[发明专利]降温装置用优化焓差方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用水蒸发降温原理来降低温度的装置的控制方法，尤其是一种在给某个区域降温的时候 ，判断是否可以利用低焓的湿空气来降温的方法。具体地说是一种降温装置用优化焓差方法。 

降温装置的名称有（但不限于）水蒸发空调、等焓空调、焓差空调系统等称呼，下文仅以焓差空调系统作为利用水蒸发降温原理来降低温度的装置的阐述对象。 

  

背景技术

随着社会的发展，节约能源已经成为社会共识。为了节约电力资源，很多设备利用水直接蒸发制冷原理来降低空气温度，比如智能新风焓差环保空调系统即焓差空调系统。焓差空调系统的理念是用小能源消耗实现用区域外低焓的湿空气代替区域内高焓的湿空气，从而达到降温目的。由于低焓的湿空气比高焓的湿空气所含的能量低，但是温度不一定低，所以焓差空调系统要用水直接蒸发来让通过的低焓的湿空气发生加湿降温的等焓变换后，再把此低温高湿低焓的湿空气送入特定区域，才能够实现对特定区域降温的目的。 

目前基本所有空调降温原理都是基于蒸发降温，比如普通空调利用氟利昂从液态到气态变化（蒸发）时候吸热的原理给一定区域降温，然后再用压缩机做功把变成气态的氟利昂压成液态，准备下一个制冷循环。从中可以看出，空调消耗电能资源主要就是用在压缩机对氟利昂的做功上，否则氟利昂就不能够再次利用来蒸发降温。 

同样水的蒸发过程也是一个吸热过程，所以很多设备利用水蒸发降温原理来降低空气温度。由于水资源的相对容易获取，对自然也没有污染，所以可以直接排放到空气中，就不需要再回收重复利用。也就是说一直持续给焓差空调系统供应液态的水，然后水蒸发后直接进入环境，不再回收。从中可以看出，焓差空调系统不需要用压缩机把气态的水压缩成液态的水，这就是焓差空调系统能够比带压缩机的空调节能的根本所在。 

所以，只要条件允许，用焓差空调系统代替带压缩机的空调的时间越长，就越节能。只有条件不允许的时候，，才可以开启带压缩机的空调。 

传统焓差方法是比较空调调节区域内和区域外的湿空气的焓值，只有区域外的湿空气的焓值比区域内的湿空气的焓值小（这就是焓差说法的由来），且小到一定程度后，焓差空调系统才启动，通过等焓变换让区域外的湿空气湿度上升、温度下降，用来替换室内高温的湿空气，从而达到降低区域内温度的目的。 

当区域外的湿空气比区域内的湿空气的焓值还要高的时候，即使焓差空调系统等焓变换效率100%，区域外的湿空气通过焓差空调系统后，相对湿度上升到100%，温度还是比区域内的湿空气的温度高。此时，就没有替换价值。 

焓差空调系统在条件满足的时候，确实能够节约大量的能源。经过通信机房实际使用后，发现可以节约能源50%以上。 

但是，经过理论分析和实验后，发现上述焓差理论还是存在一些不足之初，还不能够让焓差空调系统的节能效率得到充分发挥。在某些情况下，上述理论基础上的焓差空调系统将失去节能用途；而事实上此时区域外的湿空气还是有可以利用的价值的。 

如图1所示，如果目标区域需要将温度控制在21℃到25℃之间，相对湿度控制在40%到70%之间(即方框内的范围)，当区域外湿空气温湿度在C点（27℃，45%），区域内湿空气温湿度在A点（26℃，45%）的时候，C点的焓值是52.7kj/kg(由于采用的焓湿图不同可能会导致焓值稍有差异)，A点的焓值是50.2kj/kg。此时，区域外湿空气的焓值大于区域内湿空气的焓值，焓差条件不满足，普通焓差空调系统关闭，启动普通空调降温。 

普通空调降温的时候，假设不是工作在除湿的状态，则区域内湿空气中的绝对含湿量不变，保持在9.45g/kg。那么，通过空调降温后，区域内湿空气状态将会变化到B点（20℃，65%），焓值为44.2kj/kg，焓值变得更低，更加不可能利用区域外C点的湿空气温来替换。 

由于B点已经优于了目标区域需要控制的范围，所以空调此时也会停止制冷。启动普通空调的时候，目标区域（比如通信机房）处于封闭状态，所以区域内湿空气中的绝对含湿量不会变化。随着目标区域温度的上升，区域内湿空气状态将又会变化回到A点。超过了目标区域需要控制的范围，普通空调将再次启动制冷降温。区域内湿空气状态将会在A点和B点之间多次反复，从而焓差空调系统得不到任何利用机会，不能够达到节能效果。