CN101315211A - 温湿度独立控制空调机 - Google Patents

Abstract

温湿度独立控制空调机是一种空调设备，涉及空调技术，其主要特征是可以依使用者的要求对空气的温度与湿度分别控制。随着多种建筑节能技术的普及，热负荷与湿负荷的比例会发生变化，湿负荷比例会相对增大，湿负荷控制的重要性将日渐突出。温湿度独立控制技术可以降低空调冷量控制负荷、改善空调舒适性、提升空调精度，显著达到节能效果。该设备由室内机和室外机组成，室内机包括：①风机、②表冷器(空气冷却换热器)、③显热换气芯(空气一空气回热换热器)、④冷媒、⑤温湿度控制机构，室内机可单独应用在集中空调***中。希望这种设备有助于国家26℃夏季空调政策的落实并且有助于空调技术的升级。

Description

温湿度独立控制空调机

技术领域

本发明涉及空调技术，是一种空调机，属于机械类产品的空调设备技术领域。

背景技术

温度和湿度是空调过程必需控制的二个参数。传统家用或商用空调主要是温差空调，往往只注重调温、不注重调湿，进而引发一系列的空气卫生问题，和严重浪费能源问题。

人体对温度和湿度的敏感性就是舒适性，当空气相对湿度低于40％时，易引发呼吸***疾病；当空气相对湿度高于60％时，尘满、细菌、病毒、真菌等有害物的活力开始增强。许多舒适性实验证明：不同人种有不同的温湿度舒适性区间，中国人理想的人体温度和湿度环境是温度23～28℃、相对湿度湿度45～65％，在满足人体舒适性的前提下，干球温度越高越节能。干球温度升高时，舒适性要求相对湿度应相应调节。

空调总负荷包含显热负荷和潜热负荷二项内容，潜热负荷主要是指湿度，在保证舒适性之前提下有效地控制这二项内容，可以大幅节约不必要的能耗。空调总热负荷和潜热负荷之比称热湿比，在不同地区有着显著差异，在同一地区不同时段不同季节差别亦很大，在同一地区同时段不同干球温度时也有差别。另外，随着现代建筑工程节能材料的不断应用，热湿比也在发生变化(热湿比变小)，潜热负荷在总负荷中的比重在增大，控制潜热负荷的重要性将日渐突出。近几年，国家已发布了夏季26℃空调政策，由于现有的标准化空调在空气干球温度大于26℃时，空气湿度偏高或波动幅度较大，易使人感到不舒适，26℃空调政策的落实执行不太理想。如果空调机能够有效地同步调节温度和湿度即温湿度独立控制，26℃空调政策将会受到更多数人的欢迎，有资料表明，温湿度独立控制技术可以实现20～40％的节能空间。

现阶段温湿度独立控制技术以盐溶液调湿方式为主，盐溶液会腐蚀金属，除湿过程不可避免地会有飘逸飞沫粒子，小于0.3μm盐溶液粒子会被空气带走，其安全性一直有人质疑，特别是它还带来较为复杂化的工程设计和高昻投资，温湿度独立控制空调***推广困难重重。如何简化完善调湿设备和降低工程成本就是温湿度独立控制技术推广的关键。本发明主要目标就是提供一种低成本并且运行安全可靠、维护简便的温湿度独立控制空调设备，便于在建或已建工程中推动温湿度独立控制技术广泛应用。

发明内容

温湿度独立控制空调机，是一种能够同步调节空气温度与湿度的空调设备，与现有的溶液式温湿度独立控制空调相比，它的综合成本较低、安全、维护简便；与目前公知的空调机相比，它的舒适性调节空间更大。这种设备有助于国家26℃夏季空调政策的落实。

