專利名稱：空調(diào)系統(tǒng)及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)，具體說是關(guān)于能連續(xù)地通過干燥劑進(jìn)行空氣除濕處理和通過熱泵再生干燥劑的空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：


圖10表示一基于US專利4430864中揭示的慣常技術(shù)的系統(tǒng)，它包括處理空氣通路A；再生空氣通路B；二干燥劑床103A、103B；為再生干燥劑和冷卻處理空氣的熱泵200。熱泵200利用嵌入在干燥劑床103A、103B中的熱交換器220、210分別作為高、低溫?zé)嵩?，其中一干燥劑床通過流通處理空氣進(jìn)行除濕，而另一干燥劑床通過流通再生空氣再生干燥劑床。在進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)一定的時(shí)間間隔之后，操作四路轉(zhuǎn)換閥105、106以在相對(duì)干燥劑床中流通再生空氣和處理空氣來進(jìn)行各自的干燥劑床中的逆過程。
在上述慣常技術(shù)中，熱泵200的高/低熱源和各個(gè)干燥劑被集中在各個(gè)單元中，而等于冷卻效果的熱量ΔQ完全加載在熱泵上(蒸汽壓縮循環(huán))。即就是，冷卻效果不能超過所用的熱泵的能力(蒸汽壓縮循環(huán))。因此，使得系統(tǒng)復(fù)雜化無利可圖。
因而，為解決這樣的問題，可以考慮象圖11中所示那樣的系統(tǒng)，在再生空氣通路B中置入高溫源220來加熱再生空氣和在處理空氣通路A中置入低溫空氣源240來冷卻處理空氣，以及設(shè)置用于在干燥劑后處理空氣與干燥劑前再生空氣之間交換顯熱的熱交換器104。在此情況中，干燥劑103采用一干燥劑輪，它轉(zhuǎn)動(dòng)以便跨越處理空氣通路及與再生空氣通路B。
這一系統(tǒng)能提供冷卻效果(ΔQ)相當(dāng)于由熱泵所產(chǎn)生的冷卻效果和在處理空氣與再生空氣間進(jìn)行的顯熱交換所產(chǎn)生的冷卻效果之總和，如圖12中所表明的空氣濕度圖中所示，這樣即得到設(shè)計(jì)更緊湊和能產(chǎn)生較之圖10中所示系統(tǒng)所取得的冷卻效果更高的系統(tǒng)。
但是，即使在這一型式的空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)處理相對(duì)低顯熱負(fù)載時(shí)如在雨季時(shí)產(chǎn)生相對(duì)低的溫度和高濕度，也很難達(dá)到電熱泵產(chǎn)生的用于干燥劑再生所需熱與用于顯熱處理的冷卻負(fù)載間的熱平衡，其結(jié)果是，如果給予獲取除濕以優(yōu)先的話，空調(diào)空間溫度可能成為太低，因?yàn)榈蜏責(zé)嵩礋峤粨Q器240中的進(jìn)給空氣的冷卻可能變得過于冷卻。
本發(fā)明通過提供一個(gè)能連續(xù)對(duì)進(jìn)給空氣進(jìn)行除濕和干燥劑再生的空調(diào)系統(tǒng)來解決上述的問題，它是通過開發(fā)一個(gè)能調(diào)節(jié)配置在尚未流進(jìn)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的干燥劑后處理空氣與尚未流進(jìn)高溫?zé)嵩礋峤粨Q器再生空氣之間的顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程的系統(tǒng)來完成。當(dāng)空調(diào)主要目標(biāo)是以低溫顯熱比進(jìn)行空氣除濕時(shí)，顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程被控制得能將顯熱負(fù)載保持在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器中，由此來提高進(jìn)入調(diào)節(jié)空間的進(jìn)給空氣的溫度。這樣一系統(tǒng)在在按照所介紹方法運(yùn)行時(shí)將節(jié)省能量同時(shí)顯現(xiàn)出優(yōu)越的除濕能力和處理各種各樣冷卻負(fù)載的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
這一發(fā)明被作成來實(shí)現(xiàn)上述目的，按照權(quán)利要求1的發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)包括由處理空氣吸收濕氣的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)、利用處理空氣作為低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鳛楦邷責(zé)嵩催\(yùn)行以便為再生干燥劑供熱給再生空氣的熱泵；其中，顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程被作成可調(diào)的，在尚未流進(jìn)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的干燥劑后處理空氣與尚未再生干燥劑的干燥劑再生空氣之間交換熱，。
相應(yīng)地，通過調(diào)節(jié)顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)率，該系統(tǒng)能靈活地適應(yīng)以各種顯熱比除濕或冷卻調(diào)節(jié)負(fù)荷以使得除濕運(yùn)行模式不會(huì)導(dǎo)致過于冷卻。
按照權(quán)利要求2的發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)包括由處理空氣吸收潮汽的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)、利用處理空氣作為低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鳛楦邷責(zé)嵩催\(yùn)行以便能為再生干燥劑供熱給再生空氣的熱源；其中，已通過干燥劑的后干燥劑處理空氣在第一顯熱交換器中與尚未流進(jìn)熱泵的高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣交換熱；和通經(jīng)第一顯熱交換器但尚未進(jìn)入高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣在第二顯熱交換器中與干燥劑后再生空氣交換熱；而第一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程是可調(diào)節(jié)的。
相應(yīng)地，通過調(diào)節(jié)顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)，此系統(tǒng)即能靈活地適應(yīng)于空調(diào)負(fù)載中的為顯熱比所限定的各種不同的冷卻要求，而當(dāng)運(yùn)行在除濕模式中時(shí)，第一顯熱交換器中的處理空氣的冷卻在其進(jìn)入低溫?zé)嵩礋峤粨Q器之前被抑制以使得處理空氣能用作為干燥劑再生的低溫?zé)嵩?，由此保證低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的顯熱負(fù)荷，和避免欲加以空調(diào)的房間中的過冷卻。如果顯熱負(fù)載很高，第一顯熱交換器可被運(yùn)行來降低熱泵出口處的處理空氣的溫度，從而此系統(tǒng)也可被用于冷卻模式。
按照權(quán)利要求3的發(fā)明是按照權(quán)利要求2的空調(diào)系統(tǒng)，其中至少第一顯熱交換器為一旋轉(zhuǎn)熱交換器，其熱交換過程被作成可由改變旋轉(zhuǎn)速度加以調(diào)整。相應(yīng)地，借助調(diào)節(jié)易于控制其熱傳導(dǎo)過程的旋轉(zhuǎn)熱交換器的旋轉(zhuǎn)速度，此系統(tǒng)可被用于或者除濕或者冷卻。
