TWM493018U

TWM493018U - 低溫再生全熱交換裝置

Info

Publication number: TWM493018U
Application number: TW103209839U
Authority: TW
Inventors: xi-li Chen; wen-xing Li; Qing-Zong Zheng; Wen-Xiang Lin
Original assignee: Ctci Foundation; Taiwan Green Productivity Foundation; xi-li Chen; wen-xing Li
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-01-01

Description

低溫再生全熱交換裝置

本創作是有關於一種低溫再生全熱交換裝置，尤指一種可引進適當外氣維持空氣品質與減少空調耗能，而達到提升能源使用效率，大幅降低設置成本、增加應用範圍、維持室內空氣品質以及節能減碳之功效者。

由於我國能源蘊藏量不豐富，進口能源約占了總需求的90%以上，能源枯竭以及生態持續破壞的問題，使得人民日益重視環境品質以及能源永續發展這兩大議題。然而當要求環境品質提升的同時，會導致能源成本的提升，除了要持續開發新能源之外，節約能源更是當前一個重要的議題。隨著台灣產業與經濟持續穩定發展，人民對於生活水準的要求日漸重視，伴隨而來的是都市辦公大樓林立，導致空調能源密集度逐年攀升。

此外，我國季氣候高溫高濕，辦公大樓之空調系統長時間運轉，鮮少引進室外新鮮空氣，造成多數大樓均是一氧化碳及二氧化碳等濃度過高的病態大樓，人民生活品質大幅下降。

而近年來節能減碳政策的推行，使得各公司行號開始注重能源的使用效率，特別是空調系統在夏季尖峰時的耗電，對一般商業建築或廠房而言，約可佔總電力30%以上，較高者甚至可達50%。有許多使用單位皆將注意力置於空調系統的節能技術，其中最常被使用的節能改善方案即是將冰水主機系統的冰水供水溫度調高，以降低冰水主機群的用電。但對於使用冷凝方式除濕的空調系統，提高冰水溫度亦將影響空調箱中盤管的除濕效果，使得室內的濕度偏高，人員的舒適感將受到影響；亦或是同樣為了節能的需求，而將室內乾球溫度的設定值調高，如政府即宣導將室溫設定於26℃以上，如此方式也會影響空調盤管的除濕效果，間接讓室內的相對濕度提高，造成人員的不適感。

除了節能減碳的議題外，政府也日漸重視人民的生活品質，根據環保署的調查顯示，國內約有三成以上的大樓，室內空氣品質未達政府訂定的合格標準，包括二氧化碳及一些揮發性汙染物質的濃度過高，均會對人體健康造成一定的影響。

為改善上述之問題，目前新建之辦公大樓、商場及高科技廠房，已有愈來愈多的場所應用此類吸附除濕空調系統，營造出滿意的環境空間，而傳統上將吸附式除濕原理加入至空調系統的設計中，常見的吸附元件為蜂巢式矽膠，其係利用特殊紙材製作成蜂巢型式的基底，表面再批覆一層矽膠膜，流道均勻與空氣接觸面積大，吸附空氣中水份的效果顯著；但蜂巢式矽膠轉輪造價昂貴，導致欲將此同時具有維持室內空氣品質及空調節能的空調設備，廣泛推廣於民生較有一定難度。

因此，為改善上述之缺失，本案之創作人特潛心研究，開發出一種「低溫再生全熱交換裝置」，以有效改善習用之缺點。

本創作之主要目的係在於，可利用處理風機與填充吸附機構之配合，將室外空氣進行預冷與除濕後輸送至室內，且利用再生風機與填充吸附機構之配合，室內含有二氧化碳之空氣進行吸附與再生後排出室外，進而維持空氣品質與減少空調耗能，而達到提升能源使用效率，大幅降低設置成本、增加應用範圍、維持室內空氣品質以及節能減碳之功效。

為達上述之目的，本創作係一種低溫再生全熱交換裝置，其係包含有：一具有除濕側及再生側之機箱，該機箱之兩側係設有與除濕側連通之室外進氣部及室內供風部，且該機箱之兩側係另設有與再生側連通之室內回風部及室外排氣部；一設於機箱中且位於室內供風部一側之處理風機；一設於機箱中且位於室外排氣部一側之再生風機；以及一設於機箱中之填充吸附機構，其一側係具有設於除濕側之除濕區，另一側係具有設於再生側之再生區。

