[发明专利]外融冰蓄冷调湿与地下水调温的独立除湿空调方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于独立除湿空调、冰蓄冷和可再生能源利用技术领域，具体地说是涉及一种外融冰蓄冷调湿与地下水调温的独立除湿空调方法，并涉及实施该方法所采用的装置。

背景技术

空调系统能耗在建筑能耗中占有很大比例，有效降低空调系统能耗的技术和应用是目前行业发展的最为重大的课题。就空调方式及其系统方案而言，将空气处理过程中的降湿和降温过程的耦合关系分开，首先采用合适的技术措施解决独立除湿问题，然后采用廉价高温冷源解决降温问题，从而实现空调系统整体能耗及其运行费用的有效节省，是当前空调领域处于发展前沿的技术路线，在技术和应用方面近年来取得了突破性进展。目前具有代表性的技术成果是清华大学江亿院士领衔开发的溶液调湿空调系统技术，利用溴化锂等溶液极强的吸湿效应对空气进行深度除湿，利用高温热泵高效制取高温冷冻水，利用60～80℃左右的低品位热源对除湿溶液进行再生，热工过程通过采用分级换热、热回收等有效地降低了整体热工不可逆损失，获得了良好的能源综合利用效益，并已经获得了许多成功应用。但是就目前而言，如何更有效地解决廉价的低温再生热源问题、提高特殊材料部件的可靠性并降低成本、开发成熟高效的高温冷冻水机组以成分利用该技术的整体节能优势、扩展细分市场用户的适应性等方面，还需经历一个较长的技术及应用成熟期。目前溶液调湿空调方式应用最多的热泵式再生方式由于受限于冷凝侧高温热泵COP较低的特点，虽然是一种实用的解决方式，但并非体现该技术路线能源综合利用效益优势的最佳利用方式。

同时，空调舒适性研究方面已出现很多新成果，例如夏季空调室内设计温湿度可根据人体热感觉在一定范围内选择，这为调整设计参数节省能耗提供了理论基础。如我国舒适性空调设计以前通常按设计干球温度24～28℃、相对湿度按45～65％选取，但是基于节能降耗的需要，建设部规定公共建筑夏季空调温度不得低于26℃。从人体热感觉来看，干球26～28℃、相对湿度60％的环境空气与干球28～30℃、相对湿度30～40％基本相当，为此，如果能够实现室内温度很好的除湿效果，则把室内干球温度提高到28～30℃，人体的感觉仍是舒适的，而由此带来了降低维护结构显热负荷等的效益，可有效降低空调冷负荷10～15％。同理，如冬季采用辐射末端采暖，并将室内温度降低2℃，则可有效降低采暖热负荷10～15％。

冰蓄冷空调技术已获得广泛应用，但是目前在冰蓄冷工程中占据主要份额的冰球式和内融冰蓄冷技术具有单位时间取冷速率有限、末期取冷效能劣化等困难，与空调用户条件与要求的广泛性和空调领域技术新发展而言的适应性越发不足，而外融冰蓄冷所具有的优良特性克服了前者的缺点，特别适合与低温送风技术相结合，实现系统的整体节能要求。

另一方面，目前地水源热泵空调系统的应用已很广泛，技术、产品和市场均已走向成熟，但受地质和水资源条件限制，特别是在按规范实施的前提下，与其它空调/采暖方式相比时在节能性、经济性方面并没有体现出宣传中的优势，这将影响到该细分行业的发展速度和实效。

如果既能利用独立除湿空调技术的能源综合利用优势以避免成功空调方式的能耗高、费用高，又能避免过多地受限于用户的具体资源条件和某些关键设备的开发成熟周期问题，并结合地水源热泵、冰蓄冷低温供冷的良好的低温冷热源条件，是一种可能的和实用的技术路线，对迅速推广落实并实现节能减排效益，将具有重要价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：改变常规空调中除湿与降温耦合在一起的处理过程，提供一种能源消耗低、降低热工热源的容量及其运行成本，实现独立除湿、高温冷冻水降温空调方式的外融冰蓄冷调湿与地下水调温的独立除湿空调方法，并提供实施该方法所采用装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明中，一种外融冰蓄冷调湿与地下水调温的独立除湿空调方法，是指：利用外融冰蓄冷持续输出低温水的能力在独立除湿新风机组内实现独立除湿，利用地下水源作为高温冷冻水进行调温，它包括以下步骤：

①地源蓄冰热泵主机对蓄冰循环液回水制冷，蓄冰循环液供水进入外融冰式蓄能槽中进行管外蓄冰，得到低温冷冻水；同时，外融冰式蓄能槽通过上部接口将低温冷冻水送入独立除湿新风机组中的独立除湿换热器，经循环后回到外融冰式蓄能槽的下部接口；

②室外新风进入独立除湿新风机组后，在其内部的预冷换热器中与高温冷冻水换热，进行预冷；

③预冷后的新风进入独立除湿新风机组内的独立除湿换热器与低温冷冻水换热，进行除湿；

④除湿后的新风送入室内承担全部湿负荷；