[发明专利]用于改善空气调节效率的方法及系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2010年8月2日提交的、且题目为Method and System for Improved-Efficiency Air-Conditioning的、授予Meirav的美国专利申请第12/848,788号的优先权且为其的部分继续申请，该申请请求享有2010年5月17提交的美国临时专利申请第61/345,194号和2010年6月7日提交的美国临时申请第61/351,968号的优先权。以上申请的公开内容通过引用将其整体结合到本文中。

技术领域

本申请大体上涉及空气循环系统，并且具体涉及从空气循环系统除去各种物质和/或清洁空气循环系统。

背景技术

加热、通风和空气调节(HVAC)实际上是每个现代建筑物的标准。实际上，HVAC通常为大多数建筑物的全部能量预算的其中一个最大的部分。这特别是在极端气候(热和冷两者)下的情形。HVAC系统的其中一个目标在于为建筑物的居住者提供温度、湿度、空气成分和空气清洁度方面的舒适且健康的环境。

建筑物中的中央HVAC系统通常包括一个或多个中央空气处理单元和空气分配系统，其中将供送的空气经由管网引送至建筑物的各个部分，且经由其它管或增压室使空气流从这些空间返回至空气处理单元。在空气处理单元中，在需要时，将冷却和/或加热空气，以及过滤空气且通常使空气除湿和/或润湿。因此，HVAC系统不断地使空气循环穿过建筑物，同时不断地调整其温度和湿度以保持舒适的环境。

然而，为了保持较好的空气质量，并非所有空气都进行再循环。一些空气经由门、窗等泄漏出，且有意地将一些部分的循环空气排出到建筑物外侧。这被称为排出空气。排出空气由吸入的外界空气(也称为补充空气)替换以补充排放的排出空气。这也被称为新鲜空气或通风。由于建筑物的居住者和设备消耗氧且排放二氧化碳(CO₂)以及逐渐地危害空气的质量和安全的多种其它污染物，故将完成这种空气替换。此类空气替换保持了新鲜空气的质量。

氧代表大气空气的大约21%，且室内空气的所期望的水平一般也是如此。另一方面，CO₂仅代表了外界空气中的很低的水平，通常在大约百万分之400(ppm)的水平下。一旦造成CO₂的水平升高或氧的水平降低，就需要相当大量的外界空气来使它们的相应的浓度接近于所期望的水平。实际上，为了完全恢复氧和CO₂的浓度，实际上可能需要替换所有的空气。

外界空气代表空气处理单元上的附加的且取决于外界气候条件通常很明显的热负载。在热且潮湿的气候的情况下，例如，注入HVAC系统中的外界空气可能需要附加能量来使外界空气冷却和除湿，且可能代表HVAC系统的全部热负载和能量使用的较大部分。

可调整排出空气和外界空气的量以满足空气质量标准。通常设置某一最低量的水平的氧、CO₂和其它污染物、共同被称为挥发性有机化合物或VOC的多种有机气体来保持空气质量。在美国，美国加热、冷冻、空气调节工程师协会(ASHRAE)发布了针对给定空间和居住者的数目建议的外界空气通风量的指标，包括ASHRAE标准62。然而，空气替换的速率越大，由HVAC系统消耗的能量就越多。

发明内容

在一些实施例中，通过使用洗涤器或可将这些气体与循环空气分离的其它装置除去不需要的物质如包括二氧化碳(CO₂)的气体、污染物、颗粒等，可减少由HVAC系统使用的供送空气量且因此减少用于加热和冷却的能量，同时保持所期望的空气质量和空气成分。可选地是，可利用注入浓缩的氧来进一步改善空气的质量。在一些实施例中，一部分循环空气可经由洗涤器转移来完成所期望的结果。尽管在正常的HVAC系统中执行了建筑物空气的频繁大规模替换，但洗涤CO₂和其它不需要的气体和蒸气也可完成相同的目的，而其中HVAC系统上的热负载少得多，从而提供了建筑物的显著的能量节省且减少了整个电网的需求。

在一些实施例中，HVAC系统可包括注氧系统，注氧系统可将富氧空气注入循环空气中。