於本創作之一實施例中，該機箱內係以隔板區隔出至少四個空間區，藉以形成所述之除濕側及再生側。

於本創作之一實施例中，該除濕側係包含機箱一側之上、下兩個空間區，而該室外進氣部係與下方空間區連通。

於本創作之一實施例中，該再生側包含機箱另一側之上、下兩個空間區，而該室內回風部係與上方空間區連通。

於本創作之一實施例中，該室外進氣部係設有一濾網。

於本創作之一實施例中，該室內回風部係設有一濾網。

於本創作之一實施例中，該處理風機係具有兩段變速功能，而其風量係介於600CMH~760CMH之間。

於本創作之一實施例中，該再生風機係具有兩段變速功能，而其風量係介於600CMH~760CMH之間。

於本創作之一實施例中，該填充吸附機構係包含有一活動設於機箱中之支撐架、一活動設於支撐架上之轉輪、一帶動轉輪之致動單元、及多數填充設於轉輪中之氧化鋁顆粒，而所述之除濕區與再生區係分別設於轉輪上。

於本創作之一實施例中，該轉輪係以隔板區隔出至少四個供填充氧化鋁顆粒之置放區，且該轉輪上係設有格網封蓋。

於本創作之一實施例中，該致動單元係為一馬達。

於本創作之一實施例中，該氧化鋁顆粒至少包含3mm~5mm以及6mm~8mm兩種尺寸。

於本創作之一實施例中，該處理風機、再生風機與填充吸附機構更可進一步連接有一控制機構及一環境偵測機構。

於本創作之一實施例中，該控制機構係可為電腦。

於本創作之一實施例中，該環境偵測機構係為二氧化碳偵測器。

1‧‧‧機箱

11‧‧‧除濕側

111、112、121、122‧‧‧空間區

12‧‧‧再生側

13‧‧‧室外進氣部

14‧‧‧室內供風部

15‧‧‧室內回風部

16‧‧‧室外排氣部

17‧‧‧隔板

18、19‧‧‧濾網

2‧‧‧處理風機

3‧‧‧再生風機

4‧‧‧填充吸附機構

41‧‧‧除濕區

42‧‧‧再生區

43‧‧‧支撐架

44‧‧‧動轉輪

441‧‧‧隔板

45‧‧‧致動單元

46‧‧‧氧化鋁顆粒

47‧‧‧格網封蓋

5‧‧‧控制機構

6‧‧‧環境偵測機構

第1圖，係本創作之基本架構示意圖。

第2圖，係本創作之上視狀態示意圖。

第3圖，係本創作填充吸附機構之示意圖。

第4圖，係本創作再生側之氣流狀態示意圖。

第5圖，係本創作除濕側之氣流狀態示意圖。

請參閱『第1、2、3、4及第5圖』所示，係分別為本創作之基本架構示意圖、本創作之上視狀態示意圖、本創作填充吸附機構之示意圖、本創作再生側之氣流狀態示意圖及本創作除濕側之氣流狀態示意圖。如圖所示：本創作係一種低溫再生全熱交換裝置，其包含有一機箱1、一處理風機2、一再生風機3以及一填充吸附機構4所構成。

上述所提之機箱1係包含有一除濕側11及一再生側12，而機箱1之兩側係設有與除濕側11連通之室外進氣部13及室內供風部14，且該機箱1之兩側係另設有與再生側12連通之室內回風部15及室外排氣部16，而該機箱1內係以隔板17區隔出至少四個空間區111、112、121、122，藉以形成所述之除濕側11及再生側12，其中該除濕側11係包含機箱1一側之上、下兩個空間區111、112，而該室外進氣部13係與下方空間區112連通，該再生側12包含機箱1另一側之上、下兩個空間區121、122，而該室內回風部15係與上方空間區121連通，並於該室外進氣部13與該室內回風部15之位置處分別設有一濾網18、19。

該處理風機2係設於機箱1中且位於室內供風部14之一側，而該處理風機2係具有兩段變速功能，而其風量係介於600CMH~760CMH之間。

該再生風機3係設於機箱1中且位於室外排氣部13之一側，而該再生風機3係具有兩段變速功能，而其風量係介於600CMH~760CMH之間。

該填充吸附機構4係設於機箱1中，且其一側係具有設於除濕側11之除濕區41，另一側係具有設於再生側12之再生區42，而該填充吸附機構4係包含有一活動設於機箱1中之支撐架43、一活動設於支撐架43上之轉輪44、一帶動轉輪44之致動單元45、及多數填充設於轉輪44中之氧化鋁顆粒46，而所述之除濕區41與再生區42係分別設於轉輪44上，其中該轉輪44係以隔板441區隔出至少四個供填充氧化鋁顆粒46之置放區，且該轉輪44上係設有格網封蓋47，該致動單元45係為一馬達，而該氧化鋁顆粒46至少包含3mm~5mm以及6mm~8mm兩種尺寸。如是，藉由上述之結構構成一全新之低溫再生全熱交換裝置。

