处理设备后送入室内，也可以先部分或全部通过除湿器进行非冷凝除湿。

如图7所示，室内空气通过风机7a送入多级液体除湿器，多级液体除湿器有两个或者两个以上的液体除湿单元组成，每个除湿单元中所使用的溶液都具有不同的温度和浓度，如图中所表示的是两级液体除湿器，包括除湿单元7b和7c，其中7c中的溶液温度和浓度均高于7b。气体通过多级液体除湿后再进入间接蒸发冷却器7d，分成两股气体，制冷时将干冷气体送入室内，制热时将热湿气体送入室内。

如图8所示，室内空气g1通过风机8a送入除湿器8b，被非冷凝除湿，状态变化到g2，再通过间接蒸发冷却器8c，得到一股或多股干冷空气g3和一股或多股热湿空气g4，制冷时，将气体g3送入室内，气体g4送入热回收器8d，与室外空气h1进行热交换，状态变化到g5，室外气体焓值降低后，状态变成为h2送入室内。制热时，将气体g4送入室内，气体g3送入热回收器，与室外空气进行热交换。

如图9所示，室内空气j1通过风机9a送入除湿器9b，被非冷凝除湿，状态变化到j2，再通过间接蒸发冷却器9c，得到一股或多股干冷空气j3和一股或多股热湿空气j4，将气体j3送入室内。室外空气k1通过风机9d送入除湿器9e除湿，状态变化到k2，再通过间接蒸发冷却器9f的干通道，与气体j4进行间接蒸发冷却，等湿降低温度，状态变化到k3，送入房间，气体j4送入间接蒸发冷却器9f的湿通道，加湿升温，状态变化到j5，排出间接蒸发冷却器9f。

如图10所示，室内空气m1通过风机10a送入液体除湿器10b除湿，状态变化到m2，再通过间接蒸发冷却器10c，得到一股或多股干冷空气m4和一股或多股热湿空气m3，将气体m3送入室内，m4排出室外。室外空气n1也通过一个液体除湿器10d，由于液体除湿器10b中溶液的温度和水蒸汽分压力比空气n1要高，因此将除湿器10b中的溶液引入除湿器10d中，利用气体n1来回收，n1通过除湿器10d被加热加湿后，状态变化到n2，送入室内。

如图11所示，室内空气通过风机11a送入除湿器11b，被非冷凝除湿，再通过间接蒸发冷却器11c，用其排出的气体来制取一定的冷水，在室内设置盘管或冷却吊顶、辐射地板、空调箱等空气处理装置11d，水从间接蒸发冷却器的前端送入，后端送出，将制取的冷水送入11d，同样也可以用于制取热水。

如图12所示，室内设置有盘管或冷却吊顶、辐射地板、空调箱等空气处理装置12d，室内空气通过风机12a送入液体除湿器12b除湿，再通过间接蒸发冷却器12c，如图11所述的方法所制取的冷水经过12d后，再送入板式换热器12e，来冷却液体除湿器12b中的除湿液。当采用多级液体除湿时，可利用制得的冷水来冷却最后一级除湿单元的除湿液。

如图13所示，一股或多股室内空气p1通过风机13a送入全热或显热回收器13b，一股或多股室外空气q1通过风机13d也送入13b，p1与q1进行全热或显热交换，q1降低温度和含湿量后状态变成q2，然后送入间接蒸发冷却器13c的干通道，被冷却后变成q3送入室内，p1温度和含湿量升高后，状态变成p2，送入13c中被分离成干冷气体p3和热湿气体p4。

如图14所示，一股或多股室内空气r1通过风机14a送入全热或显热回收器14b，一股或多股室外空气s1通过风机14e也送入14b，r1与s1进行全热或显热交换，s1降低温度和含湿量后状态变成s2，送入室内，r1温度和含湿量升高后，状态变成r2，送入间接蒸发冷却器14c，另一股或多股室内空气r4通过风机14d送入除湿器14f，被等焓除湿或者非等焓的除湿升温，状态变化到f5，再送入间接蒸发冷却器14c的干通道，r2被分离成干冷气体r3和热湿气体r7，r5等湿冷却至状态r6，送入室内。

