专利名称：一种高效的气体全热回收和能量转换方法
技术领域：
本发明涉及一种高效的气体全热回收和能量转换方法。
背景技术：
目前国内外所使用的空调系统大部分都是采用室外新风加室内回风的模式来降低空调系统的负荷，如果全部用新风承担降温除湿任务，由于新风至送风的焓差远大于回风至送风的焓差，所需要的冷量(夏季)或热量(冬季)要比采用回风方式增加3-4倍，使能耗太高。有两个可能的解决途径；安装回风的空气净化装置；安装回风的全热或显热回收装置。
一种显热回收方法是在排风和新风通道上都安装换热器，通过热管或水泵驱动的水循环来回收显热的方式。这种方式可杜绝回风对新风(或送风)的污染。但由于仅能回收显热，因此采用全新风时，能耗仍为传统方式的2-3倍以上。
采用转轮式全热交换器作全热回收，全热回收效率可达50％-70％，从而可有效降低全新风方式的能耗。然而由于转轮式全热交换器要在新风和排风之间机械运动，很难避免新排风之间的漏风。许多产品这种漏风可达总风量的10％以上，不能不说仍有一定的缺陷。此外，排风中的污染物通过转轮，是否会滞留在转轮表面，转到新风侧后，又被吹到新风中，目前尚未得到证实，也需要进一步研究验证。
采用具有吸湿能力的溶液来作为传热传质媒介的是一种新型高效的全热回收方法，它利用溶液循环实现新风和回风的热湿交换，热回收效率较高。
目前各种气体全热回收方法，其热回收效率均低于100％，并且均要求需进行全热回收的二种或二种以上的气体通过传热壁，固体或液体媒介进行直接或间接的热交换。对于前二种情况，要求进行全热回收的二种或二种以上的气体在一个热交换装置内完成全热回收，这往往造成许多具体实施上的不便。以一个建筑的排风与新风为例，二者往往不在同一处，因而需采用管道将二者引导至一处。对于以液体为媒介的情形，虽然需进行全热回收的二种或二种以上的气体，如排风与新风，可不在同一处，但仍然需要液体在需进行全热回收的二种或二种以上的气体，如排风与新风之间循环，因而需要在需进行全热回收的二种或二种以上的气体之间铺设液体管道，此外，还需要泵等设备驱动液体循环。
间接蒸发冷却器是将一股气体的一部分等湿冷却至接近该气体的露点温度，将一股气体的另一部分的湿球温度升至接近该气体的干球温度(见专利申请号为200310122817.8的发明专利申请)。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效的气体全热回收和能量转换方法。
一种高效的气体全热回收和能量转换方法空间内一股气体通过间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外，空间外气体渗透入空间内；制热时将干冷气体送入空间外，热湿气体送入空间内，空间外气体渗透入空间内，或者空间外的气体制冷时经过使气体焓值降低的设备后送入空间内，在制热时经过气体焓值升高的设备后送入空间内。
另一种高效的气体全热回收和能量转换方法空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时，将热湿气体送入空间外，制热时，将干冷气体送入空间外；空间外气体也通过一个间接蒸发冷却器，制冷时，将干冷气体送入空间内，冬季制热时，将热湿气体送入空间内。
另一种高效的气体全热回收和能量转换方法空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外的另一个间接蒸发冷却器的湿通道，空间外的气体送入间接蒸发冷却器的干通道，与热湿气体进行间接蒸发冷却后，形成干冷气体送入空间内；制热时，空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，将热湿气体送入空间内，干冷气体送入空间外的一个全热或显热回收器，空间外的更干冷的气体送入全热或显热回收器，与干冷气体进行全热或显热交换后送入空间内。
本发明利用简易的装置在相同新风输入量的条件下，可以向室内输入更多的制冷量，提高了全热回收的效率，可使全热回收的效率高于100％，成本和运行费用较低。
图1是本发明实施例1制冷原理示意图；图2是本发明实施例2制冷及制热原理示意图；图3是本发明实施例3制冷原理示意图；图4是本发明实施例3制热原理示意图；
图5是本发明在房间制冷及制热应用实例原理示意图。
具体实施例方式
该方法在将空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股饱加湿饱和，焓值升高。制冷时，将干冷气体送入空间内，热湿气体排至空间外，空间内气体的补充有三种情形空间外气体依靠空间内外压差渗透入空间内；或者将空间外气体同样通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，将低焓值的气体送入空间内；也可利用空间内排出的热湿气体对空间外的气体进行间接蒸发冷却，被冷却的气体送入空间内。
