[发明专利]相变调温结合独立新风的温湿度调控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用相变调温装置来承担室内主要显热负荷，以独立新风系统来承担室内全部湿负荷和余下显热负荷的相变调温结合独立新风的温湿度调控系统。

背景技术

以成都为代表的大多数四川地区存在夏季气温高、湿度大、潮湿闷热，冬季气温低、湿度大、潮湿阴冷，过度季节气温适宜，但湿度偏大的特点。这表明，以上地区的建筑室内环境的温度、湿度调控具有不同步、不同程度的需求，因此需要对温度、湿度进行独立调控。实际上，对空气温度和湿度进行调控所需的能源量（电量、冷量、热量）并不一样，对二者进行独立调节可避免耦合调节所产生的额外能源消耗，有利于建筑节能。

另一方面，随着冬夏季极端气候的频繁出现且持续时间增长，空调耗电能量将不断上升。许多城市如上海、北京、广州、济南、武汉、成都等地普遍存在夏季缺电现象，因此需要寻找降低空调能耗的方法。在可选择的技术方法中，被动式技术与主动式技术相比具有独特的节能性。考虑到减少初投资和运行费用这一前提，选择相变材料进行调温一种较好的被动式技术。相变材料是一种能够吸收或释放潜热的热功能材料，当环境温度高于相变温度时，相变材料发生相变吸收热量；当环境温度降至相变温度以下，相变材料发生相变释放热量，从而达到调控温度和储存能量的作用。需要看到的是，相变材料的运用需要消除与建筑材料结合所存在的缺陷，如吸放热能力衰减大、使用寿命短、施工困难、存在相变后不能及时恢复的风险等。

再次，借助相变材料调温以后，新风系统承担的显热负荷明显减少，与传统全空气系统相比，夏季可采用高温送风，冬季可采用低温送风，其系统能耗将显著降低。同时，由于新风系统可以独立调节湿度，当温度、湿度调控所要求的程度不一样时，可以对二者进行分别调节，调节方式更灵活、更方便、更节能。

因此，将相变材料调温与新风独立调湿相结合，既可以满足温湿度调控需求不一样的地区的室内环境调控要求，又能够降低建筑的能源消耗。

发明内容

针对温湿度调控需求不一样的地区对室内环境的调控要求以及建筑节能对室内温湿度调控的低能耗要求，本发明的目的是提供一种将被动式与主动式相结合，能满足居住、办公等建筑室内温湿度分别调节的相变调温结合独立新风的温湿度调控系统。

本发明的基本思路是：将需要进行温度调节房间的空气抽入布置有相变材料的单元式箱体中，空气与相变材料进行对流换热，相变材料吸热（或放热）后发生相变，而空气失热（或得热）后发生温度降低（或升高），然后被处理的空气再送入房间，实现对房间空气的温度调节；同时，根据需要处理的显热负荷量和空气量设定所需的单元式箱体的数量；其次，独立新风系统根据所调节房间的湿负荷和余下显热负荷所对应的送风状态点要求进行送风，实现对房间空气的湿度调节；再次，当室外空气温度和湿度同时符合送风要求时，只采用通风换气机通风实现对房间空气的温度和湿度调节；此外，在相变材料的恢复期，根据室外空气温湿度状态的不同，房间空气的温度和湿度调节可选择完全由独立新风系统实现或完全由通风换气机通风实现或二者结合的方式实现。相变材料的恢复采用两种方式实现，当室外空气温度符合要求时，可将室外空气经通风换气机直接送入布置有相变材料的单元式箱体，通过逆向换热实现对相变材料的恢复；当室外空气温度不符合要求时，可将独立新风系统中的空气引入一部分到布置有相变材料的单元式箱体，通过逆向换热实现对相变材料的恢复。

本发明采用的技术方案是：布置有相变材料的单元式箱体设有两个进风口和两个出风口，一组进风口和出风口用于正常工作时抽取房间空气进行调温，另一组进风口和出风口用于恢复期空气的送入和排出；独立新风系统设有两个分支路，一个支路用于向房间送风，另一支路用于向布置有相变材料的单元式箱体送相变材料恢复用空气；通风换气机连接两个支路，一个支路用于向房间送风，另一支路用于向布置有相变材料的单元式箱体送相变材料恢复用空气。整个系统的运行调控所依据的参数包括单元式箱体出风口空气温度、室外空气温度和湿度、独立新风系统送风空气温度和湿度。

本发明的优点是：该相变调温结合独立新风的温湿度调控系统将被动式调节与主动式调节充分结合，满足了室内空气温度和湿度的不同调节需求，避免了不必要的额外能源消耗；同时，该系统充分发挥了相变材料的吸放热能力，并且相变材料相变后易于及时恢复；此外，该系统换热效率高、能耗低、无污染、噪音低、安装灵活、易于维护、占地面积较小、使用寿命长。