如图15所示，一股或多股室内空气t1通过风机15a送入全热或显热回收器15b，一股或多股室外空气u1通过风机15d也送入15b，t1与u1进行全热或显热交换，u1降低温度和含湿量后状态变成u2，然后送入间接蒸发冷却器15c的干通道，冷却至u3后，送入室内，t1温度和含湿量升高后，状态变成t2，送入除湿器15e，被等焓除湿或者非等焓的除湿升温，状态变化到t3，再送入间接蒸发冷却器15c，分离成干冷气体t4和热湿气体t5。

如图16所示，一股或多股室内空气v1通过风机16a送入全热或显热回收器16b，一股或多股室外空气w1通过风机16e也送入16b，v1与w1进行全热或显热交换，w1降低温度和含湿量后状态变成w2，送入室内，v1温度和含湿量升高后，状态变成v2，送入除湿器16f，被等焓除湿或者非等焓的除湿升温，状态变化到v3，再送入间接蒸发冷却器16c，另一股或多股室内空气v5通过风机16d送入除湿器16g，被等焓除湿或者非等焓的除湿升温，状态变化到v6，再送入间接蒸发冷却器16c的干通道，v3被分离成干冷气体v4和热湿气体v8，v6等湿冷却至状态v7，送入室内。

Claims (10)

1.一种室内空气环境调节方法，其特征在于：通过调节室内排风的焓值来调节室内空气环境；即将室内排风的状态调节到，其焓值应尽量接近室内排风的极限焓值；制冷工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最高干球温度，制热工况，室内排风极限焓值的状态为，其湿球温度等于在调节过程中所出现的最低露点温度。

2.根据权利要求1所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：室内空气通过非冷凝除湿或间接蒸发冷却处理，得到一股或多股干冷气体和一股或多股热湿气体，制冷时，高焓值的热湿气体排至室外；制热时，低焓值的干冷气体排至室外；所说的室内空气先与室外空气混合或与补充入室内的室外空气进行热交换，再进行处理。

3.根据权利要求2所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：制冷时，高焓值的热湿气体或低焓值的干冷气体与补充入室内的室外空气进行热交换后排至室外；制热时，低焓值的干冷气体或高焓值的热湿气体与补充入室内的室外空气进行热交换后排至室外。

4.根据权利要求1所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：先将室内空气与补充入室内的室外空气进行热交换，然后利用热交换后的室内空气作为冷却空气对补充入室内的室外空气再进行除湿冷却或间接蒸发冷却后排至室外。

5.根据权利要求4所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：所说的被冷却的室外空气包含未进行第一次热交换的室外空气。

6.根据权利要求2或4所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：在制冷时，通过间接蒸发冷却的一股或多股干冷气体和一股或多股热湿气体先用来制取冷水，变为热湿气体后排至室外；在制热时，通过间接蒸发冷却器的一股或多股干冷气体和一股或多股热湿气体先用来制取热水，变为干冷气体后排出室外。

7.根据权利要求2所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：补充入室内的室外空气先进行非冷凝除湿或间接蒸发冷却。

8.根据权利要求2或4所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：所说的除湿为液体除湿。

9.根据权利要求8所述的室内空气环境调节方法，其特征在于：所说的除湿方法为，一股空气与水接触的，加湿饱和，吸热，焓值升高，另一股的空气与溶液接触，除湿干燥，放热，焓值降低；两股空气有热交换，一股空气的放热为另一股空气所吸收。

10.根据权利要求所述2或4或7的室内空气环境调节方法，其特征在于：所说的间接蒸发冷却器是当一股气体送入其中时，送入气体的一部分等湿冷却至接近其露点温度，另一部分加湿饱和，其湿球温度接近送入气体的干球温度；当二股或二股以上气体送入间接蒸发冷却器时，干通道内的气体温度接近进入湿通道内气体的最低露点温度。

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