附图说明

①图1为室内机的流程图，主要内容：1风机，2表冷器(空气冷却换热器)，3显热换气芯(空气-空气回热换热器)，4冷媒，5温湿度控制机构。

1风机为可调速风机，主要是指变频风机，用于调节室内机循环空气流量。

2表冷器(空气冷却换热器)为翅片盘管，表冷器迎面空气风速不大于2(米/秒)，严禁空气带水现象。

3显热换气芯(空气---空气回热换热器)，冷热两侧的空气不得有渗透，仅仅只有热量传递。可选用板式或板翅式气-气换热器或热管换热器。

4冷媒由制冷机制冷，温度不应低于0℃，建议0-10℃。

5温湿度控制机构，是由传感器、控制器和执行器组成，控制信号由设在回风通道的温湿度传感器提供，执行目标是室内机的循环风量和冷媒的供冷量。

②图2为温湿度独立控制空调机结构图，是室内机(图1)与室外机的组合示意图。

具体实施方式

湿空气学说中有一原理：调湿可以调干球温度，调干球温度则不易控制湿度。这一原理也是本发明的一个理论基础。优先控制湿度目标，同步控制干球温度，就可实现温湿度控制总目标。

A)室内机：

如图1所示，主要内容：1风机，2表冷器(空气冷却换热器)，3显热换气芯(空气-空气回热换热器)，4冷媒，5温湿度控制机构。

室内机工作流程：待处理的空气进入回风通道，进入3显热换气芯，回风空气得到预冷，干球温度有所下降，相对湿度显著提高，再进入2表冷器进一步冷却，干湿球温度进一步下降形成低温低湿空气。由于空气的部分显热已在3显热换气芯中被除去，在同等冷量与传统空调机对比的情况下，空气的潜热会被更多地除去。低温低湿空气被1风机抽吸后送入3显热换气芯。低温低湿空气在3显热换气芯里与待处理的回风空气进行换热，干球温度升高，相对湿度显著降低(含湿量不变)，形成送风空气，同时在2表冷器壁面上的凝结水由底盘排水口流出。2表冷器的冷量由4冷媒介质提供，冷媒可以是制冷剂(如：氟氯昂或无氟制冷剂)或液体载冷剂(如：冰水)，1风机也可以设在送风口或回风口的风道位置上。

室内机可以单独作为一个产品，此时应在图1中的2表冷器的进口或出口加装一个可调节4冷媒流量的电动调节伐，可作为公知的中央空调中的风机盘管或变风量空调器。

B)室外机：

如图2中的6，室外机可以是公知的具有可调速压缩机的分体空调机的室外机，也可以是具有可调制冷量的冰水机组。室外机制取的冷量通过冷媒介质提供给室内机。

基本要求是：室外机具有可调节制冷量的实现机构。

C)温湿度控制机构及控制方法：

如图2所示，5温湿度控制机构是由公知的传感器、控制器和执行器组成，其功能是根据空调对象的要求调节6室外机的制冷量和1风机的转速。6室外机的制冷量由6室外机里的制冷压缩机的转速来调节，6室外机的制冷量和压缩机的转速正相关。1风机的转速调节室内机循环空气流量。6室外机的制冷量可控制处理空气的湿度和温度，1风机的转速也可辅助控制空气的湿度和温度，实现空气的温湿度控制。另外，1风机的转速可以改变显热换气芯的换热效率(空气流量越大，显热换气芯的换热效率越低，送风温差越大)，间接调节送风温差，达到调节室内温度的目的。

控制方法1：

①风机的转速→控制室内空气干球温度：

干球温度升高→加大风机的转速。

干球温度降低→减小风机的转速。

②室外机的制冷量→控制室内空气相对湿度：

室内相对湿度升高→加大室外机的制冷量。

室内相对湿度降低→减小室外机的制冷量。

控制方法2：

①风机的转速→控制室内空气相对湿度：

室内相对湿度升高→减小风机的转速。

室内相对湿度降低→加大风机的转速。

②室外机的制冷量→控制室内空气干球温度：

室内干球温度升高→加大室外机的制冷量。

室内干球温度降低→减小室外机的制冷量。

另外，室内机作为公知的中央空调中的风机盘管或变风量空调器时，上述两个控制方法中的制冷量调节方式改为电动调节伐的开度调节，调节伐开度大→加大制冷量，调节伐开度小→减小制冷量。

