超饱和外气省能空调系统技术方案

一种超饱和外气省能空调系统，其特征在于：该空调系统是由文件板组搭配除湿轮、热管热交换器、太阳能空气加热器、加湿器以及超饱和雾化装置所组合构成，其内的系统分为外气进气侧、室内排气侧以及再生侧三个部分，而空气的处理过程主要分为外气加热除湿、降温、超饱和雾化制冷以及排气冷能回收等四个步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气调节系统。
技术介绍
无尘室为了维持高洁净度的空气品质，空调系统均采用全外气的设 计方式，因此需要耗费大量的能源，根据调查，在相同的半导体厂房面积下，洁净度每升高一级(如由100级升为10级)其空调耗电量约增加 三倍，若是以12寸晶原厂所需之洁净度1级为例，其空调所需要的耗电 是100级的9倍之多，因此如何能够提供高洁净度的环境也同时节省能 源的消摔毛，进而降低产业生产成本，提升竟争力是相当重要的。传统的洁净室空调系统如图la所示，包括有处理空气尘粒的初级1、 中级2、高级滤网3、驱动空气的风机4及调整空气状态的冰水盘管5、 热水盘管6及加湿器7等组件。外气8首先经过滤网将尘粒与杂质滤除 之后，经过水水盘管5将空气的降温达到除湿的目的，经过降温除湿后 的空气温度往往过低，因此再辅以热水盘管6加热将温度提高到默认值， 空气再经过加湿器7调整湿度，而后状态调整的空气9在进入空间10中 使用。传统的洁净室空调系统的空气线图如图lb所示。外气以状态OA (35°C， 70%RH)进入空调箱，经过滤网3之后，透过冰水盘管5完成 降温除湿过程，并以状态A离开冰水盘管5，而后外气8经过热水盘管6 加热到达状态B，此时依照室内空间的空气状态要求，利用加湿器7微 调湿度，外气8以状态SA(23。C, 50%RH)进入室内空间，外气8吸收 室内负荷状态到达RA (28°C, 38%RH),最后以RA离开室内空间。在整个外气8的状态调整过程之中，空气8通过冰水盘管5之后呈 现过于低温及干燥的状态，需再透过热水盘管6与加湿器7的协助完成 状态的调整，造成能源的二次浪费，徒增不必要的能源消耗与制程成本。 此外传统空调之水水盘管5需供应低温的水水进行空气的除湿过程，以 致冰水主机低效率运转。传统的洁净室全外气空调系统乃是将室内排气11直接排放于大气之 中，由于室内排气ll大多属于低温且干燥的状态，若能够将其所具有的 冷能加以回收，用以预冷进入空调箱的外气8，将有助于节省空调系统中 冰水主机的电力消耗。传统的空调系统是采用全热交换器作为外气冷能 回收的主要工具，传统的全热交换器最为常用者是平板式与转轮式两种， 在实际使用时，两者均有进气与排气相互污染的情况，使得进入室内的 空气品质难以控制，因此在高洁净环境需求的情况下，两种全热交换器 将无法提供所需的空气品质，使得传统空调系统在高洁净度洁净室的空 气处理上面遇到^f瓦颈。由上所述可知传统的全外气空调系统具有以下的缺点冰水盘管5 与加热水盘管6的二次能源浪费；室内排气11冷能没有回收所造成的冷 能浪费；即使装有全热交换器，亦有排气与进气交互污染的情况发生； 需要使用水水主机与冷媒，不利环保且主机需常维修，有鉴于此，乃研 发出本专利技术之超饱和外气省能空调箱。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可结合超饱和雾化制冷、除湿轮湿度控制、 热管热交换器冷能回收等技术且不需要压缩机之全外气空调系统。一种超饱和外气省能空调系统，该空调系统是由文件板组搭配除湿 轮、热管热交换器、太阳能空气加热器、加湿器以及超饱和雾化装置所 组合构成，其内的系统分为外气进气侧、室内排气侧以及再生侧三个部 分，而空气的处理过程主要分为外气加热除湿、降温、超饱和雾化制冷 以及排气冷能回收等四个步骤。本专利技术的有益效果在于本专利技术所具有的一大特色是利用超饱和雾化装置来制冷。有别于传 统喷嘴造雾的方式，本专利技术是采用超饱和雾化装置产生极为微细的水雾， 再将之与排气混合，使排气产生超饱和状态(亦即排气中所含有的水分，大于100%的相对湿度时之排气所能含有者)使接下来的冷能回收将可使 性能大幅提升。