一种降膜型景观全年自平衡调湿系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于室内空气调湿和空气净化的降膜型景观全年自平衡调湿系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 据统计，随着现代人们生活和工作方式的改变，人们平常有80%的时间处于室内。 生活水平的提高，对生活质量的要求也越来越高。制冷空调系统的出现给人们带来了舒适 的室内空间环境，辉煌靓丽的室内装潢也给人们带来了视觉上美的享受。但近年来全球能 源危机的逐步加剧和建筑空调能耗的逐步增加，节能降耗成为空调系统设计的关键。为了 降低空调系统的能耗，人们提高了建筑物的气密性和热绝缘性，同时降低了室内最小新风 量标准。在一些气候潮湿地区湿度较大，较突出的是江南地区梅雨季节时，室内空气湿度显 著增大。建筑物内不宜的空气环境对人们工作效率有较大影响，较高的湿度既不利于人的 身体健康，同时还会对室内大多数物资如大部分粮食及食品，一些化学药剂，大部分机械仪 器等的储藏产生严重影响。
[0003] 在现代生产、生活和工作环境中，空气湿度是关系到人们舒适条件、生产条件、物 资保存条件的重要因素。目前的空调系统比较普遍的采用冷凝除湿方式（又称冷冻除湿 方式）对空气进行处理，这种除湿方式可以说是温度调节的附加功能，人们更着眼于温度 调节，而湿度的调节在舒适性空调系统中往往被忽略。同时冷凝除湿还存在着能量浪费、温 度、湿度不能同时达到要求等问题。因此，溶液吸收除湿、固体吸附除湿、膜除湿、加压冷却 除湿等专门除湿的方法相继出现，而溶液除湿因具有前述优势而被国内外学者所重视。本 发明有机的将传统的景观喷泉装置与溶液除湿技术结合起来，充分将溶液除湿技术节能、 环保、无潮湿表面等优势充分体现出来，不论是对制冷空调的发展，还是对于室内空气品质 的改善、建筑装饰的点缀、建筑能耗的控制都具有重要意义，能更好的符合国家关于"节能 减排"的方针政策。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种具有观赏功能的可全年自平衡调湿的降膜型景观系统及方 法，既可以美化室内环境，净化空气，也可以节省能源，能够广泛应用于商场、餐厅、酒店、办 公楼、会所、别墅、住宅等室内大厅等场所。
[0005] 为达到上述发明目的，本发明技术方案如下：
[0006] 本发明包括两个部分，一部分包括一种降膜型景观全年自平衡调湿系统，另一部 分包括一种降膜型景观全年自平衡调湿系统的调湿方法
[0007] -种降膜型景观全年自平衡调湿系统，包括下部储液器、潜水栗、输溶液管、景观 装置和上部储液器，下部储液器中盛有除湿剂溶液，潜水栗设置在下部储液器底部；下部储 液器和上部储液器之间通过输溶液管贯通相连，输溶液管上设有阀门；景观装置布置在下 部储液器和上部储液器之间。
[0008] 优选情况下，所述除湿剂溶液选择氯化锂或氯化钙。
[0009] 优选情况下，所述除湿剂溶液如氯化锂或其他类似功能的溶液还具有消毒杀菌的 作用，故该装置还具有净化空气、消毒杀菌的作用。
[0010] 优选情况下，所述景观装置是用经过特殊加工处理过的耐腐蚀的树脂材料制成 的。
[0011] 本发明的另一个方面包括一种降膜型景观全年自平衡调湿系统的调湿方法，所述 方法包括以下步骤：
[0012] (1)除湿剂溶液在潜水栗的作用下，由下部储液器经输溶液管流动到上部储液 器；
[0013] (2)当上部储液器溶液盛满时，除湿剂溶液从顶部贴景观装置外表面自然降膜流 下，除湿剂溶液在景观装置外表面与环境空气相接触，空气中的水蒸气分压力与吸湿溶液 表面蒸汽压之间的压差是水分子传递的驱动力，水分子在除湿剂溶液和空气之间被传递；
