專利名稱：一種空氣處理方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣處理方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前常用的空氣處理裝置包括以下四種方式第一種方式是采用熱泵供應(yīng)一種溫度的冷源或熱源，對室內(nèi)空氣進行制冷或制熱處理，補充的新風一般不經(jīng)過顯熱或全熱回收裝置，這是常用的家用空調(diào)采用的方式。
第二種方式是采用熱泵供應(yīng)一種溫度的冷源或熱源，對室內(nèi)空氣進行制冷或制熱處理，補充的新風經(jīng)過顯熱或全熱回收裝置。
第三種方式是通過犧牲除濕效果來提高熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，從而提高系統(tǒng)的COP值。
第四種方式是01138603.7發(fā)明專利“同時除濕和降溫的空氣調(diào)節(jié)方法和設(shè)備”中提出的利用除濕液除濕，同時利用壓縮式熱泵冷卻除濕液，進而使除濕液在除濕的同時，冷卻空氣；壓縮式熱泵排出的冷凝熱用于除濕液的再生。
第一種方式，熱泵的放熱采用強制室外風冷卻，冷卻效果差，冷凝溫度高，耗電量大，蒸發(fā)溫度低，制冷效率低，室內(nèi)空氣品質(zhì)差。
第二種方式與第一種方式相比，采用全熱回收減少了部分新風負荷，但回風能量沒有完全回收，系統(tǒng)的成本高。
第三種方式，制冷效率有所提高，但除濕效果差，無冷凝水可利用。
第四種方式，將蒸發(fā)溫度升高，但冷凝溫度也升高，且蒸發(fā)溫度和冷凝溫度溫差更大，除濕效果增強，但制冷效率沒有提高，且溶液有腐蝕性，對系統(tǒng)的防腐蝕的要求高，增加了系統(tǒng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種空氣處理方法及其設(shè)備。
空氣處理方法被處理空氣依次與兩種或兩種以上不同溫度的冷源或熱源進行熱交換，制冷時，被處理空氣依次與由高溫到低溫的冷源進行熱交換，而制熱時，被處理空氣則依次與由低溫到高溫的熱源進行熱交換；制冷時，所述的由高溫到低溫的冷源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的，制熱時，所述的由低溫到高溫的熱源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的。
所述的熱泵的吸熱側(cè)產(chǎn)生的液態(tài)水被輸送至熱泵的放熱側(cè)蒸發(fā)。
與被處理空氣進行熱交換的冷源或熱源至少有一種不是由熱泵直接產(chǎn)生的；冷源或熱源為空調(diào)室內(nèi)的回風，被處理空氣為室外新風，熱交換為室內(nèi)回風與室外新風的全熱交換或顯熱交換；或者冷源為被加濕后的室外新風，所述的被處理空氣為室外新風。
熱泵采用空調(diào)室內(nèi)的回風作為熱沉或熱源。液態(tài)水是空氣中的水分子被液體表面吸收產(chǎn)生的；液體包括水和吸濕性溶液。全熱交換是采用熱質(zhì)微元循環(huán)，熱質(zhì)微元循環(huán)所使用的液態(tài)水是熱泵吸熱側(cè)產(chǎn)生的液態(tài)水。
一種空氣處理裝置具有相連接的全熱回收裝置、熱泵裝置、排風風機和送風風機，全熱回收裝置具有熱質(zhì)微元芯，熱質(zhì)微元芯下設(shè)有第一液體槽，第一液體槽上設(shè)有第一液體泵，并與熱質(zhì)微元芯上端的第一液體噴淋裝置相接；第一換熱器和第二換熱器下設(shè)有第二液體槽，在第二液體槽上設(shè)有第二液體泵，并與第一換熱器和第二換熱器上端的第二液體噴淋裝置相接；第三換熱器和第四換熱器下設(shè)有集水槽，在集水槽上設(shè)有液體循環(huán)泵，并與第二液體槽相接。
所述的第二液體槽設(shè)有一個補水管和一個補水閥，與水源相接；所述的熱質(zhì)微元芯上端設(shè)有第一風閥，下端設(shè)有第二風閥；集水槽上設(shè)有液體循環(huán)泵，并與第三換熱器和第四換熱器上端的第三噴淋裝置相連。
