用于空气处理和空气调节的系统和方法技术方案

技术编号:15104941 阅读:83 留言:0更新日期:2017-04-08 15:27
本发明专利技术涉及一种用于空气处理和空气调节的系统(100),所述系统旨在容积(200),优选为建筑物,内部供给冷空气,所述系统包括具有双气流的至少一个焓交换器模块,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,所述系统被设计为能够根据所述建筑物的制冷模式进行操作,在所述建筑物中,两道气流分别由外部气流(F1)和较冷较干燥的污染气流(F2)组成,所述外部气流旨在被引入所述建筑物(200),所述污染气流来自于所述建筑物内部。根据本发明专利技术,所述系统还包括:-使得能够确定所述外部气流(F1)在所述焓交换器模块的入口处的相对湿度的装置(20);以及-控制装置(6),其被构造为当所述外部气流(F1)的所述相对湿度超过预定值时,在所述第一气流进入所述模块之前,命令向所述外部气流供热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如下领域: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,本专利技术还适用于工业应用(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,本专利技术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,本专利技术适用于用于建筑物(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。
技术介绍
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、但属于远离本专利技术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EP2498013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。
技术实现思路
为了解决该问题,本专利技术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。根据本专利技术,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,本专利技术的独创性在于加热(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。为了制作该次级交换器,可采用任何技术作为使用的流体(即液体、气体或二者的混合)的功能,并且作为能量类型(即,明显的、潜在的或焦耳效果能量)的功能。在可行实施例中,所述第一气流和在单元中流动的部分制冷液通过次级交换器,离开压缩器的该加热流体实际上使得能够将必要的卡路里带入第一气流。然而,在不背离本专利技术的范围的情况下,可以采用提取在制冷单元中生成的热量的任何其他方式,以将热量带向要加热的第一气流。优选地,所述系统包括串联布置的多个焓交换器模块,所述第一气流和所述第二气流相继通过所述多个焓交换器模块。优选地,然后,所述系统被设计为,使得能够针对至少一个焓交换器模块进行相对湿度的确定,并且使得能够至少在所述第一气流进入所述焓交换器模块中的一个之前加热所述第一气流。更加优先地,所述控制装置被设计为在所述第一气流进入所述焓交换器模块中的、在模块的入口处确定的相对湿度超过预定值的各个模块之前,命令向所述第一气流供热。因此,在该示例中,在一起形成焓交换器的各模块的入口处确定相对湿度。然后,通过与预定值的比较,来逐模块地单独控制供热,该预定值优先针对所有交换器模块相同,但是也可以随着模块的功能而不同。其他可替代方案是可行的,并且被本专利技术覆盖。例如,可以仅针对有限数量n(大于或等于1)个模块进行相对湿度的确定,然而,可以在数量m(大于或等于数量n)个模块的入口处应用供热。通过示例,仅通过确定第一气流在第一焓交换器模块处的相对湿度,能够在形成焓交换器的一个或几个模块的入口处命令供热。在各种情况下,供热可以被控制,例如仅当相对湿度达到预定值时被停止,或者命令能够简单地导致供给所确定的热量,所确定的热量可能作为所确定的相对湿度值的函数。在各种情况下,增加交换器模块并在外部气流进入不同的交换器模块时加热外部气流,使得供给到外部气流的热的使用合理化,并增大了模块中容许的相对湿度的最大值。在这一点上,应当指出,不同模块中的入口条件通常可变,级联构造使得能够精细调整使用的热量,需要考虑最小安全裕度,并且打算使使用的能量合理化。这与单个模块构造相反,在单个模块构造中,必须使用更显著的安全裕度,从而能够适应各种可能的情况。在使得能够合理地使用能量、同时避免焓交换器中有害的冷凝情况出现的该系统中,所述系统被优先配置为,使得所述外部气流和所述污染气流在焓交本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于空气处理和空气调节的系统(100),所述系统(100)包括具有双气流的至少一个焓交换器模块(Mi),所述焓交换器模块(Mi)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(F1)和第二气流(F2)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,所述系统的特征在于,所述系统还包括:‑用于确定所述第一气流(F1)在所述焓交换器模块(Mi)的入口处的相对湿度(hri)的装置(20);以及‑控制装置(6),其被构造为当所述相对湿度(hri)超过预定值(hrr)时,在所述第一气流(F1)进入所述焓交换器模块之前,命令向所述第一气流(F1)供热;‑蒸汽压缩制冷单元(4),其配备有蒸发器(10)和冷凝器(12),所述第一气流(F1)旨在在离开所述焓交换器模块(Mi)之后通过所述蒸发器(10)和所述冷凝器(12),所述系统被设计为,使得所述供热来自于所述加热单元(4),并且优选来自于通过所述加热单元(4)的部分制冷液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.09 FR 13598151.一种用于空气处理和空气调节的系统(100),所述系统(100)包括具
有双气流的至少一个焓交换器模块(Mi),所述焓交换器模块(Mi)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(F1)
和第二气流(F2)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,
所述系统的特征在于,所述系统还包括:
-用于确定所述第一气流(F1)在所述焓交换器模块(Mi)的入口处的相
对湿度(hri)的装置(20);以及
-控制装置(6),其被构造为当所述相对湿度(hri)超过预定值(hrr)时,
在所述第一气流(F1)进入所述焓交换器模块之前,命令向所述第一气流(F1)
供热;
-蒸汽压缩制冷单元(4),其配备有蒸发器(10)和冷凝器(12),所述第
一气流(F1)旨在在离开所述焓交换器模块(Mi)之后通过所述蒸发器(10)
和所述冷凝器(12),所述系统被设计为,使得所述供热来自于所述加热单元(4),
并且优选来自于通过所述加热单元(4)的部分制冷液。
2.根据权利要求1所述的用于空气处理和空气调节的系统,其特征在于,
所述系统包括次级交换器(22),所述次级交换器(22)被设计为向所述第一气
流(F1)提供所述供热。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的用于空气处理和空气调节的系统,
其特征在于,所述系统包括串联布置的多个焓交换器模块(M1、M2、Mi、Mn),
所述第一气流(F1)和所述第二气流(F2)相继通过所述多个焓交换器模块(M1、
M2、Mi、Mn)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于空气处理和空气调节的系统,
其特征在于,所述系统被设计为,使得能够针对至少一个焓交换器模块(M1、
M2、Mi、Mn)进行相对湿度的确定,并且使得能够至少在所述第一气流(F1)

\t进入所述焓交换器模块中的一个之前加热...

【专利技术属性】
技术研发人员:马蒂厄·马里奥特史蒂芬·科拉森
申请(专利权)人:原子能和替代能源委员会
类型:发明
国别省市:法国;FR

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