制热时，将热湿气体送入空间内，干冷气体排至空间外，空间内气体的补充有三种情形空间外气体依靠空间内外压差渗透入空间内；或者将空间外气体同样通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，将高焓值的气体送入空间内；也可利用空间内排出的高焓值的气体对空间外的更低焓值的气体进行加热，被加热的气体送入空间内。
对于前述两种情形，需进行全热回收的二种或二种以上的气体均不需要任何通过传热壁，固体或液体媒介进行直接或间接的热交换即可完成热回收。对于第二种和第三种情形，其全热回收效率可大于100％。
实施例1空间内一股气体通过间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外，空间外气体渗透入空间内；制热时将干冷气体送入空间外，热湿气体送入空间内，空间外气体渗透入空间内，或者空间外的气体制冷时经过使气体焓值降低的设备后送入空间内，在制热时经过气体焓值升高的设备后送入空间内。
如图1所示，空间A内的一股气体a1通过一个间接蒸发冷却器C得到a2和a3两股气体，从理论上说，气体a2可等湿降温到气体a1的露点温度，气体a3饱和加湿，其可达到的最高温度为气体a1的干球温度，由能量守恒原理，该装置没有对气体做功，气体总的焓值不变，a1到a2的过程为焓增的过程，a1到a3的过程为焓减的过程，a2和a3所能达到的状态与气体a2和a3气量比相关。将气体a2送入空间A内，气体a3排向空间B，空间B的气体渗透入空间A，维持空间A内气量平衡。
实施例2空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时，将热湿气体送入空间外，制热时，将干冷气体送入空间外；空间外气体也通过一个间接蒸发冷却器，制冷时，将干冷气体送入空间内，冬季制热时，将热湿气体送入空间内。
如图2所示，空间A内的一股气体b1通过一个间接蒸发冷却器C得到b2和b3两股气体，将干冷气体b2送入空间A内，热湿气体b3排向空间B，空间B的一股气体c1通过一个间接蒸发冷却器D得到c2和c3两股气体，夏季制冷时，将干冷气体c2送入空间A内，冬季制热时，间接蒸发冷却器用热水，将干冷空气b2排出室外，将热湿气体c3送入空间A内。
实施例3空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股为等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外的另一个间接蒸发冷却器的湿通道，空间外的气体送入间接蒸发冷却器的干通道，与热湿气体进行间接蒸发冷却后，形成干冷气体送入空间内；制热时，空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，将热湿气体送入空间内，干冷气体送入空间外的一个全热或显热回收器，空间外的更干冷的气体送入全热或显热回收器，与干冷气体进行全热或显热交换后送入空间内。
如图3所示，制冷状态时，空间A内的气体d1通过间接蒸发冷却器C，得到一股低于气体d1露点温度、接近其露点温度的气体d2，另一股气体d3则达到饱和状态，其温度低于气体d1的干球温度。将气体d2送入空间A内，气体d3送入间接蒸发冷却器D的湿通道(内喷水)，将空间B内的一股气体e1送入间接蒸发冷却器C的干通道。由于d3的温度低于e1的温度，因此气体e1等湿降温度到e2，若d3和e1为逆流换热，则e2所能达到的最低温度为气体d3的温度，d3则加湿升高温度到d4。根据能量平衡原理，气体e1和e2的焓差与气体d3和d4的焓差相等。若调节d2和d3的气量比使得气体d3的温度高于气体e1的露点温度，气体e1和气体d3的气量相同，则气体d4的焓值将高于气体e1的焓值。如此，通过这样的过程，使得在相同新风e1输入量的条件下，所获得的焓差比通常的全热回收方法多，全热回收效率可以超过100％。
如图4所示，制热状态时，空间A内的气体f1通过间接蒸发冷却器C(用热水)，得到f2和f3两股气体，将热湿气体f3送入空间A内，干冷气体f2送入全热回收或显热回收器E，空间B内的另一股气体g1送入全热回收或显热回收器E，气体g1与f2进行全热或显热交换后，加湿升温(若只显热交换则只升高温度)至气体g2送入空间A，f2与g1进行全热或显热交换后，至气体f4排入空间B。从焓湿图上可以看出，通过这样的过程，使得全热回收效率得到提高。