另一種空氣處理裝置具有相連接的室內(nèi)機和室外機，室內(nèi)機分為全熱回收裝置、熱泵裝置、排風風機和送風風機，全熱回收裝置具有熱質(zhì)微元芯，熱質(zhì)微元芯下設(shè)有第一液體槽，第一液體槽上設(shè)有第一液體泵，并與熱質(zhì)微元芯上端的第一液體噴淋裝置相接；第三換熱器和第四換熱器下設(shè)有集水槽，在集水槽上設(shè)有液體循環(huán)泵，并與第二液體槽相接；室外機包括熱泵裝置及排熱風機，第一換熱器和第二換熱器下設(shè)有第二液體槽，在第二液體槽上設(shè)有第二液體泵，并與第一換熱器和第二換熱器上端的第二液體噴淋裝置相接。
所述的集水槽上設(shè)有液體循環(huán)泵，并與第三換熱器和第四換熱器上端的第三噴淋裝置相連。
本發(fā)明由于采用了多種不同溫度的冷源或熱源進行熱交換，提高了平均蒸發(fā)溫度，降低了平均冷凝溫度，同時放熱側(cè)利用水的蒸發(fā)又降低了電耗，大大的提高了熱泵系統(tǒng)的COP，并且除濕能力也比常用空調(diào)強。利用此發(fā)明所制造的產(chǎn)品性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)簡單易行，應(yīng)用于工程中無需附加的設(shè)備，降低了成本。


圖1是空氣處理方法原理示意圖；
圖2是液態(tài)水在放熱側(cè)蒸發(fā)原理示意圖；圖3是帶全熱回收的空氣處理方法原理示意圖；圖4是帶全新風間接蒸發(fā)冷卻的空氣處理方法原理示意圖；圖5是帶新風與回風間接蒸發(fā)冷卻的空氣處理方法原理示意圖；圖6是回風作熱源或熱沉的空氣處理方法原理示意圖；圖7是I型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是II型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是III型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是IV型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是V型分體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是VI型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，被處理空氣依次與至少兩種不同溫度的冷源(冷源1和冷源2)進行熱交換，吸收了冷量Q1和Q2，降低了能量水平，即進行了制冷過程，其中冷源1的溫度高于冷源2的溫度；若被處理空氣依次與至少兩種不同溫度的熱源(熱源1和熱源2)進行熱交換，吸收了熱量Q1′和Q2′，提高了能量水平，即進行了制熱過程，其中熱源1的溫度低于熱源2的溫度。冷源1和冷源2分別由熱泵1和熱泵2提供，而熱源1和熱源2分別由熱泵1和熱泵2提供。
如圖2所示，熱泵的吸熱側(cè)產(chǎn)生的液態(tài)水是空氣中的水分子被液體表面吸收產(chǎn)生的，產(chǎn)生的液態(tài)水被輸送至熱泵的放熱側(cè)蒸發(fā)。
如圖3所示，夏季制冷時，室外新風為被處理空氣，先與室內(nèi)回風在全熱或顯熱交換器內(nèi)進行全熱或者顯熱交換，室內(nèi)回風為冷源，室外新風為熱源，然后室外新風再依次經(jīng)過溫度更低的冷源3和冷源4，吸收了冷量Q3和Q4，然后送入室內(nèi)，而室內(nèi)回風則依次經(jīng)過溫度更高的熱源3和熱源4，吸收了熱量Q3′和Q4′，排至環(huán)境中。冬季制熱時，室外新風為被處理空氣，充當冷源，而室內(nèi)回風充當熱源，熱泵3和4轉(zhuǎn)向，即室外新風依次經(jīng)過熱源3和4，室內(nèi)回風經(jīng)過冷源3和4。
全熱回收交換器可采用“基于熱質(zhì)微元液體自身微循環(huán)的氣體傳熱傳質(zhì)方法”，具體方法見專利號200410015955.0。
如圖4所示，夏季制冷時，室外新風為被處理空氣，經(jīng)過一個間接蒸發(fā)冷卻器，被加濕的室外新風為冷源，室外新風被預冷，然后被冷卻的室外新風再依次經(jīng)過溫度更低的冷源5和冷源6，吸收了冷量Q5和Q6，然后送入室內(nèi)，而被加濕的室外新風則依次經(jīng)過溫度更高的熱源5和熱源6，吸收了熱量Q5′和Q6′，排至環(huán)境中。
