CN2911508Y

CN2911508Y - 室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置

Info

Publication number: CN2911508Y
Application number: CN 200520066771
Authority: CN
Inventors: 丁云飞; 丁静; 杨晓西
Original assignee: Guangzhou University
Current assignee: Guangzhou University
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2015-11-09

Abstract

本实用新型公开一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，该装置包括旋转吸附器(24)以及设在旋转吸附器(24)的进风口(18、19)上的风机(5、9)、二位四通阀(6、15)和再生加热器(4)及其控制开关(25)，其特征是所述的旋转吸附器(24)具有1/2吸附区(24B)和1/2再生区(24A)，并可工作于吸附/解吸和全热回收两种模式；所述的旋转吸附器(24)的再生侧进风口(19)与吸附侧进风口(18)之间依次设有再生加热器(4)、再生侧风机(5)、二位四通阀(6)和吸附侧风机(9)，所述的旋转吸附器(24)的吸附侧出风口(20)与再生侧出风口(21)之间设有二位四通阀(15)，利用两只二位四通阀(6)和(15)二位连通状态的组合，形成室外空气经旋转吸附器(24)的吸附区(24B)或再生区(24A)排出室外，以及室内空气经旋转吸附器(24)的再生区(24A)或吸附区(24B)排至室内的循环气流通道和室外空气经旋转吸附器(24)的再生区(24A)排至室内以及室内空气经旋转吸附器(24)的吸附区(24B)排出室外的交叉气流通道。本实用新型所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置不仅增湿、除湿、换气的效果好，而且在换气的同时可使室内外空气在旋转吸附器内进行全热交换，实现能量的回收，节约电能。

Description

室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置

技术领域：

本实用新型涉及向室内或场所供给空气或抽出空气，以及在室内或场所内的空气循环处理技术领域，具体地说是涉及室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，该装置适用于室内或场所内相对湿度的调节或/和换气。

背景技术：

随着生活质量的提高，室内热舒适及空气品质越来越被重视。日本DAIKIN公司开发了带自动增湿功能的热泵空调系统的系列空调，该系列空调具有放置在热泵空调室外机上的盒状增湿组件(参见图1)。如图1所示，在风机3的作用下，吸附器5不断吸附从两侧进入的室外空气1中的水分，干燥的空气2经风机3及出口4排出室外，另一部分室外空气1经过加热丝7加热后进入吸附器5的再生部分8解吸在吸附区吸附的水蒸气，变成潮湿空气6后被引入室内，从而实现了连续增湿的目的。但系列空调的增湿组件尚存在下列不足：1、只能增湿不能除湿，无法调节室内空气相对湿度，不适用于空气潮湿的地区；2、吸附器上再生区的面积只占整个吸附器面积的1/4(参见图2)，且吸附器转速很慢(每小时20转)无法达到给室内补充新鲜空气的需要。

为调节室内空气的相对湿度，SHARP公司开发了又一种具有增湿或除湿装置的AY-MSX系列家用空调机。所述的增湿或除湿装置由旋转吸附器、分别设在旋转吸附器吸附区和再生区的出口上的处理风机和再生风机以及与两风机出口相连的二位四通阀组成(如图3所示)。参见图3，除湿与增湿的两种状态是由二位四通阀的状态决定的。除湿时，二位四通阀的阀板转至图示实线状态，在处理风机的作用下，室内空气从旋转吸附器的吸附区的上部进入，经吸附后的干燥空气从吸附区的下部通过处理风机经二位四通阀排至室内，吸附区所吸附的水在吸附器转到再生区时被解吸出来由再生风机经二位四通阀送出室外；增湿时，二位四通阀的阀芯转至图示虚线状态，在处理风机的作用下，室内空气经吸附区后被吸附水分，然后经处理风机及二位四通阀排至室外，同时在再生风机的作用下，室内空气被再生加热器加热后从旋转吸附器再生区的下部进入，在再生区解吸水分，潮湿空气经设在旋转吸附器上部出口的再生风机和二位四通阀排到室内。在工作过程中，通过吸附器后的干燥空气由处理风机经二位四通阀排出室外，室内的空气必然要从门窗的缝隙得以补充，从而既增加了室内空气湿度，也改善了室内空气品质。但是，SHARP公司开发的AY-MSX系列家用空调机所具有的增湿或除湿装置仍存在：1、由于其换气是靠门窗等缝隙无组织地渗入，因此在一定程度上影响了增湿、除湿效果和所补充的空气品质(比如从内间门缝渗入)；2、用户在被动接受室内湿度的增加来换气却还要负担没必要的能耗，因为换气时也需要接通电加热丝的电源；3、所补充的空气是门窗等缝隙无组织渗入的，无法使旋转吸附器工作在全热回收模式，即不能把吸附器作为全热回收器，实现对排出空气进行能量回收。