如图5所示，制冷状态下，将室内的空气通过间接蒸发冷却器1，得到两股气体，将干冷气体送入室内，热湿气体送入间接蒸发冷却器2的湿通道，室外新风送入间接蒸发冷却器2的干通道，等湿冷却后送入室内。制热状态下，将室内的空气通过间接蒸发冷却器1，得到两股气体，将热湿气体送入室内，干冷气体送入全热回收器或显热回收器，室外新风送入全热回收器或显热回收器，进行全热或者显热交换后送入室内。
权利要求
1.一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于空间内一股气体通过间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外，空间外气体渗透入空间内；制热时将干冷气体送入空间外，热湿气体送入空间内，空间外气体渗透入空间内，或者空间外的气体制冷时经过使气体焓值降低的设备后送入空间内，在制热时经过使气体焓值升高的设备后送入空间内。
2.根据权利要求1所述的一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于所述的间接蒸发冷却器是将一股气体的一部分冷却至接近该气体的露点温度，将一股气体的另一部分的湿球温度升至接近该气体的干球温度。
3.一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时，将热湿气体送入空间外，制热时，将干冷气体送入空间外；空间外气体也通过一个间接蒸发冷却器，制冷时，将干冷气体送入空间内，冬季制热时，将热湿气体送入空间内。
4.根据权利要求3所述的一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于所述的间接蒸发冷却器是将一股气体的一部分冷却至接近该气体的露点温度，将一股气体的另一部分的湿球温度升至接近该气体的干球温度。
5.一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外的另一个间接蒸发冷却器的湿通道，空间外的气体送入间接蒸发冷却器的干通道，与热湿气体进行间接蒸发冷却后，形成干冷气体送入空间内；制热时，空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，将热湿气体送入空间内，干冷气体送入空间外的一个全热或显热回收器，空间外的更干冷的气体送入全热或显热回收器，与干冷气体进行全热或显热交换后送入空间内。
6.根据权利要求5所述的一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于夏季制冷时，室内空气通过第一个间接蒸发冷却器，将干冷气体送入室内，热湿空气送入第二个间接蒸发冷却器的湿通道进行热交换后排至室外；室外的气体送入间接蒸发冷却器的干通道，与热湿气体进行间接蒸发冷却后，形成干冷空气送入室内。冬季制热时，室内空气通过一个间接蒸发冷却器，将热湿空气送入室内，干冷空气送入一个全热或显热回收器的一侧，室外的更干冷的空气送入全热或显热回收器的另一侧，与干冷空气进行全热或显热交换后送入室内，干冷空气排至室外。
7.根据权利要求5所述的一种高效的气体全热回收和能量转换方法，其特征在于所述的间接蒸发冷却器是将一股气体的一部分冷却至接近该气体的露点温度，将一股气体的另一部分的湿球温度升至接近该气体的干球温度。
全文摘要
本发明公开了一种高效的气体全热回收和能量转换方法。空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，分成两股气体，一股等湿冷却，焓值降低，一股加湿饱和，焓值升高，制冷时将干冷气体送入空间内，热湿气体送入空间外的另一个间接蒸发冷却器的湿通道，空间外的气体送入间接蒸发冷却器的干通道，与热湿气体进行间接蒸发冷却后，形成干冷气体送入空间内；制热时，空间内气体通过一个间接蒸发冷却器，将热湿气体送入空间内，干冷气体送入空间外的一个全热或显热回收器，空间外的更干冷的气体送入全热或显热回收器，与干冷气体进行全热或显热交换后送入空间内。本发明利用简易的装置在相同新风输入量的条件下，向空间内输入更多的制冷量，可使全热回收的效率高于100％，成本和运行费用较低。
文档编号F24F12/00GK1563818SQ20041001762
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者袁一军, 叶立英 申请人:袁一军