[发明专利]用于空气处理和空气调节的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及如下领域：用于例如暴露于在东南亚所面对的炎热潮湿这种类 型气候的建筑物的空气处理和空气调节的系统和方法。然而，也可以进行其他 应用。例如，本发明还适用于工业应用(例如纸张、食物和微电子行业)中涉 及的包括风干问题的风量。

更确切地说，本发明涉及配备有双气流交换器的这种系统，这种类型的双 气流交换器使得能够在通过交换器的两道气流之间，进行热传递以及湿度/水蒸 汽传递。提供该双传递的这种交换器通常被称为“全热交换器”或“焓热交换器”。

因此，本发明适用于用于建筑物(优选用于住房和服务行业)的空气处理 和空气调节。由此，交换器不仅确保了污染气流与外部气流之间的热传递，而 且确保了这两道气流之间的从最潮湿环境向最干燥环境的水蒸汽传递。

背景技术

在炎热潮湿的气候中，外部气流(也被称为新鲜气流)能够具有高温(例 如大约30℃至35℃)和高相对湿度(例如大约90％至95％)。因此，在这种条 件下，发生从外部气流向污染气流的水蒸汽传递。然而，当外部气流的相对湿 度非常高时，存在交换器内冷凝的风险，这对交换器的正确操作、交换器的可 靠性、以及处理的健康保障是有害的。甚至，即使在通过交换器的两道气流之 间的水蒸汽传递有助于降低外部气流的绝对湿度，通过在交换器中冷却该外部 气流，在另一方面也增大了相对湿度。在这一点上，需要提醒的是：绝对湿度 对应于每千克干燥空气的水蒸汽浓度，而相对湿度对应于蒸汽分压与饱和蒸汽 压(空气不再能够包含更多的蒸汽，否则蒸汽就会冷凝的压力)的比率。

在现有技术中，存在几种实现焓交换器的方案，例如能够将焓交换器安装 在蒸汽压缩制冷单元的上游。通过指示，这些方案是对现有技术中已知、但属 于远离本发明的领域的脱水轮的使用的替代。

关于焓交换器方案，很少能够解决交换器内部的冷凝问题。然而，在EP2 498013中提供了如下方案，该方案公开了在外部气流具有过高的相对湿度的情 况下绕过焓交换器的可能性。然而，通过拒绝通过交换器，系统会经受巨大的 效率损失，这是因为与污染气流相关联的能量尚未被使用。

因此，存在如下需求：优化这些用于空气处理和空气调节的具有焓交换器 的系统，尤其为了应对高度潮湿的外部气流的冷凝风险。

发明内容

为了解决该问题，本发明的目标首先在于一种用于空气处理和空气调节的 系统，所述系统包括至少一个双气流焓交换器模块，所述焓交换器模块使得能 够在两道气流之间进行热传递和水蒸汽传递，所述两道气流分别由第一气流和 第二气流组成，所述第二气流具有比所述第一气流低的温度和绝对湿度。

根据本发明，所述系统还包括：

-用于确定所述第一气流在所述焓交换器模块的入口处的相对湿度的装置； 以及

-控制装置，其被构造为当所述相对湿度超过预定值时，在所述第一气流 进入所述焓交换器模块之前，命令向所述第一气流供热。

因此，本发明的独创性在于加热(如果需要)处于非常接近饱和曲线的条 件的第一气流。因此，巧妙地进行了最热气流温度的提升。通过简单地提升气 流温度，该第一气流使其相对湿度降低，并因此很少遭受交换器模块中的冷凝 风险。该方案的优点一方面在于，避免了现有技术中暗示的绕过交换器，另一 方面在于，用于将气流保持在比预定值低的相对湿度所需的供热可以较小。

优选地，该系统还包括蒸汽压缩制冷单元，所述蒸汽压缩制冷单元配备有 蒸发器和冷凝器，所述第一气流旨在在离开所述焓交换器模块之后通过所述蒸 发器和所述冷凝器，并且所述系统被设计为，使得所述供热来自于所述加热单 元，并且优选来自于通过所述加热单元的部分制冷液。可替代地，供热可以来 自于通过操作中的所述制冷单元的所述冷凝器生成的热。然后，从所述冷凝器 的制冷液进行所述供热，该流体通常为空气。

值得考虑其他方案来优选从可再生能源提供该供热。典型地，可以是太阳 能集热器，甚至或者是电阻元件。旨在制冷单元处汲取能量的上述方案的优点 尤其在于，使得能够在这种制冷单元内部恢复热力循环的全部或部分不可避免 的能量。

优选地，所述系统包括次级交换器，所述次级交换器被设计为向所述第一 气流提供所述供热，所述第一气流优选为外部气流。