按照權(quán)利要求4的發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)包括用于吸收處理空氣中的潮濕的干燥劑；包括有壓縮機(jī)、采用處理空氣作低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鞲邷責(zé)嵩匆员隳転楦稍飫┰偕鷮?duì)再生空氣供熱運(yùn)行的熱泵；其中，處理空氣和再生空氣通經(jīng)干燥劑的路徑被劃分成為除濕處理空氣的第一區(qū)和用于利用再生空氣再生干燥劑的第二區(qū)，以致干燥劑在此第一區(qū)與第二區(qū)之間重復(fù)移動(dòng)其位置，而熱泵由至少一壓縮機(jī)、低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和高溫?zé)嵩礋峤粨Q器組成，處理空氣的路徑的路線順序?yàn)橛商幚砜諝獾娜肟?、通過第一區(qū)中的干燥劑、第一顯熱交換器和低溫?zé)嵩礋峤粨Q器到達(dá)處理空氣的出口，和再生空氣的路徑的路線順序?yàn)橛稍偕諝獾娜肟凇⑼ㄟ^第一顯熱交換器和第二顯熱交換器、高溫?zé)嵩礋峤粨Q器、第二區(qū)中的干燥劑、第二顯熱交換器到達(dá)再生空氣的出口，而處理空氣在第一顯熱交換器中與再生空氣交換熱，再生空氣在第二顯熱交換器中與再生空氣交換熱，并將第一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)作成可調(diào)節(jié)的。
相應(yīng)地，此系統(tǒng)被配置成使干燥劑中的潮汽吸收過程和再生過程能連續(xù)地運(yùn)行，干燥劑后處理空氣在第一顯熱交換器中與還未流進(jìn)高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣交換熱，和熱傳導(dǎo)過程被作成可調(diào)節(jié)的，以使得當(dāng)在除濕模式中運(yùn)行時(shí)，第一顯熱交換器中處理空氣的冷卻在其進(jìn)入低溫?zé)嵩礋峤粨Q器之前被加以抑制以便能使處理空氣用作為干燥劑再生的低溫?zé)嵩矗纱吮Ｗo(hù)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的顯熱負(fù)荷，并避免欲作空調(diào)的房間中的過冷卻。如果顯熱負(fù)荷很高，可運(yùn)行第一顯熱交換器來降低熱泵出口的處理空氣的溫度，由此節(jié)省再生空氣的加熱，由此能提供處理各種冷卻負(fù)荷的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。
按照權(quán)利要求5的發(fā)明是按照權(quán)利要求4的空調(diào)系統(tǒng)，其中干燥劑被作成轉(zhuǎn)輪形狀，和干燥劑通過其旋轉(zhuǎn)在第一區(qū)和第二區(qū)之間重復(fù)移動(dòng)其位置。
相應(yīng)地，通過將干燥劑作成象一轉(zhuǎn)子的形狀使之能轉(zhuǎn)動(dòng)，能連續(xù)地進(jìn)行由干燥劑作的處理空氣除濕和由熱泵作的干燥劑再生。
按照權(quán)利要求6的發(fā)明為按照權(quán)利要求4或5的空調(diào)系統(tǒng)，其中至少第一顯熱交換器為一旋轉(zhuǎn)熱交換器而使得熱傳導(dǎo)過程可通過改變第一顯熱交換器的旋轉(zhuǎn)速度加以調(diào)節(jié)。
相應(yīng)地，通過調(diào)節(jié)易于調(diào)節(jié)其熱傳導(dǎo)過程的旋轉(zhuǎn)熱交換器的旋轉(zhuǎn)速度，系統(tǒng)就能依據(jù)調(diào)節(jié)負(fù)荷的顯熱比而被用作除濕或冷卻。
按照權(quán)利要求7的發(fā)明是為運(yùn)行按照權(quán)利要求6的空調(diào)系統(tǒng)的方法，其中，獲得干球溫度和調(diào)節(jié)空間中的濕度的測(cè)量值，當(dāng)干球溫度測(cè)得值低于溫度設(shè)定和濕度測(cè)得值高于濕度設(shè)定值時(shí)，第一顯熱交換器旋轉(zhuǎn)速度被調(diào)節(jié)成當(dāng)干球溫度測(cè)量值與溫度設(shè)定間的差的絕對(duì)值很高時(shí)使轉(zhuǎn)速下降，而當(dāng)干球溫度測(cè)量值與溫度設(shè)定間的差絕對(duì)值很低時(shí)使轉(zhuǎn)速增加。
相應(yīng)地，當(dāng)干球溫度測(cè)量值低于溫度設(shè)定和濕度測(cè)量值高于溫度設(shè)定時(shí)，即就是，取決于負(fù)荷情況，當(dāng)需要在除濕模式中運(yùn)行時(shí)，當(dāng)顯熱負(fù)荷很高時(shí)，由處理空氣到再生空氣的熱傳導(dǎo)增加，而當(dāng)顯熱負(fù)荷很低時(shí)，使由處理空氣到再生空氣的熱傳導(dǎo)減少，因此能分別控制顯熱處理和除濕，即使在除濕運(yùn)行模式中也能在空調(diào)空間中維持舒適。
按照權(quán)利要求8的發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)包括吸收處理空氣中的潮濕的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)、利用處理空氣作低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鞲邷責(zé)嵩催\(yùn)行以便為干燥再生對(duì)再生空氣供熱的熱泵；其中通過干燥劑的處理空氣和再生空氣的途徑被劃分成用于除濕處理空氣的第一區(qū)和用于利用再生空氣再生干燥劑的第二區(qū)以使干燥劑在第一區(qū)與第二區(qū)之間重復(fù)移動(dòng)其位置，熱泵由至少壓縮機(jī)，低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和高溫?zé)嵩礋峤粨Q器組成，處理空氣路徑的路線順序?yàn)橛商幚砜諝獾娜肟?，通過第一區(qū)中的干燥劑、第一顯熱交換器、低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和加濕器到達(dá)針對(duì)處理空氣的出口，而再生空氣的路徑的路線順序?yàn)橛稍偕諝獾娜肟?、第一顯熱交換器、第二顯交換器、高溫?zé)嵩礋峤粨Q器、第二區(qū)中的干燥劑、和第二顯熱交換器到達(dá)再生空氣的出口，處理空氣在第一顯熱交換器中與再生空氣交換熱，再生空氣在第二顯熱交換器中與再生空氣交換熱，并將第一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)作成可調(diào)的。
相應(yīng)地，系統(tǒng)配置成使干燥劑的潮汽吸收過程和再生過程能連續(xù)地運(yùn)行，和干燥劑后處理空氣在第一顯熱交換器中與未流進(jìn)高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣交換熱，并將熱傳導(dǎo)過程作成可調(diào)節(jié)的，從而使得在當(dāng)運(yùn)行于除濕模式中時(shí)第一顯熱交換器中處理空氣的冷卻在其進(jìn)入低溫?zé)嵩礋峤粨Q器之前被加以仰制以便處理空氣用作為干燥劑再生的低溫?zé)嵩?，由此保證對(duì)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的顯熱負(fù)荷，并避免要被調(diào)節(jié)的房間中過冷卻。如果此顯熱負(fù)荷很高，第一顯熱交換器可運(yùn)行來降低熱泵出口處的處理空氣的溫度，由此節(jié)省對(duì)再生空氣的加熱而提供一個(gè)能夠處理各種冷卻負(fù)荷的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。
按照權(quán)利要求9的發(fā)明為按照權(quán)利要求8的空調(diào)系統(tǒng)，其中，干燥劑被作成轉(zhuǎn)輪形，通過其旋轉(zhuǎn)，干燥劑在第一區(qū)與第二區(qū)之間重復(fù)移動(dòng)其位置。
相應(yīng)地，借助將干燥劑作成一轉(zhuǎn)子的形狀使其能旋轉(zhuǎn)，能連續(xù)地運(yùn)行通過干燥劑作處理空氣除濕和通過熱泵作干燥劑再生。
