TWI418752B - Conditioning system and method of air conditioning - Google Patents

Description

空調之調熱系統與方法

本發明係與應用於建築物內之空氣調節技術領域有關，更詳而言之是指一種可根據建築物室內外環境狀態選擇最低能耗運轉模式之空調之調熱系統與方法者。

按，為求生活環境之健康與舒適，乃有空調設備之產生，相關技術亦日益進步，多年來，關於空調設備之技術期刊、論文與專利甚為繁多，此處不一一贅述，已屬甚為成熟之技術領域，使得現代人類可享有日益舒適的生活環境。

不過，人類的活動持續造成地球暖化，使得地球氣候日漸極端化，造成各種氣候災難不斷發生，因此，為求人類的永續生存發展，阻止地球暖化之節能減廢方向勢在必行，特別是空調設備在移除建築物熱量運作時必須耗用龐大的能量，並會將熱量及能量轉換過程產生之廢熱與二氧化碳排放至空氣中，乃是造成城市熱島效應之主要因素之一，顯然為地球永續發展，建築物內之能量轉換必須朝向更節能減廢之方向作技術上之突破。

其次，習知空調系統皆為主動式之熱交換空調系統，亦即，乃偵測室內環境狀態之變化(如溫度變化)，以主動進行熱交換、產生室內空調效果，並無透過偵測室內、外環境狀態之差異、變化，進而引進室外空氣以進行能量轉換之熱交換系統。

是以，本發明人基於多年來持續研發自然空氣調節技術之經驗，乃有本發明之誕生。

本發明之主要目的即在提供一種空調之調熱系統與方法，其可透過室內、外環境狀態之變化(如二氧化碳濃度及溫、溼度變化)，自動選擇最低能耗之運轉模式以提供人體最適合之室內養生環境，甚具自然、節能減廢之環保效益者。

緣是，為達成前述之目的，本發明係提供一種空調之調熱系統，包含有一熱交換裝置，包含一高壓空氣產生單元，用以可產生高壓空氣，一霧化器，連通該高壓空氣產生單元，用以可將水霧化而混合於高壓空氣中；一輔助熱交換空調裝置，用以產生預定條件之空調氣體；一低壓空氣產生單元，連通該輔助熱交換空調裝置，用以可產生低壓空氣；一供風單元，包含若干噴氣口，及與該噴氣口連通之一高壓氣室與一低壓氣室，該高壓氣室係連接熱交換裝置，該低壓氣室係連接低壓空氣產生單元；一第一回風口，設置於室內並連通該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置，用以供建築物室內空氣流入該熱交換裝置與輔助熱交換 空調裝置；一第二回風口，設置於室外並連通該熱交換裝置，用以供建築物室外空氣流入該熱交換裝置；數環境偵測裝置，設置於建築物室內、外並連接該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置，用以感測建築物室內、外環境狀態之變化。

此外，本發明更提供一種空調之調熱方法，主要係持續偵測建築物室內、外環境狀態之變化，當建築物室內之環境變化至對人體不舒適之狀態預設值時，引進室外空氣進行熱交換再輸送至室內，配合空調氣體調整建築物室內之環境狀態。

以下，茲舉本發明數較佳實施例，並配合圖式做進一步之詳細說明如後：首先，請參閱各圖所示，本發明一較佳實施例之空調之調熱系統10，係應用於空調領域，包含有一熱交換裝置11、一輔助熱交換空調裝置12、一低壓空氣產生單元13、一供風單元14、一第一回風口15、一第二回風口16與二環境偵測裝置17、18。

該熱交換裝置11，包含一高壓空氣產生單元22與一霧化器24。該高壓空氣產生單元22包含一運轉速度快之馬達26與一風扇28，用以可利用該馬達26驅動風扇28產生高壓空氣。該霧化器24係習知超音波震盪霧化器或高壓空氣霧化裝置，連接該高壓空氣 產生單元22，用以可將水霧化而混合於高壓空氣、與空氣進行熱交換。