如圖5所示，夏季制冷時，室外新風為被處理空氣，先與室內(nèi)回風在間接蒸發(fā)冷卻器內(nèi)進行熱交換，室內(nèi)回風為冷源，在濕通道內(nèi)被水加濕，室外新風為熱源，在干通道內(nèi)被冷卻，然后室內(nèi)新風再經(jīng)過溫度更低的冷源7和冷源8，吸收了冷量Q7和Q8，然后送入室內(nèi)，而室內(nèi)回風則經(jīng)過溫度更高的熱源7和熱源8，吸收了熱量Q7′和Q8′，排至環(huán)境中。冬季制熱時，室外新風為被處理空氣，充當冷源，在干通道內(nèi)被加熱，而室內(nèi)回風充當熱源，在濕通道內(nèi)被冷卻(此時濕通道內(nèi)不噴水)，熱泵7和8換向，進行制熱。
如圖6所示，室內(nèi)新風作被處理空氣，依次與至少兩種不同溫度的冷源(冷源9和冷源10)進行熱交換，吸收了冷量Q9和Q10，降低了能量水平，即進行了制冷過程，其中冷源9的溫度高于冷源10的溫度；而室內(nèi)回風依次與至少兩種不同溫度的熱源(熱源10和熱源9)進行熱交換，吸收了熱量Q10′和Q9′，提高了能量水平，即進行了制熱過程，其中熱源9的溫度高于熱源10的溫度。冷源9和冷源10分別由熱泵9和熱泵10提供，而熱源9和熱源10分別由熱泵9和熱泵10提供。
如圖7所示，空氣處理裝置具有相連接的全熱回收裝置1、熱泵裝置2、排風風機19和送風風機20，全熱回收裝置1具有熱質(zhì)微元芯3，熱質(zhì)微元芯3下設(shè)有第一液體槽4，第一液體槽4上設(shè)有第一液體泵6，并與熱質(zhì)微元芯3上端的第一液體噴淋裝置7相接；第一換熱器8和第二換熱器9下設(shè)有第二液體槽10，在第二液體槽10上設(shè)有第二液體泵12，并與第一換熱器8和第二換熱器9上端的第二液體噴淋裝置13相接；第三換熱器14和第四換熱器15下設(shè)有集水槽16，在集水槽16上設(shè)有液體循環(huán)泵18，并與第二液體槽10相接。
整個裝置分為上下兩層，a1和a2為兩股空氣，其中a1為被處理空氣，a1依次經(jīng)過全熱回收裝置的上層、下層，熱泵裝置2的下層、送風風機20，被處理成空氣a3；a2依次經(jīng)過全熱回收裝置的下層、上層、熱泵裝置2的上層，排風風機19，被處理成空氣a4。
第一液體槽4內(nèi)裝有第一液體5，第一液體5通過第一液體泵6，送入熱質(zhì)微元芯4上端的第一液體噴淋裝置7，再噴淋到熱質(zhì)微元芯3上，最后落入第一液體槽4中，形成第一液體5的循環(huán)。
熱泵裝置2包括兩個熱泵系統(tǒng)，制冷時，8和14分別為一個熱泵系統(tǒng)的放熱側(cè)(第一冷凝器)和吸熱側(cè)(第一蒸發(fā)器)，9和15分別為另一個熱泵系統(tǒng)的放熱側(cè)(第二冷凝器)和吸熱側(cè)(第二蒸發(fā)器)。第一冷凝器8和第二冷凝器9下設(shè)第二液體槽10，內(nèi)裝有第二液體11，第二液體11通過第二液體泵12，送入8和9上端的第二液體噴淋裝置13，再噴淋到8和9上，最后落入第二液體槽10中，形成第二液體11的循環(huán)。第一蒸發(fā)器14和第二蒸發(fā)器15下設(shè)集水槽16，從14和15上產(chǎn)生的液態(tài)水17進入集水槽16中，再通過液體循環(huán)泵18送入第二液體槽10中，或者送入第一液體槽4中。
當a1為室外新風、a2為室內(nèi)回風時，a1通過熱質(zhì)微元芯3降低溫度和濕度后，經(jīng)過第一蒸發(fā)器14，再經(jīng)過第二個發(fā)器15，最后通過送風風機20，形成干冷的空氣a3送入室內(nèi)；a2通過熱質(zhì)微元芯3升高溫度和濕度后，經(jīng)過第一冷凝器9和第二冷凝器10，最后通過排風風機19，形成熱濕的空氣a4排出室外。
制熱時，第一液體泵6、第二液體泵12和液體循環(huán)泵18都關(guān)閉，熱泵通過四通換向閥換向轉(zhuǎn)換為制熱模式。
當a1、a2均為室外新風時，則3更換為間接蒸發(fā)冷卻器，制冷時，加濕的新風充當冷源，被冷卻的新風為被處理空氣。
如圖8所示，為II型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，與I型機組不同的是，在第二液體槽10設(shè)有一個補水管21和一個補水閥22，與水源相接。
如圖9所示，為III型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，與I型機組不同的是，所述的熱質(zhì)微元芯3上端設(shè)有第一風閥23，下端設(shè)有第二風閥24。
如圖10所示，為IV型整體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，與I型機組不同的是，集水槽16上設(shè)有液體循環(huán)泵18，并與第三換熱器14和第四換熱器15上端的第三噴淋裝置25相連。