按照權(quán)利要求10的發(fā)明是按照權(quán)利要求8或9的空調(diào)系統(tǒng)，其中至少第一顯熱交換器為一旋轉(zhuǎn)熱交換器，以使得熱傳導(dǎo)過程能通過改變此第一顯熱交換器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來加以調(diào)節(jié)。相應(yīng)地，由調(diào)節(jié)易于調(diào)節(jié)其熱傳導(dǎo)過程的旋轉(zhuǎn)熱交換器的旋轉(zhuǎn)速度，此系統(tǒng)即能依據(jù)空調(diào)負(fù)荷的顯熱比而被用于除濕或冷卻。
按照權(quán)利要求11的發(fā)明為按照權(quán)利要求8至10中之一的空調(diào)系統(tǒng)，其中設(shè)置傍路通路以便由低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)分流處理空氣到干燥劑的上流地點(diǎn)。相應(yīng)地，通過再循環(huán)已在干燥劑中除濕的處理空氣，干燥劑上的除濕負(fù)載降低，而系統(tǒng)在調(diào)節(jié)負(fù)荷很低時(shí)能處理空氣，并且如果僅需要進(jìn)行初始時(shí)干燥劑再生處理，再生時(shí)間也得到減少。
按照權(quán)利要求12的發(fā)明為運(yùn)行權(quán)利要求8至11中之一所揭示的空調(diào)系統(tǒng)的方法，包括步驟檢測(cè)干球溫度和調(diào)節(jié)空間中的濕度來由四種運(yùn)行模式中選擇一運(yùn)行模式；其中，當(dāng)干球溫度測(cè)得值高于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)得值高于濕度設(shè)定值時(shí)，通過以最大容量運(yùn)行第一顯熱交換器、停止加濕器、和運(yùn)行壓縮機(jī)來選擇第一運(yùn)行模式，以便能在干球溫度測(cè)得值與溫度設(shè)定值間的差的絕對(duì)值增加時(shí)提高容量；當(dāng)干球溫度測(cè)得值高于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)得值低于濕度設(shè)定值時(shí)，以此最大容量運(yùn)行第一顯熱交換器、運(yùn)行加濕器和運(yùn)行壓縮機(jī)來選擇第二運(yùn)行模式，以便能在干球溫度測(cè)得值與溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增加時(shí)提高容量；當(dāng)干燥球溫度測(cè)得值低于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)得值低于濕度設(shè)定值時(shí)，通過以最大容量運(yùn)行第一顯熱交換器、停止加濕器和運(yùn)行壓縮機(jī)來選擇第三運(yùn)行模式，以便能在干球溫度測(cè)得值與溫度設(shè)定值之間的差的絕對(duì)值增加時(shí)降低容量；而當(dāng)干球的溫度測(cè)得值低于溫度的設(shè)定值且濕度測(cè)得值高于濕度設(shè)定值時(shí)，選擇第四操作模式，運(yùn)行第一顯熱交換器以便在干球溫度測(cè)得值與溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增加時(shí)降低熱交換的容量，停止加濕器并且運(yùn)行壓縮機(jī)以便在干球溫度測(cè)得值與溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增加時(shí)加大容量。相應(yīng)地，借助個(gè)別地調(diào)節(jié)壓縮機(jī)、第一顯熱交換器和加濕器，此系統(tǒng)可按照空調(diào)負(fù)荷被用于除濕模式或冷卻模式中。
按照權(quán)利要求13的發(fā)明為按照權(quán)利要求12的方法，其中再生空氣的流率在壓縮機(jī)容量減小時(shí)降低。相應(yīng)地，通過按照壓縮機(jī)容量調(diào)整再生空氣的流率，有可能保持再生空氣的干燥劑再生溫度為常量從而使干燥劑能總是維持除濕能力，和系統(tǒng)能處理各種調(diào)節(jié)負(fù)荷。
按照權(quán)利要求14的發(fā)明為按照權(quán)利要求12或13中之一的方法，其中，當(dāng)壓縮機(jī)在降低容量下運(yùn)行時(shí)，通過由低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)分支處理空氣和導(dǎo)引到干燥劑的上流地點(diǎn)來增加分流率。相應(yīng)地，當(dāng)冷卻調(diào)節(jié)負(fù)荷很低和壓縮機(jī)容量受限時(shí)，通過再循環(huán)已通過干燥劑的再生空氣，針對(duì)外負(fù)荷的除濕容量可依據(jù)冷卻調(diào)節(jié)負(fù)荷降低，而同時(shí)維持高水平的干燥劑處理。
按照權(quán)利要求15的發(fā)明為按照權(quán)利要求11的方法，其中，干燥劑通過以最大容量下運(yùn)行第一顯熱交換器和由低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)分支處理空氣并導(dǎo)引至干燥劑的上流地點(diǎn)來再生。
相應(yīng)地，當(dāng)干燥劑因系統(tǒng)過長(zhǎng)停機(jī)而承載時(shí)，處理空氣可被分流以便來抑制對(duì)干燥劑的吸潮，而為干燥劑再生所需的低溫?zé)嵩吹臒嵩谠诘谝伙@熱交換器被由再生空氣傳導(dǎo)送到處理空氣，由此而能連續(xù)地利用來自熱泵的高溫?zé)嵩吹臒峒訜嵩偕諝獠⒏纳葡到y(tǒng)的啟動(dòng)特性。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說明圖1為本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一實(shí)施例的圖形；圖2為用于圖1所示干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖3為用于圖1中所示干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖4為用于圖1中所示干燥劑協(xié)助空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖5為本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的圖形；圖6為說明圖5中所示實(shí)施例的運(yùn)行模式的圖形；圖7為用于圖5中所示干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖8為用于圖5中所示干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖9為用于圖5中所示干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖；圖10為慣用的干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖；圖11為一慣用的干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖；和圖12為用于圖11中所示慣用的干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行的空氣濕度圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例現(xiàn)參考附圖介紹優(yōu)選實(shí)施例。圖1表示本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)圖。一蒸汽壓縮型熱泵200包括壓縮機(jī)260；低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240；高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220；膨脹閥250，由此構(gòu)成一蒸汽壓縮型制冷回路。這樣，低壓制冷蒸汽與干燥劑后處理空氣在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240中交換熱，而高壓制冷蒸汽與干燥劑前再生空氣在高壓熱源熱交換器(冷凝器)220中交換熱。
