用于建筑物空气调节的方法与流程

本发明涉及一种用于建筑物空气调节的方法，在该方法中，调温介质在包括至少一个热交换器和热泵的循环过程中循环，其中调温介质由具有预定浓度的吸湿性液体形成，并且其中在热交换器中，调温介质与热交换器的周围环境之间既进行热量交换又进行水蒸气的交换。

背景技术：

1、已知多种用于建筑物空气调节的方法和系统，在这些方法和系统中，调温介质、通常是水，在循环过程中循环。调温介质由热源或冷源供应热能，并在热交换器中将热能传递给待调节的室内空气。特别是，例如从de 198 16 185c1还已知一些方法，在这些方法中，房间空气在调温的同时还能除湿。为此，使用吸湿性液体，例如基于盐溶液的液体，作为调温介质，这种液体具有很强的吸附性，可以通过热交换器的相应对水蒸气透过性的壁从室内空气中吸收湿气。

2、自然而然，随着时间的推移，吸湿液体的浓度会因吸收室内空气中的水分而降低，从而被稀释。为了持续保持循环过程及其全部功能，有必要重新浓缩吸湿液体，例如通过蒸发。为此，目前为止必须在循环过程中提供额外的热源，用于从稀释的吸湿性液体中蒸发水成分。这种附加组件结构复杂，且成本高昂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种用于建筑物空气调节的方法，这种方法可以以简单有效的方式和方法连续运行，并克服了现有技术的缺点。

2、为了解决上述问题，根据本发明提出了一种具有权利要求1所述特征的方法。

3、本发明的有利设计方案和进一步扩展是从属权利要求的主题。

4、根据权利要求1，本发明涉及一种用于建筑物空气调节的方法，其中调温介质在包括至少一个热交换器和热泵的循环过程中循环，其中调温介质由具有预定浓度的吸湿性液体形成，并且其中在热交换器中，调温介质和热交换器的周围环境之间既进行热量交换又进行水蒸气的交换。根据本发明的方法的特征在于，该循环过程包括调温回路，热交换器布置在其中，以及与调温回路连接的再生回路，并且具有蒸发器和冷凝器的热泵既用于调节调温回路中调温介质的温度，也用于设置再生回路中调温介质的浓度

5、换句话说，本发明规定，集成在循环过程中的热泵可在两方面使用，即既可用于冷却在调温回路中循环的调温介质，也可用于加热再生回路中稀释的调温介质，以从稀释的调温介质中蒸发水成分。调温回路和与之相连的再生回路是连续循环过程中的子回路。

6、这样，就不需要在循环过程内提供额外的热源，来用于加热和蒸发或汽化稀释的调温介质中的水成分。并且，热泵的废热可以有效地利用起来，而且可以以结构简单的方式用于该目的。

7、根据本发明的一项建议，热泵的蒸发器可作为调温回路的冷源。制冷剂以已知的方式在热泵中循环。在热泵的蒸发器中，制冷剂通过外部提供的能量，例如再生能量源，发生汽化，蒸发器的环境在此过程中冷却下来。引导经过蒸发器的调温介质通过热交换被冷却，因此可用于建筑物的冷却和除湿。因此，根据本发明，在调温回路中布置有至少一个热交换器，通过该热交换器可以将冷量从调温回路释放到环境中，并可以从室内空气中吸收水分。

8、根据本发明设定，热泵的冷凝器可用于加热经稀释的调温介质，方法是在再生回路中将稀释的调温介质引导经过热泵的冷凝器，并通过热交换利用冷凝器的废热加热经稀释的调温介质，从而使水从吸湿性液体中蒸发。

9、在热泵的冷凝器中，热泵中循环的制冷剂通过冷凝从气相再次转化回液相。先前吸收的能量再次释放，从而使冷凝器的周围环境升温。在本发明的再生回路中，经过冷凝器的经稀释的调温介质被冷凝器的废热加热，水成分因此从吸湿性液体中蒸发出来。这使得吸湿性液体的浓度再次上升，从而可以供在调温回路中继续使用。