[0014] (3)在一个封闭的空间内，当环境空气中的水蒸气分压力大于吸湿溶液表面蒸汽 压时，水分从空气向溶液中转移，空气被除湿；当环境空气中的水蒸气分压力小于吸湿溶液 表面蒸汽压时，被吸收的水分从溶液向空气中转移，空气被加湿度，如此不断的重复，从而 始终使室内空气相对湿度保持在一个相对舒适的范围。
[0015] 优选情况下，该系统装置除湿量的计算公式如下
[0016]
[0017]
[0018] 式中：R-装置的水力半径（m);
[0019] DAC-水分子在空气中的扩散系数（m2/S);
[0020] L-液膜宽度（m);
[0021] T-表示绝对温度（K);
[0022] 巾一室内空气相对湿度；
[0023] PAS-气相平衡浓度所对应的水蒸气分压（Pa);
[0024] PA"-空气主相中水蒸气分压（Pa);
[0025] V_-装置表面溶液流速（m/s);
[0026] h-装置的高度（m)。
[0027] 优选情况下，所述装置的水力半径R，是指溶液表面与空气相接触的景观外表面以 及上部储液器上表面，将上表面折合于外表面中，采用水力学中水力直径的描述方法，并将 弯曲的外表面考虑成规则的圆柱体，此圆柱体半径计为水力半径R。
[0028] 该除湿系统与空气相接触的溶液表面有树脂罐外表面以及上部储液器上表面。为 方便计算，将上表面折合于外表面中，并采用水力学中水力直径的描述方法，并将弯曲的外 表面考虑成规则的圆柱体，其物理模型简化过程如图2。此规则圆柱体的特征尺寸为水力半 径R。具有水力半径R大小的圆柱体侧表面积，与溶液和空气相接触而传质的实际面积相 等，故水力半径的计算如下：
[0029]
[0030] 式中：R-装置的水力半径（m);
[0031] Si-装置的上表面面积（m2);
[0032] s2-装置的侧表面面积（m2);
[0033] H-装置的高度（m)。
[0034] 优选情况下，该系统全年总的除湿量W，W = N1+N2+…+Nn
[0035] N1、N2、N3. . . Nn表示的是除湿季节，本系统每小时的除湿量，可根据选用的除湿剂 的种类而选择相对应的公式来计算，n代表除湿季总共有n个小时。
[0036] 优选情况下，该系统全年正常运行的除湿剂的总量G，G彡gl+g2+g3
[0037] 其中：gl-最初配制储液器内饱和溶液所需除湿剂的量（kg);
[0038] g2-配制系统装置外表面厚度为S的液膜所需除湿剂的量（kg);
[0039] g3-为将系统全年总的除湿量W配制成饱和溶液所需要的除湿剂的量（kg)。
[0040] 综上所述，一种降膜型景观全年自平衡调湿系统及方法，该装置利用溶液调湿机 理，通过设置于下部储液器底部的小型潜水栗，将除湿剂溶液由下部储液器经输溶液管提 升到上部储液器，当上部储液器溶液盛满时，溶液从顶部贴景观装置外表面自然降膜流下， 具有调湿能力的溶液在树脂罐外表面与湿空气相接触，夏季吸收空气中水蒸气，水分进入 溶液，以达到除湿的作用；冬季将夏季吸收的水分释放到空气中，以达到加湿的作用，且在 该过程中实现了溶液的"再生"。在下部储液器中放置足够的除湿剂，从而保证系统全年正 常运行，整个景观装置形成全年自平衡调湿系统。该装置本身是一个小型喷泉装置，其既可 以降低空调潜热负荷，从而节省能源，又可以美化室内环境，净化空气，给人们提供一个健 康、舒适的生活工作环境。
[0041] 本发明结构简单，易于安装，调湿效果好，可改善室内空气品质，满足人们对健康 性、舒适性以及安全性生活环境的需求。
【附图说明】
[0042] 图1为一种降膜型景观全年自平衡调湿系统结构原理图
[0043] 1为下部储液器
[0044] 2为潜水栗
[0045] 3为除湿剂溶液
[0046] 4为阀门
[0047] 5为输溶液管
[0048] 6为景观装置
[0049]7为上部储液器
[0050] 图2为装置与空气相接触的景观外表面以及上部储液器上表面简化为一个圆柱 体的物理模型简化过程图
【具体实施方式】