如圖11所示，為V型分體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，室內(nèi)機分為全熱回收裝置1、熱泵裝置2、排風風機19和送風風機20，全熱回收裝置1具有熱質(zhì)微元芯3，熱質(zhì)微元芯3下設(shè)有第一液體槽4，第一液體槽4上設(shè)有第一液體泵6，并與熱質(zhì)微元芯3上端的第一液體噴淋裝置7相接；第三換熱器14和第四換熱器15下設(shè)有集水槽16，在集水槽16上設(shè)有液體循環(huán)泵18，并與第二液體槽10相接。
整個室內(nèi)機可分為上下兩層，熱泵裝置2包括兩個熱泵系統(tǒng)，制冷時，8和14分別為一個熱泵系統(tǒng)的放熱側(cè)(第一冷凝器)和吸熱側(cè)(第一蒸發(fā)器)，9和15分別為另一個熱泵系統(tǒng)的放熱側(cè)(第二冷凝器)和吸熱側(cè)(第二蒸發(fā)器)。第一冷凝器8和第二冷凝器9下設(shè)第二液體槽10，內(nèi)裝有第二液體11，第二液體11通過第二液體泵12，送入8和9上端的第二液體噴淋裝置13，再噴淋到8和9上，最后落入第二液體槽10中，形成第二液體11的循環(huán)。第一蒸發(fā)器14和第二蒸發(fā)器15下設(shè)集水槽16，從14和15上產(chǎn)生的液態(tài)水17進入集水槽16中，再通過液體循環(huán)泵18送入第一液體槽4中。
b1為室外新風，b2和b3為室內(nèi)回風，b1依次經(jīng)過全熱回收裝置的上層、下層，與b3混合后再經(jīng)過熱泵裝置2的下層、送風風機43，被處理成空氣b4送入房間；b2依次經(jīng)過全熱回收裝置的下層、上層，與b3混合后再經(jīng)過熱泵裝置2的上層、排風風機44，被處理成空氣b5排出房間。
室外機包括熱泵裝置2及排熱風機26，第一換熱器8和第二換熱器9下設(shè)有第二液體槽10，在第二液體槽10上設(shè)有第二液體泵12，并與第一換熱器8和第二換熱器9上端的第二液體噴淋裝置13相接；室外新風b6經(jīng)過第一換熱器8和第二換熱器9，再經(jīng)過排熱風機26，形成熱氣體b7排出。
如圖11所示，為VI型分體式空氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，與V型機組不同的是，集水槽16上設(shè)有液體循環(huán)泵18，并與第三換熱器14和第四換熱器15上端的第三噴淋裝置25相連。
以上各裝置均為示意圖，熱泵系統(tǒng)的其他部件省略未畫，裝置可不必上下分層布置，可包括三個或者三個以上的熱泵系統(tǒng)，送風側(cè)的換熱器需要串聯(lián)排列，而排風側(cè)的換熱器可根據(jù)實際情況采用串聯(lián)或者并聯(lián)排列。
權(quán)利要求
1.一種空氣處理方法，其特征在于被處理空氣依次與兩種或兩種以上不同溫度的冷源或熱源進行熱交換，制冷時，被處理空氣依次與由高溫到低溫的冷源進行熱交換，而制熱時，被處理空氣則依次與由低溫到高溫的熱源進行熱交換；制冷時，所述的由高溫到低溫的冷源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的，制熱時，所述的由低溫到高溫的熱源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣處理方法，其特征在于所述的熱泵的吸熱側(cè)產(chǎn)生的液態(tài)水被輸送至熱泵的放熱側(cè)蒸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣處理方法，其特征在于所述的與被處理空氣進行熱交換的冷源或熱源至少有一種不是由熱泵直接產(chǎn)生的；冷源或熱源為空調(diào)室內(nèi)的回風，被處理空氣為室外新風，熱交換為室內(nèi)回風與室外新風的全熱交換或顯熱交換；或者冷源為被加濕后的室外新風，所述的的被處理空氣為室外新風。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣處理方法，其特征在于所述的熱泵采用空調(diào)室內(nèi)的回風作為熱沉或熱源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣處理方法，其特征在于所述的液態(tài)水是空氣中的水分子被液體表面吸收產(chǎn)生的；液體包括水和吸濕性溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空氣處理方法，其特征在于所述的全熱交換是采用熱質(zhì)微元循環(huán)，熱質(zhì)微元循環(huán)所使用的液態(tài)水是熱泵吸熱側(cè)產(chǎn)生的液態(tài)水。