而一般的喷雾制冷系统的空气在通过热交换器完成冷能 传递之后，会因吸收了来自新鲜空气侧的热能而温度提高，使得热传能 力因与进、排气端间的温度差减少而降低，若是采用利用超饱和的空气 状态则可避免此点之发生。当处于超饱和状态的空气通过热管热交换器 吸收来自进气侧的热能时，由于空气中含有极为微细的水雾颗粒，此水 雾颗粒由于表面积与体积之间的比值甚大，因此能够迅速地吸收来自新鲜空气侧的热能而产生蒸发，同时带走相当大的潜热，使得在完成热交 换之后的排气温度几乎维持恒定，且在超饱和空气的吸热过程之中，由 于随时都有水雾处于蒸发的状态，整个空气的比容亦会产生上下震荡的 变化，此震荡的现象将使得热交换器内的排气侧流场产生更多的紊流结 构，提升热交换器的性能。本专利技术之超饱和外气省能空调系统系利用太阳能空气加热器提供的 热能来再生除湿轮。除湿轮的转轮可分为除湿側与再生侧两大部分，在 除湿侧完成水分吸收的轮面，利用旋转的方式，移至再生侧中，此时利 用太阳能空气加热器所提供的热能加热将转轮中的水气并使其脱离轮面达到再生的作用，而后干燥的轮面重新回到除湿侧完成循环。在除湿轮 的运转过程中，用太阳能再生转轮的设计可以取代原本用来再生转轮的 电热设备，可以进一步节约空调箱的电能消耗，且太阳能属于洁净能源， 使得本专利技术更具有环保价值。本专利技术采用热管热交换器作为能量传输的主要组件，在热交换的过 程之中，能量的传递系透过热管内部工作流体的蒸发与冷凝等热传机制 完成，除了具有优异热传性能之外，进气与排气间也能完全隔离，完全 避免进、排气间交互污染的可能性，除了能够提供一般民生家庭高品质 的空调环境之外使用，在医院中如病房的中央空调、负压隔离病房或半 导体高洁净厂房等对于空气洁净度要求极为严苛的环境都能够完全胜任，并且由于热管采用蒸发段与冷凝段分离的设计，即使风管的进气侧 与排气侧相隔一段距离，热管仍然可以达到能量传递的功能，使得在风管系统^:计上更具弹性。本专利技术除了可以回收能源、节省电力消耗之外， 由于可以完全避免进气与排气交互污染的情况发生，将有助于提供半导 体厂区或是医院隔离病房更加洁净的空调环境，使得具更高精密度的制 程或更为安全舒适的环境能够顺利达到。附图的简要说明图la是传统全外气空调系统示意图。图lb是传统全外气空调系统空气线图。图2是本专利技术超饱和外气省能空调系统示意图。图3a是本专利技术超饱和外气省能空调系统于夏季操作时之系统示意图。图3b是本专利技术超饱和外气省能空调系统于夏季搡作时之空气线图。 图4a是本专利技术超饱和外气省能空调系统于冬季操作时之系统示意图。图4b是本专利技术超饱和外气省能空调系统于冬季操作时之空气线图。图5a是本专利技术超饱和外气省能空调系统以双级设计时之系统示意图。图5b是本专利技术超饱和外气省能空调系统以双级设计时之空气线图。 图6是本专利技术超饱和外气省能空调系统采用除湿物质喷雾系统时之 系统示意图。主要组件符号说明空气尘粒的初级滤网1空气尘粒的中级滤网2高级滤网3风机4水水盘管热水盘管6加湿器7外气8、 28空气9室内空间10室内排气11外气进气侧12室内排气侧13再生侧14、 30热管热交换器15除湿轮16超饱和雾化装置17太阳能空气加热器18档板组19档板21、 22、 23、 24除湿侧25蒸发端26冷凝端27雾化喷头31除湿物质颗4立32拦截装置33除湿物质颗粒传送装置34高压泵3具体实施方式请参阅图2所示，本专利技术超饱和外气省能空调系统，其内的系统分为外气进气侧12、室内排气侧13以及再生侧14三个部分，而内部主要 包含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超饱和外气省能空调系统，其特征在于：该空调系统是由文件 板组搭配除湿轮、热管热交换器、太阳能空气加热器、加湿器以及超饱 和雾化装置所组合构成，其内的系统分为外气进气侧、室内排气侧以及 再生侧三个部分，而空气的处理过程主要分为外气加热除湿、降温、超 饱和雾化制冷以及排气冷能回收等四个步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉俊，
申请(专利权)人：陈辉俊，
类型：发明
国别省市：