用于流通空氣的回路如下述構(gòu)成。干燥劑輪103以給定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)同時(shí)跨接處理空氣通路A和再生空氣通路B，如圖11中所表明的。在處理空氣通路A中，用于返回空氣的鼓風(fēng)機(jī)102的入口經(jīng)過通路107連接到調(diào)節(jié)空間，鼓風(fēng)機(jī)102的出口通過通道108連接到在干燥劑輪103中進(jìn)行吸濕的第一區(qū)，用于處理空氣的干燥劑輪103的出口經(jīng)過通路109連接到用于與再生空氣作熱交換的第一顯熱交換器104，用于處理空氣的第一顯熱交換器104的出口經(jīng)過通路110連接到低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240，用于處理空氣的低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240的出口經(jīng)過通路111連接到加濕器105，和加濕器105的出口經(jīng)過通路112連接到用于經(jīng)處理的空氣的出口或房間空氣供給開口。這一序列構(gòu)成處理空氣回路。
同時(shí)，再生空氣通路B經(jīng)過通路124連接到為使外面空氣能用作再生空氣的鼓風(fēng)機(jī)140的入口，鼓風(fēng)機(jī)140的出口經(jīng)過通路125連接到用于與處理空氣交換熱的第一顯熱交換器104，用于再生空氣的第一顯熱交換器104的出口經(jīng)過通路126連接到用于與下流再生空氣交換熱的第二顯熱交換器150，用于再生空氣的第二顯熱交換器150的出口經(jīng)過通路127連接到高溫?zé)嵩礋峤粨Q器220的出口，用于再生空氣的高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220的出口經(jīng)過通路128連接到用于進(jìn)行干燥劑再生的干燥劑輪103，干燥劑輪103的第二區(qū)中用于再生空氣的出口經(jīng)過通路129連接到第二顯熱交換器150，第二顯熱交換器150的出口經(jīng)過通路130連接到外面空氣。這一序列構(gòu)成再生空氣能由外面進(jìn)入和排出廢氣到外面的回路。
再生空氣在第一顯熱交換器104中與處理空氣交換熱，但因?yàn)榈谝伙@熱交換器104為一旋轉(zhuǎn)熱交換器，尚未進(jìn)入熱泵200的低溫?zé)嵩礋峤粨Q器240的處理空氣與能由外面進(jìn)入的再生空氣間交換的熱的量可由增加或減小第一顯熱交換器104的旋轉(zhuǎn)速度加以控制。換言之，增加第一顯熱交換器104的旋轉(zhuǎn)速度所交換熱量就增加，而相反，減少轉(zhuǎn)速來降低所交換熱的量。相應(yīng)地，與圖11中所示系統(tǒng)相比，這一實(shí)施例的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)第一顯熱交換器中處理空氣與再生空氣間交換的熱量的能力。在圖中，帶圓圈的字母字符K～V指明對(duì)應(yīng)于圖2～4中這些空氣的狀態(tài)。
現(xiàn)在說明如上述構(gòu)成的干燥劑協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)的蒸汽壓縮型制冷回路中的循環(huán)處理。制冷劑在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240中由在干燥劑103中被除濕的處理空氣接收蒸發(fā)的潛熱而蒸發(fā)(狀態(tài)a在4.2kg/cm2時(shí)約為10℃)，并通經(jīng)通路204被吸進(jìn)壓縮機(jī)260加以壓縮。被壓縮的制冷劑(狀態(tài)b19.3kg/cm2時(shí)約80℃)通經(jīng)通路201在高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220中以釋放制冷劑的過熱蒸汽的顯熱和蒸發(fā)的潛熱到干燥劑前再生空氣(狀態(tài)c在19.3kg/cm2時(shí)約65℃)而冷凝，并到達(dá)膨脹閥250，在此膨脹而降低其壓力再經(jīng)過通路203流回到低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240。相應(yīng)地，這一系統(tǒng)中用于冷卻處理的技術(shù)并不與慣常的干燥協(xié)助的空調(diào)系統(tǒng)中的有太大的不同，僅僅在運(yùn)行溫度和壓力上有所差異。
下面參照?qǐng)D2和3中所示的空氣濕度圖說明基于作為熱源的熱泵200的系統(tǒng)的運(yùn)行。首先，圖2是關(guān)于與慣常系統(tǒng)中的類似的冷卻操作。這一冷卻操作由按照其額定值旋轉(zhuǎn)第一顯熱交換器104來進(jìn)行以便運(yùn)行來產(chǎn)生最大冷卻。
能進(jìn)入到系統(tǒng)的返回空氣(處理空氣狀態(tài)K)通經(jīng)通路107被吸進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)102，并被增壓和經(jīng)過通路108送至第一區(qū)，在干燥輪103中進(jìn)行吸濕，處理空氣中的潮汽在干燥劑輪103的吸濕作用中被吸除，和處理空氣由于吸收的熱的轉(zhuǎn)移而降低其濕度比和升高其溫度(狀態(tài)L)。濕度已降低和溫度已增高的處理空氣經(jīng)過通路109被送到第一顯熱交換器104，與外面空氣(再生空氣)交換熱而被冷卻(狀態(tài)M)。經(jīng)冷卻的處理空氣通過通路110并在經(jīng)過低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240時(shí)被冷卻(狀態(tài)N)。經(jīng)冷卻的處理空氣被送到加濕器105，在等焓處理中被水噴射或蒸發(fā)加濕而冷卻(狀態(tài)D)，和經(jīng)過通路112作為供給空氣返回到調(diào)節(jié)空間。在此，此系統(tǒng)如圖2中所示可由調(diào)節(jié)加濕率來應(yīng)用到調(diào)節(jié)負(fù)荷的各種不同顯熱比。
另一方面，如以下那樣進(jìn)行干燥劑輪的再生。被用作為再生空氣的外面空氣(狀態(tài)Q)通經(jīng)通路124被吸進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)140，并被增壓送往第一顯熱交換器104，在此它冷卻處理空氣同時(shí)提升自身溫度(狀態(tài)R)，經(jīng)過通路126到達(dá)第二顯熱交換器150，通過與已再生干燥劑(狀態(tài)U)的下流再生空氣交換熱而被加熱(狀態(tài)S)，并被送至高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220，在此與制冷蒸汽交換熱而被加熱來升高其溫度(狀態(tài)T)。由高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220出來的再生空氣通過用于執(zhí)行再生的干燥劑輪103的第二區(qū)，由于燥輪103解除吸收潮汽(狀態(tài)U)，經(jīng)過通路129被送到第二顯熱交換器150與在上述的狀態(tài)R的再生空氣交換熱而被冷卻(狀態(tài)V)，并經(jīng)通路130被作為廢空氣排出。相應(yīng)地，此干燥劑協(xié)助空調(diào)系統(tǒng)通過重復(fù)干燥劑再生和處理空氣的除濕及冷卻的處理進(jìn)行冷卻。
下面參照?qǐng)D3說明此系統(tǒng)適宜于在調(diào)節(jié)房間表明低干球溫度和高濕度如梅雨季節(jié)可遇到的情況時(shí)運(yùn)行的所謂除濕模式。在此實(shí)施例中的除濕操作是基于第一顯熱交換器104在低速下運(yùn)行以便限制熱交換，但圖3是表示特別低的顯熱比的情況所以操作主要目標(biāo)是除濕，因而第一顯熱交換器104不轉(zhuǎn)動(dòng)被交換的熱量為零。