发明内容：

鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有独立换气系统的室内增湿、除湿或换气装置，旨在有组织地控制进风，改善增湿、除湿或换气效果，并节约能源。

本实用新型解决上述技术问题的技术解决方案是：

一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，该装置包括旋转吸附器以及设在旋转吸附器的进出风口上风机、二位四通阀和再生加热器及其控制开关，其特征是：

(1)所述的旋转吸附器左端盖板和右端盖板上均设180度分隔带将整个旋转吸附器的转芯分隔成1/2吸附区和1/2再生区，

所述的旋转吸附器的驱动装置为变速驱动装置，其输出转速为每小时10～1200转；

(2)所述的旋转吸附器的再生侧进风口与吸附侧进风口之间依次设有再生加热器、再生侧风机、二位四通阀和吸附侧风机，所述的旋转吸附器的吸附侧出风口与再生侧出风口之间设有二位四通阀，利用两只二位四通阀二位连通状态的组合，形成室外空气经旋转吸附器的吸附区或再生区排出室外，以及室内空气经旋转吸附器的再生区或吸附区送至室内的循环气流通道和室外空气经旋转吸附器的再生区送至室内以及室内空气经旋转吸附器的吸附区排出室外的交叉气流通道；

上述技术方案所述的变速驱动装置的输出转速为两档，低速档为每小时10～20转，高速档为每小时600～1200转。

上述技术方案所述的变速驱动装置由低速驱动装置和高速驱动装置组成，所述的低速驱动装置和高速驱动装置的输出齿轮分别与旋转吸附器的输入齿轮啮合。

本实用新型还包括分体式空调，所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置设在室外，其中二位四通阀的一端口a通过管道与分体式空调的室内机的回风口连接，二位四通阀的一端口f通过管道与分体式空调的室内机的送风口连接，构成一可增湿、除湿或换气的分体式空调。

本实用新型所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置较现有技术具有下列突出的优点和显著的技术效果：

1、具有循环气流通道和交叉气流通道，因此可实现增湿、除湿或节能换气模式下的有组织空气流动，大大提高了增湿、除湿、换气的效果。

2、具有循环气流通道和交叉气流通道且再生加热器的电源回路中串联有控制开关，工作在换气状态下可方便地切断再生加热器的电源，且吸附器可改变转速，因此同一台旋转吸附器可分别在湿度控制(通过吸附/解吸过程完成)和全热回收模式下工作，使室外进入的空气与室内进入的空气在旋转吸附器内进行全热交换，从而实现在换气的同时完成能量的回收，节约电能。本发明人实测，在冬季极端工况下，吸附器作为全热回收器运行时显热回收效率可达55％，潜热回收效率达50％；在夏季极端工况下显热回收效率达77.5％，潜热回收效率达72％。

附图说明：

图1为日本DAIKIN公司开发的一种带自动增湿功能系列空调的盒状增湿组件的结构示意图，图中箭头表示空气的流动方向；

图2为图1中吸附器5的原理图；

图3为日本SHARP公司开发的AY-MSX系列家用空调机中增湿或除湿装置中原理图；

图4为本实用新型所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置的结构示意图；

图5为本实用新型所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置的原理图，图中的箭头表示空气的流动方向；

图6和图7为图4中旋转吸附器的结构示意图，其中图6为主视图，图7为左视图；

图8为本实用新型所述的增湿、除湿或换气装置与普通分体式空调结合组成一种可增湿、除湿或节能换气分体式空调的结构示意图。

具体实施方式：

以下结合具体实施例详细叙述本实用新型的具体实施方法和应用，使公众充分理解本实用新型技术效果，但本实用新型不受所述具体实施例限制。

例1：

参见图6和图7并结合图4及图5，所述的旋转吸附器24由左端盖板16、右端盖板3和夹持二者之间的转芯1组成，其中左端盖板16和右端盖板3的内侧面均设有分隔带23将整个转芯1分隔成1/2吸附区24B和1/2再生区24A(参见图5)；所述的驱动装置由低速驱动装置2和高速驱动装置10组成一具有两档变速的变速驱动装置，其中，低速驱动装置2由电机2A和设在电机2A轴端的输出齿轮2B组成，高速驱动装置10由电机10A和设在电机10A轴端的输出齿轮10B组成，所述的输出齿轮2B和10B分别与旋转吸附器的转芯1外壳上的输入齿轮22、17啮合(参见图6)，使同一个旋转吸附器24的转芯1在不同的速度下运行，既能实现湿度的控制，也能实现全热回收。业内的普通技术人员很容易通过使用不同的传动装置或改变传动方式来获得每小时10～20转的低速档和每小时600～1200转的高速档，从而使旋转吸附器24获得吸附/解吸和全热回收两种工作模式。比如，使用调频调速电机组成的传动装置，或者使用一台电机、两台变速器和电磁离合器组成的传动装置。本实施例使用两台电机2A和10A与两只齿数不同的齿轮2B和10B组成具有两档转速的传动装置，具有简便易行优点，但本实用新型不受所述实施例限制。