該輔助熱交換空調裝置12，係習知包含熱交換器等構件之空調設備，其冷/熱源係由中央冰/熱水主機或直膨冷/暖空調機供應，用以主動產生冷、暖氣，其詳細結構此處不予贅述。

該低壓空氣產生單元13，利用一輸送管30連通該輔助熱交換空調裝置12，包含一運轉速度較慢(相較於馬達26)之馬達32與一風扇34，用以可利用該馬達32驅動風扇34產生低壓空氣。

該供風單元14，設置於建築物室內，具有一環型之中空框部36，該框部36內部延伸有一隔板38，用以將該框部36內部區隔為一高壓氣室40與一低壓氣室42，一噴氣口44，係環形之細縫，延伸於該框部36一側並連通高壓氣室40與低壓氣室42，該高壓氣室40係利用一輸送管46連通熱交換裝置11，該低壓氣室42係利用一輸送管48連通低壓空氣產生單元12。

該第一回風口15，設置於建築物室內並利用一輸送管50連通該熱交換裝置11與輔助熱交換空調裝置12，用以可供建築物室內空氣流入該熱交換裝置11與輔助熱交換空調裝置12。

該第二回風口16，設置於建築物室外並利用一輸送管52連通該熱交換裝置11，用以可供建築物室外 空氣流入該熱交換裝置11。

該二環境偵測裝置17、18，係習知可感測環境之乾、溼球溫度、溼度、氣壓或二氧化碳濃度等環境狀態之感測器，分別設置於建築物室內、外並連接熱交換裝置11與輔助熱交換空調裝置12，用以可同步感測建築物室內、外環境之狀態。

此外，更包含有一控制單元19，電連接各該熱交換裝置11、輔助熱交換空調裝置12、低壓空氣產生單元13與環境偵測裝置17、18，用以可控制各該熱交換裝置11、輔助熱交換空調裝置12、低壓空氣產生單元13與環境偵測裝置17、18之運作狀態，係可利用電路、電子元件或控制晶片等電子裝置配置、設計完成。

藉此，本發明該空調之調熱系統10其作動方式及特色、功效如下：該控制單元19可自動選擇熱交換裝置11或輔助熱交換空調裝置12運轉，俾以最低能耗之節能運轉模式提供人體最適合之室內養生環境，詳言之，即：當建築物室內、外環境接近人體舒適狀態時(例如無二氧化碳濃度過高、溫度與溼度過高或過低之情形)，該控制單元19係驅動熱交換裝置11利用第二回風口16引進室外空氣並輸送至室內，該霧化器24並可將水霧化而混合於空氣內，藉由霧化水氣吸取室內 空間中空氣之熱量，使空間之空氣自然進行熱交換，維持室內環境之舒適狀態，此時，該輔助熱交換空調裝置12運轉並未運轉。

若建築物室內之環境變化至對人體不舒適之狀態時(例如溫度或溼度過高)，則該控制單元19可驅動輔助熱交換空調裝置12，使混合低壓空氣之空調氣體經由該低壓氣室42自噴氣口44噴出，該噴氣口44噴出之空氣可產生帶動環型框部36內側空氣流動，進而可自動混溫、達到低溫差送風效果，俾降低室內環境之溫度或溼度，藉以調整室內之環境狀態。

而若室內環境之二氧化碳濃度過高，該控制單元19即會再驅動熱交換裝置11以引進室外空氣並輸送至室內，藉以降低室內環境之二氧化碳濃度。

據此，本發明該調熱系統10可視建築物室內、外環境狀態之差異，自動選擇最低能耗之節能模式使該熱交換裝置11或輔助熱交換空調裝置12運轉，進而提供人體最適合之室內養生環境，甚具自然、節能減廢之環保效益。

由上，本發明更提供一空調之調熱方法，係利用該二環境偵測裝置17、18偵測建築物室內、外環境狀態之變化，當建築物室內之環境變化至對人體不舒適之狀態時，可利用該第二回風口16引進室外空氣於熱交換裝置11進行熱交換再輸送至室內，配合該輔助熱 交換空調裝置12輸出之空調空氣，調整室內之環境狀態。