7.一種空氣處理裝置，其特征在于它具有相連接的全熱回收裝置(1)、熱泵裝置(2)、排風風機(19)和送風風機(20)，全熱回收裝置(1)具有熱質(zhì)微元芯(3)，熱質(zhì)微元芯(3)下設(shè)有第一液體槽(4)，第一液體槽(4)上設(shè)有第一液體泵(6)，并與熱質(zhì)微元芯(3)上端的第一液體噴淋裝置(7)相接；第一換熱器(8)和第二換熱器(9)下設(shè)有第二液體槽(10)，在第二液體槽(10)上設(shè)有第二液體泵(12)，并與第一換熱器(8)和第二換熱器(9)上端的第二液體噴淋裝置(13)相接；第三換熱器(14)和第四換熱器(15)下設(shè)有集水槽(16)，在集水槽(16)上設(shè)有液體循環(huán)泵(18)，并與第二液體槽(10)相接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種空氣處理裝置，其特征在于所述的第二液體槽(10)設(shè)有一個補水管(21)和一個補水閥(22)，與水源相接；所述的熱質(zhì)微元芯(3)上端設(shè)有第一風閥(23)，下端設(shè)有第二風閥(24)；集水槽(16)上設(shè)有液體循環(huán)泵(18)，并與第三換熱器(14)和第四換熱器(15)上端的第三噴淋裝置(25)相連。
9.一種空氣處理裝置，其特征在于它具有相連接的室內(nèi)機和室外機，室內(nèi)機分為全熱回收裝置(1)、熱泵裝置(2)、排風風機(19)和送風風機(20)，全熱回收裝置(1)具有熱質(zhì)微元芯(3)，熱質(zhì)微元芯(3)下設(shè)有第一液體槽(4)，第一液體槽(4)上設(shè)有第一液體泵(6)，并與熱質(zhì)微元芯(3)上端的第一液體噴淋裝置(7)相接；第三換熱器(14)和第四換熱器(15)下設(shè)有集水槽(16)，在集水槽(16)上設(shè)有液體循環(huán)泵(18)，并與第二液體槽(10)相接；室外機包括熱泵裝置(2)及排熱風機(26)，第一換熱器(8)和第二換熱器(9)下設(shè)有第二液體槽(10)，在第二液體槽(10)上設(shè)有第二液體泵(12)，并與第一換熱器(8)和第二換熱器(9)上端的第二液體噴淋裝置(13)相接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種空氣處理裝置，其特征在于所述的集水槽(16)上設(shè)有有液體循環(huán)泵(18)，并與第三換熱器(14)和第四換熱器(15)上端的第三噴淋裝置(25)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空氣處理方法及其設(shè)備。它是將被處理空氣依次與至少兩種以上不同溫度的冷源或熱源進行熱交換，其能量水平逐步改變，實現(xiàn)制冷或制熱。制冷時，即被處理空氣的能量水平降低時，被處理空氣依次與由高溫到低溫的冷源進行熱交換；而制熱時，被處理空氣則依次與由低溫到高溫的熱源進行熱交換。制冷時，所述的由高溫到低溫的冷源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的，制熱時，所述的由低溫到高溫的熱源至少有兩種是由兩個或兩個以上的熱泵產(chǎn)生的。本發(fā)明由于提高了蒸發(fā)溫度，同時放熱側(cè)利用水的蒸發(fā)又降低了電耗，大大的提高了熱泵系統(tǒng)的COP，并且除濕能力也比常用空調(diào)強。利用此發(fā)明所制造的產(chǎn)品性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)簡單易行。
文檔編號F24F12/00GK1880885SQ20051006154
公開日2006年12月20日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者袁一軍, 曾慶益, 丁勝華 申請人:紹興吉利爾科技發(fā)展有限公司