一种利用大气空气相对湿度不饱和而加湿的空调方法与流程

本发明属于空调技术领域，具体地涉及一种利用大气空气相对湿度不饱和而加湿的空调方法。

背景技术：

现有的制冷设备存在着一些缺点，如冷气机，虽然冷却效果好，但是其是利用冷媒进行空气冷却及除湿，压缩冷媒所需要的能量压容功十分巨大，机器与电费成本高；如湿式冷风机，其是利用风扇鼓风并喷水，使水雾蒸发或在人体表面蒸发，虽然成本较低，但是很快室内相对湿度就过高，使得人感觉很不舒服，只能吸入新的大气空气，使得制冷效果有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用大气空气湿度一般不相对饱和而加湿的空调方法用以解决上述的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用大气空气相对湿度不饱和而加湿的空调方法，包括对大气空气加湿使得水的温度下降，再利用温度下降的水使另一空气的温度下降而得到较冷的空气以兹利用。

进一步的，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法为：利用喷嘴的喉部造成空气速度提高而降压，致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

进一步的，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法为：利用翼型的拱凸处减压而造成压力下降，使得水更容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

进一步的，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法为：利用抽真空降压而造成压力下降，使得水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

进一步的，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法为：利用纤毛使得水滴表面的波兹曼-爱因斯坦能量分布曲线往右偏，致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

进一步的，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法为：利用喷嘴的喉部造成空气速度提高而降压、利用翼型的拱凸处减压而造成压力下降、利用抽真空降压而造成压力下降和利用纤毛使得水滴表面的波兹曼-爱因斯坦能量分布曲线往右偏的任意组合，致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

进一步的，再利用温度下降的水使另一空气的温度下降而得到较冷的空气以兹利用具体为：利用温度下降的水使得与其接触的另一空气的能量进入水，致使另一空气的温度下降而得到较冷的空气以兹利用。

更进一步的，还包括将较冷的空气引入一空腔，致使空腔的活塞因外界压力而运动，从而得出功e。

更进一步的，还包括利用所得的功e压缩一空气(通常为较小量的空气)，所被压缩的空气生热，此产生的热被利用而暖房；再将被压缩的空气(为气相或液相)在散热后，突然释压，使得该空气体积增大，致使压容功占去该空气的焓而内能下降而降温，使得该空气的水汽凝结或凝固，使得较易除去而得到相对较干冷的空气被利用，将其混合其它空气而获得温度与湿度受控制的冷气。

进一步的，将较冷的空气引入一空腔，致使空腔的活塞因外界压力而运动，从而得出功e，具体为：将较冷的空气导入一涡轮结构，致使具有温度与压力差的空气转动复数扇叶而产生功e。

进一步的，将较冷的空气引入一空腔，致使空腔的活塞因外界压力而运动，从而得出功e，具体为：将较冷的空气导入一具有复合活塞的气缸，使得气缸进气与扫排气，从而产生功e。

进一步的，还可以在大气空气被本发明利用之前采用气相除湿机对其进行除湿，用以解决大气空气太潮湿时的问题。

本发明的有益技术效果：

本发明具有降温且控制相对湿度、制暖、净化空气(除霾)等功能，降温效果好，降温后的空气相对湿度增加不会很多(或完全受控)，舒适性好，且能耗很少(没有巨大的压容功，只有相对少量空气需压容功)，成本低(没有现行冷暖气机的冷媒压缩机与热交换器的制作成本；本发明需用到的器材无相对较精密的及其；涡轮机的扇叶也只是低速扇叶，其基本上为塑料射出，谈不上精密，故廉价)。

附图说明

图1为本发明具体实施例的空调原理示意图；

图2为本发明具体实施例的波兹曼-爱因斯坦能量分布曲线图；

图3为本发明具体实施例的较冷空气做功示意图；

图4为本发明具体实施例的复合活塞做功示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例一：

如图1所示，一种利用大气空气相对湿度不饱和(rh<100％)而对大气空气加湿的空调方法，包括对大气空气加湿使得水的温度下降，再利用温度下降的水使另一空气的温度下降而得到较冷的空气(绝对湿度与相对湿度增加不多)以兹利用。

本具体实施例中，对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法是：利用喷嘴的喉部，使通过喷嘴喉部的大气空气速度提高，由于伯努利原理，喷嘴喉部内的气压将下降，由于压力下降致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温得到较冷的水。

本具体实施例中，再利用温度下降的水使另一空气的温度下降而得到较冷的空气以兹利用具体为：利用温度下降的水使得与其接触的另一空气的能量进入水，致使另一空气的温度下降而得到较冷的空气以兹利用，如用于室内降温或冷库制冷等。可以将温度下降的水形成水帘或水雾，然后将另一空气通过水帘或水雾进行接触而将能量传递给水而降温得到较冷的空气，该较冷的空气的相对湿度只有少量增加，且被净化(如除霾)。

当然，该较冷的空气的相对湿度要低时，还可以进行气相除湿以控制其相对湿度rh，气相除湿可以采用将较冷空气进行减速与加速，或施放可促进雾滴的小粒子，由表面自由能的可降低为诱因，促使气相的水分子较易形成较多且较大的水分子集合，相对地空气分子并不会集合，因为其它空气分子(氧与氮等)是高度过热，而水的气相分子只是低度过热等级，称为汽(steam或vapor)，从而将较湿的空气与较干空气分离出来。