允許進(jìn)入系統(tǒng)的返回空氣(處理空氣狀態(tài)K)通經(jīng)通路107被吸進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)102，被增壓后經(jīng)過通路108送到第一區(qū)，在干燥劑輪103中進(jìn)行吸潮，在此，處理空氣中的潮汽被吸收在干燥劑輪中的吸附劑中，處理空氣降低其濕度比并由于吸收熱的而升高其溫度(狀態(tài)L)。濕度降低和溫度增高的處理氣體被經(jīng)過通路109送到第一顯熱交換器104，但因?yàn)榈谝伙@熱交換器104不在運(yùn)行，處理空氣狀態(tài)無變化地由此通過(狀態(tài)M＝L)，經(jīng)通路110流通并在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240中被冷卻(狀態(tài)N)。經(jīng)冷卻的處理空氣被送至加濕器105，但因?yàn)槌凉癫僮髦袩o需加濕，它由此通過而經(jīng)過通路112作為進(jìn)給空氣返回到調(diào)節(jié)空間。此系統(tǒng)運(yùn)行來使得進(jìn)給空氣(狀態(tài)P)的溫度高于返回空氣(狀態(tài)K)以便維持一定程度的濕度比差ΔX。另一方面，干燥劑轉(zhuǎn)子如下述進(jìn)行再生。被用作再生空氣的外面空氣(狀態(tài)Q)通經(jīng)通路124被吸進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)140，經(jīng)增壓被送到第一顯熱交換器104，但因其不在運(yùn)行，再生空氣通經(jīng)其而不改變其狀態(tài)(狀態(tài)R＝Q)，并經(jīng)過通路126流進(jìn)第二顯熱交換器150，被干燥劑后再生空氣(狀態(tài)U)加熱使其溫度增高(狀態(tài)S)和通經(jīng)通路127進(jìn)入高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220，在此它被制冷蒸汽加熱使其溫度升高(狀態(tài)T)。離開高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220的再生空氣通經(jīng)用于通過解除由其吸收的潮汽而再生干燥劑輪103的第二區(qū)(狀態(tài)U)，通經(jīng)通路129進(jìn)入第二顯熱交換器150，通過與狀態(tài)R的再生空氣交換熱而被冷卻(狀態(tài)V)，并被作為廢空氣通經(jīng)通路130排出到外面。
相應(yīng)地，借助這樣的系統(tǒng)操作而使得通過接收干燥劑130吸收的熱溫度被升高的處理空氣(狀態(tài)L)能進(jìn)入低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240中而不必冷卻，用于再生該干燥劑所需的熱在代溫?zé)嵩礋峤粨Q器240中被恢復(fù)，由此即能在保持接近室溫的處理空氣溫度的同時(shí)維持濕度比差ΔX，從而處理空氣能被處理而不致使調(diào)節(jié)空間中過于冷卻。另一方面，即使在相同的除濕操作下，當(dāng)干球溫度近似于所希望的溫度設(shè)定值并且希望進(jìn)給空氣溫度有所降低(在所謂的悶熱時(shí))時(shí)，則第一顯熱交換器應(yīng)以相適應(yīng)的中間速度旋轉(zhuǎn)以便提供適度的熱傳導(dǎo)，以在處理空氣流進(jìn)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240之前稍許冷卻處理空氣。這樣，如圖4中所示，已經(jīng)在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器(蒸發(fā)器)240中被冷卻的處理空氣(狀態(tài)N)的干球溫度即能因第一顯熱交換器104的出口處的處理空氣(狀態(tài)M)的干球溫度稍許向左方向即低溫側(cè)移動(dòng)而被降低。
因此，這種除濕模式通過檢測(cè)干球溫度和調(diào)節(jié)空間中的濕度運(yùn)行，當(dāng)表明調(diào)節(jié)空間溫度在低于溫度設(shè)定值和濕度高于濕度設(shè)定值時(shí)，如設(shè)定值與干球溫度間之差的絕對(duì)值很大，第一顯熱交換器104的轉(zhuǎn)速減小，而如設(shè)定值與干球溫度間差的絕對(duì)值很小則增加此轉(zhuǎn)速。
相應(yīng)地，通過設(shè)置在尚未進(jìn)入熱泵200的低溫源熱交換器240的干燥劑后處理空氣與干燥劑前再生空氣間進(jìn)行熱傳導(dǎo)的第一顯熱交換器104，在本實(shí)施例中作為一個(gè)旋轉(zhuǎn)熱交換器，通過控制第一顯熱交換器104的轉(zhuǎn)速以便在第一顯熱交換器104中有選擇地進(jìn)行熱傳導(dǎo)處理，就可能或者進(jìn)行冷卻或者進(jìn)行除濕操作。而且即使在除濕操作模式中也有可能通過在中等范圍選擇第一顯熱交換器104的轉(zhuǎn)速以便調(diào)整第一顯熱交換器104中的熱傳導(dǎo)率由此調(diào)節(jié)進(jìn)給空氣的溫度來處理小的顯熱負(fù)荷。
再一方面，雖然此實(shí)施例描述一旋轉(zhuǎn)熱交換器作為第一顯熱交換器104，但也可用配置于相同地點(diǎn)的基于中間熱媒體(如溫水)的熱交換器來取代作為第一顯熱交換器104，并控制用于在再生空氣與處理空氣之間的熱傳導(dǎo)的熱媒體的流通率。
圖5表明此發(fā)明的第二實(shí)施例。此例中，蒸汽壓縮型熱泵與第一實(shí)施例中相同，省略對(duì)它的說明。在空氣流通路中，再生空氣通路與圖1中所示相同，而處理空氣通路設(shè)置有一附加的傍路通路，它由連接低溫?zé)嵩礋峤粨Q器240的出口與加濕器105的通路111分支，并與通路107匯合，借助通路117調(diào)整節(jié)氣閥360和通路118來將處理空氣通路中的鼓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)空間結(jié)合。
在此實(shí)施例中，系統(tǒng)還被配置成使控制器300能由被安裝在供空氣由調(diào)節(jié)空間返回的返回空氣入口107中的干球溫度傳感器310和濕度傳感器320接收信號(hào)，控制器300能控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置350來調(diào)節(jié)第一顯熱交換器104轉(zhuǎn)速，控制器300能調(diào)節(jié)傍路通路中的節(jié)氣閥360的開啟程度，控制器300能調(diào)節(jié)加濕器105的供水閥340的開口度，控制器300能通過控制制冷壓縮機(jī)260的反相器380來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，而且控制器300還能通過控制用于循環(huán)再生空氣的鼓風(fēng)機(jī)140的反相器370來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
如圖6中說明運(yùn)行模式的圖形所示，此系統(tǒng)檢測(cè)調(diào)節(jié)空間中的干球溫度和濕度，而在當(dāng)干球溫度高于溫度設(shè)定值和濕度高于濕度設(shè)定值時(shí)如下述執(zhí)行第一運(yùn)行模式(除濕和冷卻模式)以其額定速度運(yùn)行第一顯熱交換器104，停止加濕器105，在干球溫度與設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增加時(shí)以較高容量運(yùn)行壓縮機(jī)260，關(guān)閉傍路節(jié)氣閥360和與壓縮機(jī)260的容量(轉(zhuǎn)速)成比例地調(diào)節(jié)再生空氣的流通率。當(dāng)干球溫度高于溫度設(shè)定和濕度低于濕度設(shè)定值時(shí)如下地進(jìn)行第二運(yùn)行模式(冷卻模式)以其額定速度運(yùn)行第一顯熱交換器104，運(yùn)行加濕器105以便對(duì)干球溫度與溫度設(shè)定值間之差的較高絕對(duì)值增加其濕度，對(duì)干球溫度與溫度設(shè)定間之差的較高絕對(duì)值以較高容量運(yùn)行壓縮機(jī)260，關(guān)閉傍路節(jié)氣閥360和與壓縮機(jī)260的容量(轉(zhuǎn)速)成比例地調(diào)節(jié)再生空氣的流通率。