参见图4和图5并结合图6和图7，所述的旋转吸附器24的再生侧进风口19与吸附侧进风口18之间依次设有再生加热器4、再生侧风机5、二位四通阀6和吸附侧风机9，所述的旋转吸附器24的吸附侧出风口20与再生侧出风口21之间设有二位四通阀15。当二位四通阀6的端口a-b、c-d连通、二位四通阀15的端口e-f、g-h连通时，室外空气由进风口13经二位四通阀6→吸附侧风机9→旋转吸附器24的吸附区24B→二位四通阀15经排风口14排出室外，室内空气由进风口8经二位四通阀6→再生侧风机5→再生加热器4→旋转吸附器24的再生区24A→二位四通阀15由送风口7送至室内；当二位四通阀6的端口a-c、b-d连通、二位四通阀15的端口h-f、e-g连通时，室外空气由进风口13经二位四通阀6→再生侧风机5→再生加热器4→旋转吸附器24的再生区24A→二位四通阀15经排风口14排出室外，室内空气由进风口8经二位四通阀6→吸附侧风机9→旋转吸附器24的吸附区24B→二位四通阀15经送风口7送至室内；当二位四通阀6的端口a-c、b-d连通、二位四通阀15的端口e-f、g-h时，室外空气经进风口13由二位四通阀6→再生侧风机5→再生加热器4→旋转吸附器24的再生区24A→二位四通阀15经送风口7送至室内，室内空气由进风口8经二位四通阀6→吸附侧风机9→旋转吸附器24的吸附区24B→二位四通阀15经排风口14排出室外。

参见图5，所述的再生加热器4的电源回路中串联有控制开关25，以便于换气时切断再生加热器4的电源并启动高速驱动装置10的电机10A，使旋转吸附器24工作于全热回收模式。

参见图4，本实用新型所述的增湿、除湿或换气装置具有一外壳12，外壳12的左侧设有与室外大气连通的进风口13和排风口14，右侧设有可用导管与室内连通的室内空气进风口8和送风口7，并用管道将二位四通阀15的端口g与排风口14连接、二位四通阀15的端口f与送风口7连接、二位四通阀6的端口d与室外空气进风口13连接、二位四通阀6的端口a与室内空气进风口8连接。

以下分别详细描述本实用新型在增湿、除湿以及换气状态下的工作过程和工作原理。

增湿：参见图5并结合图4，接通电源，闭合串联在再生加热器4的电源回路中的控制开关25，使再生加热器4、电机2A、再生侧风机5和吸附侧风机9运行，并将二位四通阀6和15端口a-b、c-d、e-f、g-h分别连通(图5中二位四通阀6和15的阀板都处于实线所示状态)。在吸附侧风机9的作用下，室外空气经二位四通阀6和吸附侧风机9送入旋转吸附器24的吸附区24B，水份被吸附后的干燥空气经二位四通阀15再排出室外；在再生侧风机5的作用下，室内空气经二位四通阀6、再生侧风机5进入再生加热器4被加热送至旋转吸附器24再生区24A，当吸附有室外空气水份的旋转吸附器24的转芯1转到再生区24A时，所吸附的水份被解吸出来，潮湿的空气经二位四通阀15送至室内，使室内空气增湿。

除湿：参见图5并结合图4，接通电源，闭合串联在再生加热器4的电源回路中的控制开关25，使再生加热器4、电机2A、再生侧风机5和吸附侧风机9运行，并将二位四通阀6和15端口a-c、b-d、h-f、e-g分别连通(图5中二位四通阀6和15的阀板都处于虚线状态)。在吸附侧风机9的作用下，室内空气经二位四通阀6和吸附侧风机9送入旋转吸附器24的吸附区24B，水份被吸附后的干燥空气经二位四通阀15再送至室内；在再生侧风机5的作用下，室外空气经二位四通阀6、再生侧风机5进入再生加热器4被加热后送至旋转吸附器24再生区24A，当吸附有室内空气水份的旋转吸附器24的转芯1转到再生区24A时，所吸附的水份被解吸，潮湿的空气经二位四通阀15排出室外，使室内空气得以除湿。

