[发明专利]温湿度控制和热量利用的空调系统

说明书

本发明提供了一种温湿度控制和热量利用的空调系统，该系统在冷却模式下运行，从建筑物排热，该系统包括:一种具有封闭制冷剂回路的冷却器，其主要部件包括压缩机、空气制冷剂热交换器、液体制冷剂热交换器和制冷剂管，其中来自压缩机排放的热蒸汽制冷剂行进到用作冷凝器的空气制冷剂热交换器，用环境空气冷却和液化制冷剂，然后液体制冷剂流到第一膨胀装置，在那里膨胀，然后蒸汽和液体的混合物制冷剂流向作为蒸发器工作的液体制冷剂热交换器。本发明利用节能、便宜、可靠、通用和便于维护的冷却器消除了上述缺点，提出的系统能够对供应空气进行深度除湿，并对该空气温度进行综合控制，并且非常有效地利用由冷却器冷凝器产生的热量。

技术领域

本发明涉及控制住宅、商业和工业建筑物和结构内部空气的温度和湿度的空调系统，主要是一种温湿度控制和热量利用的空调系统。

背景技术

在加热模式下，热量通过作为热泵运行的空调系统或通过替代热源(例如气体、电、太阳能等)传递到建筑物。加热器。在冷却模式下，系统吸收来自“室内空气”的热量并将该热量传递给周围环境。空调系统在许多建筑中，特别是多层建筑、商业建筑、医院、学校、超市等。包括供应─通风、液体回路和制冷回路。用作二次制冷剂的液体(主要是水或盐水)在建筑物中循环，从而在加热模式下为风扇盘管热交换器提供来自加热液体的热或在冷却模式下来自冷却液体的冷。反过来，风扇盘管热交换器热或冷空气流过它们，从而使建筑物的不同部分变暖或变冷。在替代设计中，冷却器可提供热的或冷的液体到其它设备，例如局部空调或热泵，其中加热液体在加热模式下将热量传递到蒸发器中的制冷剂，或者冷却液体在冷却模式下从冷凝器中的制冷剂吸收热量。

大多数建筑空调和冷水机组都是按照Rankin制冷循环运行的。而调节建筑物中空气的大多数系统在加热和冷却模式中运行，本发明主要涉及冷却模式。在冷却模式下，空气在通过蒸发器或风机盘管热交换器的冷表面时被冷却和除湿。在大多数空调中，系统运行时间是唯一由湿度设定或温度设定驱动的受控参数。因此，湿度和温度从不相互独立地控制。空调运行时，在室内空气湿度和温度的任何组合下，专用于降温的冷却能力百分比与用于湿气冷凝的冷却能力百分比之间存在相对刚性的相关性。室外热量主要通过墙壁、屋顶和窗户来加热建筑物，而湿气则来自室外空气。因此，室内湿度在以下情况下主要取决于外部空气流入温度设定是固定的。在单户住宅建筑中，由于漏水、裂缝、开门等原因造成的空气交换率。在0.5-2.0体积/小时之间。然而，在具有供排气通风换气率的建筑物中，空气交换率从最小4到高达。在炎热潮湿的天气里，室外空气大量渗入建筑物，空气流入可能显著增加室内空气相对湿度超过60％的推荐限值，有时甚至超过70％。这种室内环境的居民感到不适；此外，高湿度可能会增加空气管道和墙壁上的霉菌的水分容纳量。为了降低湿度，室内温度一般设置在舒适水平以下以强制空调系统运行时间更长，在湿气冷凝过程中消耗的冷却能力百分比更高。

在这种情况下，除了降低居民舒适度之外，空调系统在从安装在房间中的热交换器排放大量冷凝的湿气方面经历了能耗的增加和潜在的额外困难。因此，开发一个独立于温度的室内空气湿度控制系统，对于空调系统的设计者来说是一项重要的任务，特别是具有供排气通风的系统。空调或冷却器操作的另一方面是热利用，例如加热或至少预热用于技术或家用消耗的水和/或用于空调系统本身中的热利用，以将过冷空气再加热至舒适水平。

大多数现有系统中的湿度和温度控制仅在调节空间中，其中风扇或鼓风机从与新鲜供应空气以不同比例混合的返回空气的入口源接收未调节或部分调节的空气，以产生新鲜空气和返回空气的混合气流，以输送到一个或多个冷却盘管。

这种调节大中型建筑物空气的方法有几个缺点:

a)当热的、潮湿的空气流过很长时间时，特别是在多层建筑物中，与热的室外空气相比，管道湿气凝结在相对较冷的表面上，而管道反过来导致霉菌、霉菌和其它生物生长的危险增加。

b)调节空间中冷却盘管上的冷凝水的量需要频繁地维修排水管，特别是在湿热气候中，其中藻类和霉菌可能阻塞冷却盘管排水管。