當(dāng)干球溫度低于溫度設(shè)定值和濕度低于濕度設(shè)定值時(shí)采用第三運(yùn)行模式(弱冷模式)，其操作為以其額定速度運(yùn)行第一顯熱交換器104，停止加濕器105，對(duì)干球溫度設(shè)定值間之差的較高絕對(duì)值以較低容量運(yùn)行壓縮機(jī)260，對(duì)干球溫度與設(shè)定值間的絕對(duì)差的較高值以較大開口操作節(jié)氣閥360和與壓縮機(jī)260的容量(轉(zhuǎn)速)成比例地調(diào)節(jié)再生空氣的流通率。而在當(dāng)干球溫度低于溫度設(shè)定和濕度大于濕度設(shè)定時(shí)運(yùn)用第四運(yùn)行模式(除濕模式)，操作如下對(duì)干球溫度與溫度設(shè)定間的差的絕對(duì)值的較高值以較低速度運(yùn)行第一顯熱交換器104，停止加濕器105，對(duì)干球溫度與溫度設(shè)定間的差的較高絕對(duì)值以較高容量運(yùn)行壓縮機(jī)260，關(guān)閉節(jié)氣閥360和與壓縮機(jī)260的容量(轉(zhuǎn)速)成比例地調(diào)節(jié)再生空氣流通率。
而且如下表所示，在當(dāng)干燥劑被含潮汽地加載而其解吸能力被削弱時(shí)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)采用第五運(yùn)行模式，其操作為以其額定速度運(yùn)行第一顯熱交換器104，停止加濕器105，對(duì)干球溫度與溫度設(shè)定值間的差的較高絕對(duì)值以較高容量運(yùn)行壓縮機(jī)260，完全打開傍路節(jié)氣閥360和與壓縮機(jī)260的容量(轉(zhuǎn)速)成比例地調(diào)節(jié)再生空氣流通率。
各不同運(yùn)行模式和設(shè)定值表<

>應(yīng)明白這里所指的濕度是濕度比，但濕度傳感器320可能為一相對(duì)濕度傳感器而濕度系數(shù)可與來自干球溫度傳感器310的信號(hào)相結(jié)合加以計(jì)算，類似地，傳感器可以是焓傳感器而濕度比可結(jié)合干球溫度傳感器310進(jìn)行計(jì)算，和濕度傳感器320可以是一露點(diǎn)(dewpoint)傳感器，它產(chǎn)生等值于濕度比的結(jié)合。
下面將順次說明各種運(yùn)行模式的操作，對(duì)第一運(yùn)行模式，除濕和冷卻，將參照表明這一運(yùn)行模式中空氣循環(huán)的圖7加以說明，與圖2所示冷卻過程相比較，因?yàn)榧訚衿鞑辉谶\(yùn)行，圖7中的所示過程中處理空氣出口處空氣的狀態(tài)(狀態(tài)P)與低溫?zé)嵩礋峤粨Q器出口(狀態(tài)N)的相同，因此進(jìn)給空氣濕度比低于圖2中所示運(yùn)行中的，和干球溫度較高，但進(jìn)給空氣具有較調(diào)節(jié)空間中的低的干球溫度和濕度，所以調(diào)節(jié)空間中的情況能逐漸向著圖6左下方所示的設(shè)定值移動(dòng)。而且在此運(yùn)行模式中，對(duì)較高的干球溫度要增加壓縮機(jī)260的容量，從而進(jìn)給空氣與設(shè)定值間的差分溫度(圖中被指明作為死區(qū))將增大，冷卻和除濕調(diào)節(jié)空間到設(shè)定值的系統(tǒng)的容量即被增加。
下面說明第二運(yùn)行模式。這一運(yùn)行模式中的過程與圖2中所示冷卻模式中的相同，和此系統(tǒng)能處理各種顯熱比的冷卻負(fù)荷。換言之，進(jìn)給空氣具有較調(diào)節(jié)空間要低的干球溫度，調(diào)節(jié)空間中的情況可向著圖6中右方的設(shè)定值移動(dòng)。在這一運(yùn)行模式中，對(duì)較高的干球溫度壓縮機(jī)260的容量也被增加，以致進(jìn)給空氣與設(shè)定值(圖中指明作為死區(qū))間的差分溫度和濕度增加，增加系統(tǒng)冷卻和除濕調(diào)節(jié)空間到設(shè)定值的容量。
下面參照表明以這一運(yùn)行模式的空氣處理循環(huán)的圖8說明第三運(yùn)行模式的操作。如圖8中所示，返回空氣(狀態(tài)K)與在傍路通路中流通的狀態(tài)N的空氣混合成為混合處理空氣(狀態(tài)X)并在干燥劑中吸收而除濕。因此，干燥劑入口處的處理空氣具有低的濕度而降低干燥劑上的負(fù)荷，和因?yàn)檫M(jìn)給空氣(狀態(tài)P)的流通率被降低，所以可降低除濕和冷卻的能力。還因?yàn)閴嚎s機(jī)260的容量對(duì)這一運(yùn)行模式中的低干球溫度值被降低，所以系統(tǒng)冷卻和除濕進(jìn)給空氣的能力被降低，導(dǎo)致在調(diào)節(jié)負(fù)荷為主時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)空間加濕和加熱。在這一運(yùn)行模式中，調(diào)節(jié)空間中的情況可通過相對(duì)調(diào)節(jié)空間中的調(diào)節(jié)負(fù)荷降低除濕和冷卻能力來逐漸移到圖6中右上方的設(shè)定值。
下面說明第四運(yùn)行模式，除濕。這一實(shí)施例中的空氣處理循環(huán)與圖3和4中所示的除濕模式中的相同，并由調(diào)節(jié)第一熱交換器104的轉(zhuǎn)速由此調(diào)節(jié)第一顯熱交換器104中傳導(dǎo)的熱量來進(jìn)行控制，和使得即使在除濕模式中也能調(diào)節(jié)進(jìn)給空氣的溫度而能處理小的顯熱負(fù)荷。因此，即使?jié)摕嶝?fù)荷和顯熱負(fù)荷同時(shí)存在于調(diào)節(jié)空間中，也能處理進(jìn)給空氣來得到較調(diào)節(jié)空間低的濕度和舒適的溫度，因而使調(diào)節(jié)空間中的情況能逐漸向圖6中左上方的設(shè)定值移動(dòng)。在此運(yùn)行模式中對(duì)較高濕度，壓縮機(jī)260的容量也被增加，從而使進(jìn)給空氣與設(shè)定值(被指明作為死區(qū))間的差分溫度增加，和系統(tǒng)將調(diào)節(jié)空間除濕到設(shè)定值的能力增加。
在上述的第四運(yùn)行模式中，再生空氣的流通率與壓縮機(jī)260的轉(zhuǎn)速成比例地被加以調(diào)節(jié)，這是因?yàn)樵趬嚎s機(jī)260的容量被減小時(shí)，再生空氣的加熱也被降低，因此，如果壓縮機(jī)以恒速運(yùn)行就不可能將再生空氣加熱到用于從干燥劑吸收潮汽所需的溫度，并由于這一原因，當(dāng)壓縮機(jī)260的容量降低時(shí)，加熱變得不足，為對(duì)其加以補(bǔ)償，將再生空氣的流通率降低來維持再生溫度。由此可見，取代調(diào)節(jié)壓縮機(jī)260的轉(zhuǎn)速，可以在通路128或202中檢測(cè)高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)中再生空氣的出口溫度或制冷劑的出口溫度以便能調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)124的速度來保持這些場(chǎng)所的溫度不變。
下面說明第五運(yùn)行模式，干燥劑再生模式。此運(yùn)行模式的空氣處理循環(huán)如圖9中示。圖9中實(shí)線表明，由調(diào)節(jié)空間(未圖示)返回的空氣(狀態(tài)K)與在傍路中流通的狀態(tài)N的空氣混合成為混合處理空氣(狀態(tài)X)并在干燥劑(狀態(tài)L)中被吸收除濕，并通過在第一顯熱交換器104中與由外面(狀態(tài)Q)進(jìn)入的再生空氣交換熱而升高其溫度，在熱泵200中的低溫?zé)嵩礋峤粨Q器240(狀態(tài)N)中被冷卻，一部分分流并與返回空氣(狀態(tài)K)混合，再次通過同一路徑循環(huán)，而其余部分則無變化地通過加濕器105和作為廢空氣(狀態(tài)P)排出。另一方面，由外面(狀態(tài)Q)進(jìn)入的再生空氣在第一顯熱交換器104中與干燥劑后處理空氣(狀態(tài)L)交換熱而降低其溫度(狀態(tài)R)，但由在第二顯熱交換器150中與下流干燥劑后再生空氣(狀態(tài)U)交換熱而升高其溫度，通經(jīng)通路127被送到第二高溫?zé)嵩礋峤粨Q器(冷凝器)220并被制冷劑的蒸汽加熱(狀態(tài)T)，和在其通過期間吸收潮汽來再生干燥劑103。干燥劑后再生空氣在第二顯熱交換器150中(狀態(tài)U)與狀態(tài)R的再生空氣交換熱，降低其溫度(狀態(tài)V)，然后被作為廢氣排到外面。