换气：参见图5并结合图4，接通电源，脱开串联在再生加热器4的电源回路中的控制开关25，使再生加热器断电，同时使电机10A、再生侧风机5和吸附侧风机9运行，并将二位四通阀6和15端口a-c、b-d、e-f、g-h分别连通(图5中二位四通阀6的阀板处于实线状态，二位四通阀15的阀板处于虚线状态)。在再生侧风机5的作用下，室外空气经二位四通阀6→再生侧风机5→再生加热器4→旋转吸附器24的再生区24A→二位四通阀15送至室内；在吸附侧风机9的作用下，室内空气经二位四通阀6→吸附侧风机9→旋转吸附器24的吸附区24B→二位四通阀15排出室外。在此过程中，旋转吸附器24作为全热交换器运行，室内外空气在其内进行全热交换，既节约了能源，也改善了室内的空气品质。

参见图6和图7，设计、加工、选型吸附器组件的各部分，其中：吸附器转芯1可选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，并在其平行通道壁面上反应生成微孔硅胶；转芯1齿形外壳可按设计要求采用塑料铸模方法加工而成；吸附器两侧端盖板3、16可用塑料板或铝合金板用机械加工方法加工而成。

例2：

参见图8，将例1所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置26设在分体式空调的室外机29上，并使用管道把室内空气进风口8和送风口7与分体式空调的室内机30的回风口33和送风口34连接，即构成可增湿、除湿或换气的分体式空调。

本实用新型所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置26与热泵分体式空调联合设计或配套安装使用要根据空调系统的物理参数来选择设计旋转吸附器24的物理参数才能达到理想的技术效果。本例中，分体式空调制冷量为2500W，制热量为3500W，旋转吸附器24物理参数设计为：直径20cm，厚5cm，解吸角180°；吸附通道尺寸4.35mm×1.74mm；再生加热器4功率2kW，再生温度100℃；吸附/再生风量100m³/h；除湿/加湿模式下吸附器转速为每小时15转，全热回收模式下转速为每小时900转。

参见图8，所述分体式空调室内机30的回风口33的内侧设有温湿度传感器32和CO₂浓度传感器31，并利用现有技术设计有配套的控制电路，以实现室内温度、湿度和空气品质的自动调节。

本实施例所述的可增湿、除湿、节能换气的分体式空调经实测具有如下显著的技术效果：在夏季(以广州地区室外参数为例)可以使15m²的房间温度控制在25±1℃，室内相对湿度低至35％；在冬季(以北京地区室外参数为例)，利用该装置可以使15m2的房间温度控制在20±1℃，空调房间的设计相对湿度达到45％；在冬季极端工况下，吸附器作为全热回收器运行时显热回收效率可达55％，潜热回收效率达50％；在夏季极端工况下显热回收效率达77.5％，潜热回收效率达72％。

Claims

1、一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，包括旋转吸附器(24)以及设在旋转吸附器的进风口(18、19)上的风机(5、9)、二位四通阀(6、15)和再生加热器(4)及其控制开关(25)，其特征是：

(1)所述的旋转吸附器(24)左端盖板(16)和右端盖板(3)内侧面上均设180度分隔带(23)将整个旋转芯(1)分隔成1/2吸附区(24B)和1/2再生区(24A)，

所述的旋转吸附器(24)的驱动装置(2、10)为变速驱动装置，其输出转速为每小时10～1200转；

(2)所述的旋转吸附器(24)的再生侧进风口(19)与吸附侧进风口(18)之间依次设有再生加热器(4)、再生侧风机(5)、二位四通阀(6)和吸附侧风机(9)，所述的旋转吸附器(24)的吸附侧出风口(20)与再生侧出风口(21)之间设有二位四通阀(15)，利用两只二位四通阀(6)和(15)二位连通状态的组合，形成室外空气经旋转吸附器24的吸附区(24B)或再生区(24A)排出室外，以及室内空气经旋转吸附器(24)的再生区(24A)或吸附区(24B)排至室内的循环气流通道和室外空气经旋转吸附器(24)的再生区(24A)送至室内以及室内空气旋转吸附器(24)的吸附区(24B)排出室外的交叉气流通道。

2、根据权利要求1所述的一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，其特征是所述的变速驱动装置(2、10)的输出转速为两档，低速档为每小时10～20转，高速档为每小时600～1200转。

3、根据权利要求2所述的一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，其特征是所述的变速驱动装置由低速驱动装置(2)和高速驱动装置(10)组成，所述的低速驱动装置(2)和低速驱动装置(10)的输出齿轮(2B、10B)分别与旋转吸附器(24)的输入齿轮(22、17)啮合。

4、根据权利要求1、2或3所述的一种室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置，其特征是还包括分体式空调(29、30)，所述的室内或场所内增湿、除湿、节能换气装置(26)设在室外，其中二位四通阀6的一端口(a)通过管道(27)与分体式空调的室内机(30)的回风口(33)连接，二位四通阀(15)的一端口(f)通过管道(28)与分体式空调的室内机30的送风口(34)连接，构成一可增湿、除湿、换气的分体式空调。