D)整机：

如图2所示，室内机与室外机通过连接管拼合成为整机，冷媒在连接管内流动，整机运行由控制机构控制。

这个整机就是温湿度独立控制空调机。

Claims (10)

1温湿度独立控制空调机，包括二个主要内容：室内机和室外机，其特征是：室内机由五个部件组成：1风机，2表冷器(空气冷却换热器)，3显热换气芯(空气-空气回热换热器)，4冷媒，5温湿度控制机构。室内机可单独用于公知的集中空调***中，作为风机盘管或变风量空调器使用。室内机的工作流程是：回风空气经过显热换气芯预冷后进入表冷器降温除湿，形成低温低湿空气，低温低湿空气再送回显热换气芯，在显热换气芯中低温低湿空气得到回风空气加热后成为送风空气。风机的安装位置可以是显热换气芯的送风口或回风口，也可以是表冷器的迎风面或背风面。表冷器的冷量由经过室外机制冷的冷媒提供。室外机可以是公知的具有可调速压缩机的分体空调机的室外机，也可以是具有可调制冷量的冰水机组，室外机具有可调节制冷量的执行部件。

2按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机的风机是可调速风机。

3按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机的表冷器是多排翅片盘管换热器，迎面空气风速不大于2.0(米/秒)。

4按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机的显热换气芯是逆流或叉流型空气-空气换热器。

5按照权利要求1所述室的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的内机的冷媒是载冷剂或制冷剂，温度不低于0℃，取0-10℃。

6按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机的温湿度控制机构是由传感器、控制器和执行器组成，控制信号由设在回风通道的温湿度传感器提供或设在空调对象的温湿度传感器提供，温湿度控制机构的控制对象是所述的室内机的风机的转速和所述的室外机的制冷量，所述的室外机的制冷量由所述的室外机里的制冷压缩机的转速来调节，所述的室外机的制冷量和所述的的制冷压缩机的转速正相关。

7按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是可以单独调节空调对象的温度和湿度。

8按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机的温湿度控制机构的控制方法有两种：

控制方法1：

①风机的转速→控制室内空气干球温度：

干球温度升高→加大风机的转速，干球温度降低→减小风机的转速。

②室外机的制冷量→控制室内空气相对湿度：

相对湿度升高→加大室外机制冷量，相对湿度降低→减小室外机制冷量。

控制方法2：

①风机的转速→控制室内空气相对湿度：

相对湿度升高→减小风机的转速，相对湿度降低→加大风机的转速。

②室外机的制冷量→控制室内空气干球温度：

干球温度升高→加大室外机制冷量，干球温度降低→减小室外机制冷量。

9按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机可单独作为中央空调中的风机盘管或变风量空调器使用，单独作为中央空调中的风机盘管或变风量空调器使用时，在所述的室内机的表冷器的进口或出口应加装一个可调节冷媒流量的电动调节伐。

10按照权利要求1所述的温湿度独立控制空调机，其特征是：所述的室内机单独作为中央空调中的风机盘管或变风量空调器使用时，控制方法有两种：

控制方法1：

①风机的转速→控制室内空气干球温度：

干球温度升高→加大风机的转速，干球温度降低→减小风机的转速。

②调节伐开度→控制室内空气相对湿度：

相对湿度升高→调节伐开度加大，相对湿度降低→调节伐开度减小。

控制方法2：

①风机的转速→控制室内空气相对湿度：

相对湿度升高→减小风机的转速，相对湿度降低→加大风机的转速。

②调节伐开度→控制室内空气干球温度：

干球温度升高→调节伐开度加大，干球温度降低→调节伐开度减小。

上述调节伐指的是权利要求9所述的可调节冷媒流量的电动调节伐。

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