相應(yīng)地，當(dāng)干燥劑的吸收性能由于長(zhǎng)時(shí)期未應(yīng)用而不是足時(shí)，這一運(yùn)行模式使處理空氣能在內(nèi)部循環(huán)從而抑制干燥中潮汽的吸收，和在熱泵的低溫源中恢復(fù)的熱在第一顯熱交換器104中由再生空氣傳導(dǎo)到處理空氣以便增加熱泵200的加熱能力，由此恢復(fù)干燥劑的吸收能力。
圖9中實(shí)線所示實(shí)施例中，假定由調(diào)節(jié)空間返回的空氣(狀態(tài)K)具有較外面空氣(狀態(tài)Q)低的溫度和低的濕度，但如果壓縮機(jī)260全速運(yùn)行，進(jìn)入調(diào)節(jié)空間的進(jìn)給空氣(狀態(tài)P)即成為低溫低濕，而如果調(diào)節(jié)負(fù)荷低，房間就可能會(huì)太冷，在這樣的情況下，因?yàn)檎{(diào)節(jié)負(fù)荷低，可按照來自干球溫度的信號(hào)降低壓縮機(jī)260的速度從而能降低熱泵200的容量，從而再生速度被降低和再生時(shí)間延長(zhǎng)，但不會(huì)引起任何實(shí)際問題。在這樣的情況中，需要利用反相器370以一定比例地控制壓縮機(jī)的速度來調(diào)整再生空氣的流通率，以維持再生溫度，如第一至第三運(yùn)行模式中所描述的。
而且如圖9中點(diǎn)線的所表面的，當(dāng)室內(nèi)溫度(狀態(tài)K)大致上與室外溫度(狀態(tài)Q)相同時(shí)，干燥劑前處理空氣(狀態(tài)X)的狀態(tài)大致與干燥劑后處理空氣(狀態(tài)(1))相同因而無吸收的熱傳導(dǎo)，故處理空氣的溫度低于外面空氣(狀態(tài)Q)和通過在第一顯熱交換器104中交換熱而提高溫度(狀態(tài)(m))后，在低溫?zé)嵩礋峤粨Q器240中被冷卻成為進(jìn)給空氣(狀態(tài)(p))。在這一情況中，調(diào)節(jié)空間具有高冷卻負(fù)荷和壓縮機(jī)速度應(yīng)提高來降低進(jìn)給空氣溫度(狀態(tài)P)，導(dǎo)致可用來再生以迅速恢復(fù)干燥劑的除濕能力的熱量增加從而進(jìn)給空氣(狀態(tài)(p))被逐漸除濕從而能處理顯熱負(fù)荷。這樣，在第五運(yùn)行模式中，即干燥劑再生模式，通過根據(jù)干球溫度相對(duì)調(diào)節(jié)負(fù)荷控制壓縮機(jī)速度來平滑地進(jìn)行干燥劑再生。
相應(yīng)地，這一實(shí)施例可靈活地適用于處理各種調(diào)節(jié)負(fù)荷，亦即[除濕和冷卻]，[冷卻]，[弱冷卻]，[除濕]，[干燥劑再生]。
如以上說明的，此發(fā)明使得空調(diào)系統(tǒng)能通過調(diào)節(jié)尚未流進(jìn)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的干燥劑后處理空氣與未流進(jìn)高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣之間的熱傳導(dǎo)來連續(xù)地實(shí)施干燥劑吸收潮汽和借助熱泵再生干燥劑的處理過程，從而在當(dāng)處理具有低溫顯熱比的循環(huán)空氣時(shí)，操作主要目的為除濕以便抑制顯熱交換器來儲(chǔ)備熱供低溫?zé)嵩礋峤粨Q器中應(yīng)用，從而有可能維持處理空氣高出口溫度，據(jù)此提供一產(chǎn)生除濕方面的優(yōu)等性能以及靈活適用于處理各種調(diào)節(jié)負(fù)荷并能節(jié)約能量的空調(diào)系統(tǒng)和操作方法。另外，借助為處理空氣提供一由低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的出口分支和返回鼓風(fēng)機(jī)上流的傍路通路，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，如果干燥劑帶有潮汽地被加載，即在內(nèi)部循環(huán)處理空氣以便再生干燥劑同時(shí)進(jìn)一步抑制干燥劑上濕氣的吸收，由此提供顯現(xiàn)優(yōu)越啟動(dòng)特性的系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明可用于作為普通住房或大型建筑例如超市和辦公樓之類所用的空調(diào)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)系統(tǒng)，包括由處理空氣吸潮的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)的熱泵，通過利用處理空氣作為低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鳛楦邷責(zé)嵩催\(yùn)行以便為再生所述干燥劑對(duì)再生空氣供熱；其中，在一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程被作成為可調(diào)整的，用于在尚未流進(jìn)所述低溫?zé)嵩吹母稍飫┖筇幚砜諝馀c尚未再生所述干燥劑的干燥劑前再生空氣之間進(jìn)行熱交換。
2.一種空調(diào)系統(tǒng)，包括由處理空氣吸潮的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)的熱泵，通過利用處理空氣作低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鞲邷責(zé)嵩催\(yùn)行以便為再生所述干燥劑對(duì)再生空氣供熱；其中，已通過所述干燥劑的干燥劑后處理空氣在第一顯熱交換器中與尚未流進(jìn)所述熱泵的高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣交換熱；通過所述第一顯熱交換器但還未進(jìn)入所述高溫?zé)嵩礋峤粨Q器的再生空氣在第二顯熱交換器中與干燥劑后再生空氣交換熱；和所述第一顯熱交換器中的傳導(dǎo)過程被作成為可調(diào)節(jié)的。
3.按照權(quán)利要求2的空調(diào)，其特征是至少所述第一顯熱交換器為一旋轉(zhuǎn)交換器，其熱交換器過程可由改變旋轉(zhuǎn)速度來加以調(diào)節(jié)。
4.一種空調(diào)系統(tǒng)，包括吸收處理空氣中潮汽的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)的熱泵，通過利用處理空氣作為低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鳛楦邷責(zé)嵩匆员銥榱烁稍飫┑脑偕鴮?duì)再生空氣供熱；其中，通經(jīng)所述干燥劑的處理空氣和再生空氣的路徑被分成為用于除濕處理空氣的第一區(qū)和用于利用再生空氣再生所述干燥劑的第二區(qū)以使得所述干燥劑重復(fù)地在所述第一區(qū)與所述第二之間轉(zhuǎn)移其位置；所述熱泵由至少一壓縮機(jī)、一低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和一高溫?zé)嵩礋峤粨Q器組成；所述處理空氣路徑的路線順序?yàn)橛伤鎏幚砜諝獾娜肟谕ㄟ^所述第一區(qū)中的所述干燥劑、第一顯熱交換器和所述低溫?zé)嵩礋峤粨Q器到達(dá)處理空氣的出口；所述再生空氣路徑的路線順序?yàn)橛伤鲈偕諝獾娜肟谕ㄟ^所述第一顯熱交換器、第二顯熱交換器、所述高溫?zé)嵩礋峤粨Q器、所述第二區(qū)中的所述干燥劑和所述第二顯熱交換器到達(dá)再生空氣的出口；處理空氣在所述第一顯熱交換器中與再生空氣交換熱；再生空氣在第二顯熱交換器中與再生空氣交換熱，以及在所述第一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程被作成可調(diào)節(jié)的。