当然，当大气空气的相对湿度较高时，也可以在大气空气被本发明使用之前(也即进入本发明的系统之前)先采用气相除湿机对其进行除湿，用以解决大气空气太潮湿时的问题。

进一步的，本实施例中，还包括将较冷的空气引入一空腔，使得空腔的空气的温度下降，压强也相应下降，从而小于外界压强，致使空腔的活塞因外界压力而运动，从而得出功e，如图3所示。再利用所得的功e压缩一较小量空气(图中未绘出，即比上述空腔的空气的体积小几倍或几十倍)，所被压缩的空气生热，此产生的热被利用，如用于暖房，将被压缩的空气在散热后，突然释压，使得该空气体积增大，致使压容功占去该空气的焓而内能下降而降温，使得该空气的水汽凝结或凝固，使得较易除去而得到相对较干冷的空气被利用，如用于室内降温或冷库制冷等。或将相对较干冷的空气混合其它空气而获得温度与湿度受控制的冷气再进行利用。

具体的，得出功e的具体方法可以是将较冷的空气导入一涡轮结构(其作用是：1.缩小整体机械的体积；2.适应更大范围的空气量)，致使具有温度与压力差的空气转动复数扇叶而产生功e；也可以是将较冷的空气导入一具有复合活塞的气缸，使得气缸进气与扫排气，从而产生功，如图4所示。

上述的复合活塞气缸可以为复合涡轮风扇，进行相类似的功能，从而产生功e，如将较热的空气和上述较冷的空气引入涡轮中，冲击复合涡轮风扇旋转而产生功e。在这里的功隐含的意思是“动能”。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法是利用抽真空降压而造成压力下降，由于压力下降使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温得到较冷的水

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法是利用纤毛使得依附纤毛上的水滴的表面波兹曼-爱因斯坦能量分布曲线往右偏，如图2所示，致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温得到较冷的水。具体的，纤毛使水滴内部的分子被翻至水滴表面进而接触空气，“翻至表面”其中的超过临界内能的分子才能因接触空气分子而蒸发，也就是使水滴表面有较高的临界能量(内能)。与空气接触的表面会冷却，需将内部分子再外翻补充之，

实施例四：

本实施例与实施例一的区别在于：对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法是利用空气流过翼型的拱凸处减压(伯努利原理)而造成压力下降，使的水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温。

实施例五：

本实施例与实施例一的区别在于：对大气空气加湿使得水的温度下降的具体方法是利用实施例一、二、三和四的任意组合，致使水容易蒸发而使蒸发的水吸收剩下的水与空气的能量而使剩下的水降温得到较冷的水。

例如将表面具有纤毛的翼型的出水装置在喷嘴的喉部内旋转，使大气空气从喷嘴的入口进来，通过喉部(可以采用风扇驱动大气空气通过喉部)后从喷嘴的出口飘出，在大气空气通过喉部时，使用喉部、纤毛与翼形，似造成龙卷风，压力甚低，使得水的蒸发很强烈(蒸发热为540卡/克)，使得本发明甚至可以不用风扇与泵浦，因为蒸发足够强烈，因此，本发明后段用于做功的较冷的空气除了低温低压以外，基本上不耗能或少耗能，因此所得的功e只需供压缩“少量”气体，使得此“少量”气体更小量，则剩下的功e可以供作其它用途使用，例如推动汽车、火车或飞机。使得功e压缩“少量”空气，可以得到水或使水的冷却部(对应于本发明前段的对大气空气加湿使得水的温度下降)冷却较多(较冷或蒸发较多水)，使得空气中的水冷凝，如此蒸发水等于冷凝水，但是从焓降与空气增速，再经降速的过程，使得喷嘴的出口排出来的大气空气的相对湿度rh或绝对水量小于入口进入的大气空气的相对湿度rh或绝对水量，因此会得到凝结的水量多于蒸发的水量。即等于从大气取水，主要供作农业使用，即沙漠或草原绿化。当能量为正的净输出即“绿能”或“绿电”化。

通常“水”需被消耗才能取功，但是在取水的目的上，可用一份水取更多水(超过一份)，即从大气取水，这是由于水的蒸发潜热是540卡/克，而cp(等压比热)才1卡/克。风扇需能，虽然提高了风速，但是总焓上升，而如果“蒸发”，风速(动能)从原焓与蒸发后的较低焓值(对空气而言)的差供应了风速的动能，而不是由外源添加才得到风速的动能。

特别是在晚上大气温度较低时，利用本实施例的方法可以获得比白天气温较高时更冷的水，该更冷的水可以采用绝热水箱进行储存待利用。大气空气通过喉部时，先是造成剧烈的涡流(龙卷风)，再造成“下雨”，而在大气空气排出喷嘴的出口时，其相对湿度rh或绝对水量比入口进入的小，如上所述。同一股气流并不是均质流。采用气相除湿机多层次回馈使用以排出较干(rh或绝对水量较小)的空气，使得湿空气被“榨”出水。

本发明作为空调采用时，采用各种技巧使得空气被增湿，使水的热给大气空气得到较冷的水，再将另一大气空气的能给较冷的水得到较冷的空气。进一步，使得较冷的空气被利用于“压缩较小量空气”，使得不必使用风扇(外界的能)，因为空气的焓降(因为水吸焓)，使得大气空气冲入上述的焓降的空气(利用涡轮机与扇叶)而产生动能，如果净能量输出便是绿能或绿电。再进一步，如果要得水，其情况比较复杂，基本上所增加出来的水是来自于大气空气，即喷嘴的出口排出的大气空气的rh或绝对水量小于喷嘴的入口进入的大气空气的rh或绝对水量。

当然，也可以使用上述的“绿能”或“绿电”去推动一冷冻机，使另一大气空气中的水份凝结来取水，然而，“绿能”或“绿电”不全是需消耗水。

本发明具有明显降低或升高空气温度、净化空气(除霾)等功能，降温效果好，降温后的空气相对湿度增加不会很多(或在“涡轮”或“空气除湿机”的使用下，使得相对湿度可控)，舒适性好，且能耗很少，成本低。此外，还具有制暖功能。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。