综上所述，本發明所提供空調之調熱系統與方法，其可透過室內、外環境狀態之變化(如二氧化碳濃度及溫、溼度變化)，自動選擇最低能耗之運轉模式以提供人體最適合之室內養生環境，甚具自然、節能減廢之環保效益，相較於習知冷氣、空調系統，本發明顯然更符合自然空調之效益；緣是，本發明確實符合發明專利之要件，爰依法提出申請。

10‧‧‧調熱系統

11‧‧‧熱交換裝置

12‧‧‧輔助熱交換空調裝置

13‧‧‧低壓空氣產生單元

14‧‧‧供風單元

15‧‧‧第一回風口

16‧‧‧第二回風口

17、18‧‧‧環境偵測裝置

19‧‧‧控制單元

22‧‧‧高壓空氣產生單元

24‧‧‧霧化器

26‧‧‧馬達

28‧‧‧風扇

30‧‧‧輸送管

32‧‧‧馬達

34‧‧‧風扇

36‧‧‧框部

38‧‧‧隔板

40‧‧‧高壓氣室

42‧‧‧低壓氣室

44‧‧‧噴氣口

46‧‧‧輸送管

48‧‧‧輸送管

50‧‧‧輸送管

52‧‧‧輸送管

第一圖係本發明一較佳實施例之系統圖。

第二圖係本發明一較佳實施例中供風單元之示意圖。

第三圖係本發明一較佳實施例中供風單元之部分剖視圖。

10．．．調熱系統

11．．．熱交換裝置

12．．．輔助熱交換空調裝置

13．．．低壓空氣產生單元

14．．．供風單元

15．．．第一回風口

16．．．第二回風口

17、18．．．環境偵測裝置

19．．．控制單元

22．．．高壓空氣產生單元

24．．．霧化器

26．．．馬達

28．．．風扇

30．．．輸送管

32．．．馬達

34．．．風扇

46．．．輸送管

48．．．輸送管

50．．．輸送管

52．．．輸送管

Claims (3)

1. 一種空調之調熱系統，包含有：一熱交換裝置，包含一高壓空氣產生單元，該高壓空氣產生單元係包含一運轉速度快之馬達與一風扇，用以可產生高壓空氣，一霧化器，連通該高壓空氣產生單元，用以可將水霧化而混合於高壓空氣中，以進行自然熱交換；一輔助熱交換空調裝置，用以產生預定條件之空調氣體；一低壓空氣產生單元，藉由一輸送管連通該輔助熱交換空調裝置，係包含一運轉速度較低之馬達與一風扇，用以可產生低壓空氣；一供風單元，包含一環型之框部，該框部內部延伸有一隔板，用以將該框部內部區隔為一高壓氣室與一低壓氣室，若干噴氣口，係環形之細縫，延伸於該框部一側而與高壓氣室與一低壓氣室連通，該高壓氣室係連接熱交換裝置，該低壓氣室係連接低壓空氣產生單元；一第一回風口，設置於室內並連通該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置，用以供建築物室內空氣流入該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置；一第二回風口，設置於室外並連通該熱交換裝置，用以供建築物室外空氣流入該熱交換裝置； 一控制單元，電連接各該熱交換裝置、輔助熱交換空調裝置、低壓空氣產生單元與環境偵測裝置，用以控制各該熱交換裝置、輔助熱交換空調裝置、低壓空氣產生單元與環境偵測裝置之運作狀態；及數環境偵測裝置，設置於建築物室內、外並連接該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置，用以感測建築物室內、外環境狀態之變化而驅動該熱交換裝置與輔助熱交換空調裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述空調之調熱系統，其中，該供風單元係利用二輸送管分別連通熱交換裝置與低壓空氣產生單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述空調之調熱系統，其中，該熱交換裝置係連通高壓氣室，該低壓空氣產生單元係連通低壓氣室。