10、原则上，热泵可以从再生能源中获得能量供应。

11、本发明的一项建议设定，在循环过程中集成潜热存储器，其适用于以潜热和/或潜冷的形式储存由热泵提供的热能，并在以后将其释放到调温回路中。

12、在此，潜热存储器优选包括封装的相变材料。相变材料是指在可逆相变(如从固态到液态)过程中吸收能量，并在稍后时间点通过完成逆相变(从液态到固态)释放所吸收能量的材料。例如，cacl2·6h2o可用作相变材料，当有相应的能量输入时，它可从固相变为液相，反之亦然。已经证明有利的是，将相变材料以小单元和低层厚进行封装，因为这样可以以尽可能高的效率对其进行利用。例如，ep 3 249 335b1中就说明了采用这种封装相变材料的潜热存储器。

13、可以设定，相变材料具有约10-20℃的低相变温度。这样，它就适合储存呈冷量的形式的热能，并在以后释放这种冷量。以这种方式，原则上也就可以独立于热泵的供应之外利用夜间低温，从而储存与这些温度相关的冷量，并在白天再次释放，以冷却房间。原则上，相变材料也可以具有约为20-30℃的较高的相变温度。如果使用封装的相变材料，也可以在潜热储存器中储存相变温度不同的相变材料，例如将含有相变温度约为10-20℃的相变材料的胶囊和含有相变温度约为20-30℃的相变材料的胶囊混合在一起。这样，就可以灵活应对不同的气候条件和相关的冷却或加热要求。

14、根据本发明的另一项建议，调温回路具有至少一个通风装置，在该通风装置中布置有具有可透过水蒸气的壁的、由调温介质流经的热交换器，并且需要调温和/或加湿或除湿的空气通过该通风装置。当无法或不希望通过开窗和/或开门进行室内通风时，通常会使用通风装置。本发明设定，在通风装置中布置有由调温介质流动通过的热交换器，例如采用毛细管毡的形式，其中热交换器的壁被设计为可透过水蒸气的，这样，在调温介质和待调节的空气之间除了热交换外，湿气也可以从空气中吸收到调温介质中。这意味着热量和物质的交换都可以在通风装置中进行。形成调温介质的吸湿性液体会通过从待调节空气中吸收水分而稀释。为了保持连续的循环过程，吸湿性液体随后会按照上述方式在与调温回路相连的再生回路中再次浓缩。

15、热交换器的毛细管可由具有可透过水蒸气、但不透过液体的壁的中空纤维制成。例如，这种中空纤维由聚醚砜、聚砜或聚丙烯腈组成，或由经烧结或挤出的聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯组成。

16、通风装置可以采用不同的设计方式。例如，可以在一个长方体壳体内平行悬挂布置多个由中空纤维材料制成的毛细管毡，这样流经壳体的空气就会与中空纤维多次接触，从而进行良好的热交换和物质交换。

17、替代性地，通风装置也可以设计成具有圆形横截面的管状壳体。为此，可以在外部的管状壳体内再布置一个具有穿孔的壁的圆柱形管，围绕其在外周环绕放置至少一个由中空纤维材料制成的毛细管毡。引导通过内管的待调节空气流穿过管壁上的孔，并与中空纤维接触，从而实现热量和物质的交换。这样处理过的空气流通过毛细管毡和外管壁之间的中间空间排出通风装置。

18、根据另一种替代性方案，通风装置在管状外壳体内可包括具有打孔的壁的锥形内管，围绕其在外周环绕放置至少一个毛细管毡。需要调节的空气流通过锥形管的宽开口引导进入通风装置，并通过管的收窄的形状驱动穿过管壁上的打孔，使得其与中空纤维接触，并能够进行热交换和物质交换。

19、本发明的另一项建议设定，调温回路具有至少一个气候调节装置，其包括设计成嵌入式毛细管毡的热交换器，调温介质流通经过该毛细管毡，其中毛细管的壁被设计成液密的但可透过水蒸气的，使得在调温介质和热交换器的环境之间进行热量交换和水蒸气交换。

20、例如，这种气候调节元件可以设计成用于安装在墙壁和/或天花板上的刚性面板，也可以设计成帘幕形式的柔性幅材。

21、根据本发明方法的另一个实施变体方案，在再生回路中设置储罐，作为再生的调温介质的中间存储器，再生的调温介质可从该储罐回流到调温回路中。例如，这种储罐可以连接到潜热存储器的上游，使得可以根据需要从储罐中为其提供再生的调温介质。

22、根据本发明可以设定，对在循环过程中循环的调温介质的压力进行调节。为此，可将一个或多个用于调温介质的输送泵和/或节流阀集成到循环过程中。

23、根据本发明，优选设定基于氯化锂、溴化锂或氯化钙的盐溶液作为吸湿性液体。