利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制的方法，采用空调与轮转相结合，空调负责除显热、转轮负责除湿，实现温湿度的独立控制从而提升冷机COP,且利用冷凝器废热对转轮再生，节省能耗。相比常用除湿方式节能效果显著和维护方便。利用空调蒸发器对被处理风预降温处理，可提升转轮吸附能力；引进新风并独立处理，可避免组分稀释与多组分竞争吸附；设置热回收区，一方面避免转轮再生蓄热削弱吸附能力，方面循环使用再生热，避免直流式再生带来的巨大能耗。相比家用空调器能效比3.0

【技术实现步骤摘要】
利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制的方法


[0001]本专利技术涉及空调
，尤其涉及一种利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制的方法。

技术介绍

[0002]传统除湿和净化应对技术存在能耗高、寿命短等问题。传统除湿技术有三种：冷凝除湿、溶液除湿及固体转轮除湿，为了解决南方夏季高湿问题，市面上家用空调器中往往采用冷凝除湿技术，其结构简单、成本较低；但冷凝除湿过程需将空气温度降至露点温度以下，使空气中的水蒸气凝结析出在蒸发器表面，再将冷凝水排走，从而实现除湿过程，这样需采用露点送风或末端再热送风的形式，为了除湿，蒸发温度需要降至较低导致冷机能效比COP下降，冷机能耗大。如果采用露点送风，变工况下对室内温湿度两个参数不能同时控住；如果采用末端再热，会造成大部分的冷热抵消，导致能耗进一步提升。由于是由蒸发温度调湿，不可能除到较低湿度，在湿负荷较大时冷凝除湿能力有限。
[0003]溶液除湿，系统结构较为复杂，包括叉流除湿器、再生装置及风格、溶液循环等多个回路，系统体积较大，初投资贵，维护起来也非常不方便，不适用于住宅使用。另外，受结晶线限制溶液除湿也不能降到很低湿度。此外，溶液除湿还有腐蚀、带液等问题，在住宅中进行再生处理也是难题，且再生能耗大。
[0004]固体转轮除湿：通常采用硅胶作为吸附材料。转轮被划分为两个区，面积较大的为吸附区，面积较小的为再生脱附区。常温高湿的空气通入转轮吸附区后，空气中水蒸气会被转轮中的吸附材料吸附；高温的再生空气通入转轮再生脱附区后会带走转轮吸附材料之前吸附的水蒸气。整个转轮由电机带动，从而实现吸附
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脱附
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吸附的除湿循环。转轮除湿系统结构比冷凝除湿复杂，但比溶液除湿要简单。固体吸湿材料的应用可以实现低湿度环境的营造。不过，传统的转轮除湿同样面临再生能耗大的问题。
[0005]空气品质控制技术：可分为通风和净化两大手段。通风：可分为自然通风和机械通风两种方式，但原理都是通过引入室外新风来去除室内污染物。通过新风的引入，可以有效降低室内CO2浓度及VOCs(挥发性有机化合物)浓度，但近年来大气污染日益严重，室外同样存在其他气态污染物，直接引入室内仍会对人员健康造成危害。
[0006]净化：对于室内气态污染(譬如甲醛)的问题，市面上在售的空气净化器采用的原理都是利用活性炭等材料进行吸附。随着吸附量的增加，净化器吸附能力显著下降。往往1～2月之后活性炭吸附材料就会饱和，需要对净化器内的过滤芯进行更换，寿命较短。另外，使用长时间的活性炭吸附材料本身可以产生二次脱附，形成二次污染。而用户更换活性炭滤网时往往直接将旧的滤芯丢弃，造成活性炭滤网生产上的能源浪费及不必要的污染排放。
[0007]总的来说，面对我国南方夏季环境景，传统技术给出的方案存在能耗高、寿命短等一系列局限性，因此，固体吸附式转轮除湿技术以其显著的节能和环保优势而成为诸多除湿方法中的首选技术。

