[發明專利]新風空調

有效

• 申請號: 201110257973.X
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102425822A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張洪
• 申請（專利權）人: 張洪
• 主分類號: F24F1/02
• 分類號: F24F1/02;F24F12/00;F24F13/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及暖通空調領域，具體涉及一種改進的空氣處理方法和新風空調裝置，尤其強調夏季濕熱地區新風處理過程中利用板式空氣-空氣熱交換器和間接水蒸發冷卻對排風中的顯熱和潛熱進行能量回收。

背景技術

空氣調節系統的主旨是對人的室內活動空間提供可控的、舒適的和健康的空氣環境或者對倉儲、加工過程、設備操作等活動提供特定的空氣環境條件?？諝庹{節的主要控制指標包括空氣品質、空氣溫度、空氣濕度和風速等。

空氣品質的控制比較自然而有效的方法是利用室外新鮮空氣對室內空氣進行置換或稀釋，也即吸入室外新風、排出室內臟氣。但在室內外空氣的溫濕狀態差別較大的時候，特別是在夏季濕熱地區和冬季寒冷地區，新風交換會對空調系統產生堪比室內閉循環的熱負荷壓力?？諝鉁囟?、濕度調節是指將室內空氣的溫度和濕度調節到令人舒適的狀態，例如夏季24℃、60％相對濕度，冬季20℃、40％相對濕度。降溫、除濕的方法主要有制冷劑壓縮蒸發、制冷劑蒸汽吸收、轉輪除濕、溶液除濕和水蒸發等幾種系統。水蒸發冷卻系統又分直接水蒸發冷卻系統和間接水蒸發冷卻系統。間接蒸發系統主要包括管式熱交換器系統、板式熱交換器系統和熱管式熱交換器系統。本發明涉及的板式空氣-空氣熱交換器的一種優選方案是采用中國專利ZL?200310113333.7公開的一種熱交換器。

表1

表1是典型氣象年中國大陸代表性城市7月份氣象觀測值每日最高值的月平均值列表。圖1是表1中各城市以溫度和含濕量表示的狀態點在焓濕圖中的位置，每個城市的位置用圓圈序號表示，舒適狀態點用◎表示。需要說明的是，各城市觀測點的大氣壓不一定等于標準大氣壓，但都畫在同一張標準大氣壓焓濕圖中，近似地表示各觀測點在焓濕圖中相對位置，用以定性說明本發明強調的室外空氣的焓濕狀況。為了簡化敘述，本發明中的空氣處理過程都假定在標準大氣壓狀態下進行。

表2

表2是典型氣象年中國大陸代表性城市1月份氣象觀測值每日最低值的月平均值列表。圖2是表2中各城市以溫度和含濕量表示的狀態點在焓濕圖中的位置，每個城市的位置用圓圈序號表示，舒適狀態點用◎表示。需要說明的是，各城市觀測點的大氣壓不一定等于標準大氣壓，但都畫在同一張標準大氣壓焓濕圖中，近似地表示各觀測點在焓濕圖中相對位置，用以定性說明本發明強調的室外空氣的焓濕狀況。

圖1中比焓大于80kJ/kg干空氣的城市占全部城市的三分之二，舒適狀態點的比焓為58.45kJ/kg干空氣。對這些高焓值城市的室內外焓差進行分析可知，新風中含濕量潛熱對焓值的貢獻與新風溫度對焓值的貢獻之比大于3比1。也就是說，新風處理時主要能耗將消耗在對濕度的處理上。列表的城市中，只有烏魯木齊室外空氣含濕量小于舒適狀態點含濕量，因而不用除濕，其他地點夏季都需要降溫和除濕處理。

有新風就有排風，相應地，濕熱地區排風中可利用的潛熱能也遠大于顯熱能，因此，夏季濕熱地區，對排風的熱能回收必須重點考慮潛熱能的回收。

本發明中所說的空氣潛熱能指的是濕空氣在任意狀態點空氣焓值中由絕對含濕量的潛熱造成的焓值，其余的焓值稱為濕空氣的顯熱能。干空氣能指的是濕空氣中可利用的潛熱能，也就是說在相同干球溫度下，濕空氣焓值與飽和濕空氣焓值之差。

濕熱空氣的除濕方法常見的有轉輪除濕、溶液除濕以及冷凍除濕。冷凍除濕需要將表冷器表面溫度降到所處理空氣的露點溫度以下。板式空氣-空氣熱交換器做間接水蒸發空氣冷卻時，板壁的溫度只有低于新風露點溫度才能對新風進行除濕。因此，間接水蒸發必須與傳統壓縮制冷等可以提供冷凍水的空調系統結合，或者與其他物理除濕方法的系統相結合，才能提供最終符合舒適狀態溫濕度要求的新風。

圖2中絕大部分城市的含濕量均等于或小于舒適狀態點的含濕量，室外新風和室內狀態點焓差的三分之二以上是顯熱造成的，越往緯度高的寒冷地區越是如此，也就是說，冬季對排風中能量的回收主要是對顯熱能的回收。

美國專利專利號US2174060公開了一種用板式空氣-空氣熱交換器間接水蒸發進行空氣制冷，雖然可以不增加干通道的空氣含濕量，但在濕熱地區無法提供舒適狀態空氣。

美國專利?專利號US4051898公開了一種利用日本紙或類似有透濕功能的板式空氣-空氣熱交換器，基于新風通道和排風通道的水汽蒸發壓力差，可以讓新風通道空氣中的水蒸氣穿過熱交換器間壁進入排風通道，回收排風中的部分干空氣能，但這種透濕紙容易臟污堵塞和在濕應力作用下容易損壞。