當本創作於運用時，係可使該處理風機2、再生風機3與填充吸附機構4進一步連接有一控制機構5及一環境偵測機構6，其中該控制機構5係可為電腦，而該環境偵測機構6係為二氧化碳偵測器。

而當於本創作運用時，係以環境偵測機構6對所在室內環境進行二氧化碳濃度偵測，當室內環境中之二氧化碳達到預定濃度時，該環境偵測機構6便會發出開機訊號至控制機構5，使控制機構5啟動開處理風機2、再生風機3以及填充吸附機構4，使該再生風機3配合填充吸附機構4，讓室內環境中含有二氧化碳濃度氣體由室內回風部15透過濾網19進入再生側12後，往室外排氣部16排出室外，而當氣體由室內回風部15往室外排氣部16排出時，該氣體係以由上往下的方向由再生側12之上方空間區121經吸附機構4之再生區42後，再由下方空間區12 2往室外排氣部16排出，因此，當氣體由室內回風部15進入再生區42後，係利用再生區42中之氧化鋁顆粒46進行水分再生與二氧化碳之吸附動作，進而於降低氣體中之二氧化碳濃度後再由室外排氣部16排出室外(如第4圖所示)。

而於室內含有二氧化碳之氣體排出時，係可同時利用處理風機2配合填充吸附機構4，而將室外新鮮空氣由室外進氣部13透過濾網18進入除濕側11後，往室內供風部14導入室內，而當氣體由室外進氣部13往室內供風部14導入時，該氣體係以由下往上的方向由除濕側11之下方空間區111經吸附機構4之除濕區41後，再由上方空間區112往室內供風部14導入，因此，當氣體由室外進氣部13進入除濕區41後，係利用除濕區41中之氧化鋁顆粒46對室外空氣進行除濕吸附處理後輸送至室內(如第5圖所示)。

而於上述之過程中，當本創作之填充吸附機構4於啟動運轉後，該轉輪44將固定不動，當系統運轉預定時間之後，該轉輪44則利用致動單元45之帶動，而於支撐架43上旋轉180度，使原本除濕區41與再生區42之位置互相調換進行吸附與再生動作，讓位於除濕區41與再生區42之矽膠顆粒46，先進行吸附與水份再生的動作，待一段時間後除濕區41與再生區42之矽膠顆46將分別趨於飽和與乾燥狀態，使得填充吸附機構4之吸附與再生能力下降，因此，將轉輪44旋轉180度使除濕區41與再生區42互相調換後，乾燥與飽和之矽膠顆粒46將分別進行吸附與再生動作，使其吸附與再生能力上升，讓矽膠顆粒46在轉輪44連續運轉的模式下，於除濕區41與再生區42停留的時間較短，轉輪44持續的轉動使矽膠顆粒46保持在吸附率及脫附率較好的狀態，故可獲得較高之除濕量。

如此，本創作運用氧化鋁可利用低溫低濕空氣進行再生之材料特性，進行室外新鮮空氣之預冷與除濕，可至少達到下列之優點：

(1)利用氧化鋁顆粒製作填充床轉輪，與一般商用蜂巢式矽膠吸附除濕系統相比可大幅降低設置成本，增加應用之領域範圍。

(2)對空調系統所引進之室外新鮮空氣進行吸附除濕，降低室內空間之潛熱負荷。

(3)利用室內空調空間低溫低濕之空氣進行填充床之再生，可節省加熱再生空氣之耗能。

綜上所述，本創作低溫再生全熱交換裝置可有效改善習用之種種缺點，可利用處理風機與填充吸附機構之配合，將室外空氣進行預冷與除濕後輸送至室內，且利用再生風機與填充吸附機構之配合，室內含有二氧化碳之空氣進行吸附與再生後排出室外，進而維持空氣品質與減少空調耗能，而達到提升能源使用效率，大幅降低設置成本、增加應用範圍、維持室內空氣品質以及節能減碳之功效；進而使本創作之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合創作專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及創作說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。