5.按照權(quán)利要求4的空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述的干燥劑被做成轉(zhuǎn)輪形，且所述的干燥劑通過其轉(zhuǎn)動(dòng)在所述的第一區(qū)與所述的第二區(qū)之間移動(dòng)其位置。
6.按照權(quán)利要求4或5的空調(diào)系統(tǒng)，其特征是至少所述第一顯熱交換器為一旋轉(zhuǎn)熱交換器，以使得熱傳導(dǎo)過程能通過改變所述第一顯熱交換器的轉(zhuǎn)速來加以調(diào)節(jié)。
7.一種操作按照權(quán)利要求6的空調(diào)系統(tǒng)的方法，其中獲取調(diào)節(jié)空間中干球溫度和濕度的測(cè)量值，以便在當(dāng)干球溫度測(cè)量值低于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)量值高于濕度設(shè)定值時(shí)調(diào)整所述第一顯熱交換器的轉(zhuǎn)速，以便，當(dāng)干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間的絕對(duì)差值高時(shí)降低所述的旋轉(zhuǎn)速度，而當(dāng)干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間的絕對(duì)差值低時(shí)增加所述的旋轉(zhuǎn)速度。
8.一種空調(diào)系統(tǒng)，包括吸收處理空氣中的潮汽的干燥劑；和包括有壓縮機(jī)的熱泵，通過利用處理空氣作為低溫?zé)嵩春驮偕諝庾鳛楦邷責(zé)嵩匆员銥楦稍飫┰偕鴮?duì)再生空氣供熱；其中，通經(jīng)所述干燥劑的處理空氣和再生空氣的路徑被分成為用于除濕處理空氣的第一區(qū)和用于利用再生空氣再生所述干燥劑的第二區(qū)以使得所述干燥劑在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間重復(fù)轉(zhuǎn)移其位置；所述熱泵由至少一壓縮機(jī)，低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和高溫?zé)嵩礋峤粨Q器組成；所述處理空氣路徑的路線順序?yàn)閺奶幚砜諝馊肟?、通過所述第一區(qū)中的所述干燥劑，第一顯熱交換器，所述低溫?zé)嵩礋峤粨Q器和加濕器到達(dá)處理空氣的出口；所述再生空氣路徑的路線順序?yàn)橛稍偕諝馊肟?、所述第一顯熱交換器、所述第二顯熱交換器、所述高溫?zé)嵩礋峤粨Q器、所述第二區(qū)中的所述干燥劑、和所述第二顯熱交換器到達(dá)再生空氣出口；處理空氣在第一顯熱交換器中與再生空氣交換熱；再生空氣在所述第二顯熱交換器中與再生空氣交換熱；和所述第一顯熱交換器中的熱傳導(dǎo)過程為可調(diào)整的。
9.按照權(quán)利要求8的空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述干燥劑被作成轉(zhuǎn)輪形狀，和所述干燥劑通過其旋轉(zhuǎn)在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間轉(zhuǎn)移其位置。
10.按照權(quán)利要求8或9的空調(diào)系統(tǒng)，其特征是至少所述第一顯熱交換器為旋轉(zhuǎn)熱交換器，以便使熱傳導(dǎo)過程能通過改變所述第一顯熱交換器的轉(zhuǎn)速加以調(diào)整。
11.按照權(quán)利要求8至10中任一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，其特征是設(shè)置有一傍路通路以便由所述低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)傍路處理空氣到所述干燥劑的上流地點(diǎn)。
12.一種操作按照權(quán)利要求8至11中任一個(gè)的空調(diào)系統(tǒng)的方法，包括步驟檢測(cè)調(diào)節(jié)空間中的干球溫度和濕度來由四個(gè)運(yùn)行模式選擇一個(gè)運(yùn)行模式；其中，當(dāng)干球溫度測(cè)量值高于溫度設(shè)定值和濕度值高于濕度設(shè)定值時(shí)通過如下操作選擇第一運(yùn)行模式以最大容量運(yùn)行所述第一顯熱交換器，停止所述加濕器，和運(yùn)行所述壓縮機(jī)以便在所述干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間的差的絕對(duì)值增加時(shí)增大容量；當(dāng)干球溫度測(cè)量值高于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)量值低于濕度設(shè)定值時(shí)通過如下操作選擇第二運(yùn)行模式以最大容量運(yùn)行所述第一顯熱交換器，運(yùn)行所述加濕器，和運(yùn)行所述壓縮機(jī)以便在所述干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增大時(shí)增加容量；當(dāng)干球溫度測(cè)量值低于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)量值低于濕度設(shè)定值時(shí)按如下操作選擇第三運(yùn)行模式以最大容量運(yùn)行所述第一顯熱交換器，停止所述加濕器，和運(yùn)行所述壓縮機(jī)以便在所述干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值增大時(shí)降低容量；當(dāng)干球溫度測(cè)量值低于溫度設(shè)定值和濕度測(cè)量值高于濕度設(shè)定值時(shí)按如下操作選擇第四運(yùn)行模式運(yùn)行所述第一顯熱交換器以便在所述干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增大時(shí)降低熱交換容量，停止所述加濕器，和運(yùn)行所述壓縮器以便在所述干球溫度測(cè)量值與所述溫度設(shè)定值間之差的絕對(duì)值增大時(shí)增加容量。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征是再生空氣的流通率在所述壓縮機(jī)的容量降低時(shí)減小。
14.按照權(quán)利要求12或13的方法，其特征是當(dāng)所述壓縮機(jī)以降低容量運(yùn)行時(shí)，通過由所述低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)分支處理空氣和定向到所述干燥劑的上流地點(diǎn)來增加處理空氣的傍路流通率。
15.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是所述干燥劑的再生是通過以最大容量運(yùn)行所述第一顯熱交換器和由所述低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的下流地點(diǎn)分支處理空氣并定向到所述干燥劑的上流地點(diǎn)來完成。
全文摘要
具有優(yōu)越的除濕能力和處理各種空調(diào)負(fù)荷的靈活適應(yīng)性的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)和及其運(yùn)行方法,該系統(tǒng)設(shè)置有:用于吸收其上要處理的空氣中水份的干燥劑(103);以處理空氣作為低溫?zé)嵩?240)和再生空氣作為高溫?zé)嵩?220)運(yùn)行的熱泵(200),向再生空氣提供干燥劑再生熱,其中在已通過干燥劑但尚未進(jìn)低溫?zé)嵩礋峤粨Q器的處理空氣與尚未再生干燥劑的再生空氣之間的顯熱交換器上的熱交換率是可調(diào)節(jié)的。
文檔編號(hào)F24F11/02GK1260037SQ98806036
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1998年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月11日
發(fā)明者前田健作 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所