技术实现思路

[0008]为解决以上问题，本专利技术提供一种利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制的方法，空调负责除显热、转轮负责除湿，实现温湿度的独立控制从而提升冷机COP，且利用冷凝器废热对转轮再生、节省能耗。
[0009]本专利技术采用的技术方案是：一种利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制方法，其特征在于：所述双层复合转轮包括吸附区、再生区和热回收区，所述控制方法包括以下步骤：
[0010]1)、室内新风通过新风管道通入新风道，室内回风通过回风管道通入回风道，后经过过滤器去除室内新风和室内回风中的大颗粒物；
[0011]2)、经过步骤1)处理后的室内新风，经过前蒸发器显热预冷后经过双层复合转轮的吸附区域对水分进行吸附，并经双层复合转轮的吸附区域除去室内新风中含有的气态污染物；经过步骤1)后的室内回风，一部分室内回风经过双层复合转轮的吸附区域对水分进行吸附，并经双层复合转轮的吸附区域除去室内回风中含有的气态污染物；
[0012]3)、经过步骤2)处理后的室内新风和室内回风，经过后蒸发器(5)进行送风温度的显热调节，送入室内；
[0013]4)、经过步骤1)处理后的另一部分室内回风，通到双层复合转轮的热回收区，对双层复合转轮前一时刻的再生区域进行降温；
[0014]5)、经过步骤4)处理后的室内回风经过冷凝器，利用冷凝器废热对室内回风进行加热，之后室内回风经过双层复合转轮的再生区，在再生区内，室内回风将双层复合转轮内吸附的水分、气态污染物进行脱附，对双层复合转轮进行再生，经再生区后室内回风与吸附的水分、气态污染物一起排出室外。
[0015]作为优选，所述室内新风中含有的气态污染物为NOx和O3。
[0016]作为优选，所述室内回风中含有的气态污染物为VOCs。
[0017]作为优选，所述双层复合转轮包括用于对水分进行吸附的硅胶除湿转轮和用于对有害气体进行吸附的活性炭吸附转轮。
[0018]进一步的，所述活性炭吸附转轮内设有用于吸附NOx和O3的改性活性炭材料，及用于吸附VOCs的活性炭材料。
[0019]本专利技术取得的有益效果是：采用空调与轮转相结合，空调负责除显热、转轮负责除湿，实现温湿度的独立控制从而提升冷机COP,且利用冷凝器废热对转轮再生，节省能耗。相比常用除湿方式节能效果显著和维护方便。对比现有空调除湿技术常采用冷凝除湿，需将温度降至空气露点温度以下，能耗较大，本系统利用硅胶除湿转轮来除湿，达到节能目的，同时利用空调冷凝器废热对转轮进行再生，可以很大程度延长转轮使用寿命，减少了转轮等吸附材料，从而避免了吸附材料重复生产的能耗。此外，发现该系统装置将转轮与家用空调系统结合互补，实现温湿分控，而且避免冷热抵消以及提高冷机COP，实现节能。利用空调蒸发器对被处理风预降温处理，可提升转轮吸附能力；引进新风并独立处理，可避免组分稀释与多组分竞争吸附；设置热回收区，一方面避免转轮再生蓄热削弱吸附能力，方面循环使用再生热，避免直流式再生带来的巨大能耗。本专利技术相比常用除湿方式节能效果显著和维护方便，目前家用空调器能效比3.0～3.2，而本专利技术采用蒸发温度15℃、冷凝温度60℃，即可满足热湿需求，能效比可达3.9，单从除湿角度，节能约30～40％。本专利技术具有以下优点：
[0020]1、节能:转轮与传统空调结合，空调负责除显热，转轮负责除湿，温湿分控，避免冷热抵消，提高冷机COP；部分室内回风经过冷凝器，利用冷凝器废热对室内回风进行加热，利用冷凝器废热对转轮再生区进行升温再生，节省了转轮再生所需的热量；
[0021]2、减排：双层复合转轮延长吸附材料使用寿命，减少材料生产能耗与污染排放,相比空气净化器，本专利技术的双层复合转轮不易吸附饱和，不用2～3个月更换一次滤网，转轮的动态再生特性使吸附材料寿命更长；
[0022]3、健康：活性炭吸附转轮去除室内甲醛及新风中的O3和病毒等污染物；引进新风，降低室内CO2浓度；相比市场上除湿机和家用空调器，增加了甲醛等VOC等气体污染物的去除作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双层复合转轮空调系统实现污染物联合控制方法，其特征在于：所述双层复合转轮包括吸附区、再生区和热回收区，所述控制方法包括以下步骤：1)、室内新风通过新风管道通入新风道，室内回风通过回风管道通入回风道，后经过过滤器(1)去除室内新风和室内回风中的大颗粒物；2)、经过步骤1)处理后的室内新风，经过前蒸发器(2)显热预冷后经过双层复合转轮的吸附区域对水分进行吸附，并经双层复合转轮的吸附区域除去室内新风中含有的气态污染物；经过步骤1)后的室内回风，一部分室内回风经过双层复合转轮的吸附区域对水分进行吸附，并经双层复合转轮的吸附区域除去室内回风中含有的气态污染物；3)、经过步骤2)处理后的室内新风和室内回风，经过后蒸发器(5)进行送风温度的显热调节，送入室内；4)、经过步骤1)处理后的另一部分室内回风，通到双层复合转轮的热回收区，对双层复合转轮前一时刻的再生区域进行降温；5)、经过步骤4)处理后的室内回风经过冷凝器(6)，利用冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开建，肖疏影，费春光，舒子豪，廖晋一，王世翾，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：