溶液調溼控溫新風空調機組及其控制方法

2023-05-28 15:29:26 1

專利名稱：溶液調溼控溫新風空調機組及其控制方法
技術領域：
本發明涉及空氣調節領域，特別是一種溶液調溼控溫新風空調機組及其控制方法。
背景技術：
我國民用建築空調系統大都採用新迴風混合模式，由於大部分空氣在室內循環， 使得汙染物不能很快的排到室外，危害人類健康。加大新風量(或採用全新風的運行方 式)，可以將室內的有害物質稀釋並排出室外，明顯提高室內空氣品質。但另一方面，新風 量的增加使得新風處理能耗大大增加。另外對空氣的處理方式目前多採用冷凍除溼方式， 這種空調方式存在以下幾個方面的弊端一、需要把空氣降到露點溫度，低於室內送風的要 求，需要再熱，引起再熱損失；二、為了提供較低的冷媒溫度，需要較低的蒸發溫度，使製冷 機的效率也隨之降低；三、難以適應熱溼比的變化。通過冷凝方式對空氣進行冷卻和除溼， 其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的範圍內變化，而建築物實際需要的熱溼比卻在較大的 範圍內變化。 一般是犧牲對溼度的控制，通過僅滿足室內溫度的要求來妥協，造成室內相對 溼度過高或過低的現象；四、因冷凝水的存在，盤管的表面形成了滋生各種黴菌的溫床，惡 化了室內空氣品質，引發多種病態建築綜合症。 以江億教授為代表的清華大學及有關單位，系統開發出溫溼度獨立控制空調系 統，其基本組成為處理顯熱的系統與處理潛熱的系統，兩個系統獨立調節分別控制室內的 溫度與溼度。處理顯熱的系統由於其供水的溫度高於室內空氣的露點溫度，因而不存在結 露的危險。新風處理機組作為處理潛熱的系統，同時承擔去除室內C02、異味，以保證室內空 氣質量的任務。 溫溼度獨立控制空調系統中，需要新風處理機組提供乾燥的室外新風，以滿足排 溼、排C02、排味和提供新鮮空氣的需求。採用轉輪除溼方式，是一種可能的解決途徑，即用 矽膠、分子篩等吸溼材料附著於輕質骨料製作的轉輪表面。但轉輪除溼機熱能利用效率低 的實質是除溼與再生這兩個過程都是等焓過程而非等溫過程，轉輪表面與空氣間的溼度差 和溫度差都很不均勻，造成很大的不可逆損失。再一種除溼方式是空氣直接與具有吸溼的 鹽溶液接觸(如溴化鋰溶液、氯化鋰溶液等)，空氣中的水蒸氣被鹽溶液吸收，從而實現空 氣的除溼，吸溼後的鹽溶液需要濃縮再生才能重新使用。採用溶液吸溼，可以使空氣溶液接 觸表面同時作為換熱表面，在表面的另一側接入冷水或熱水，實現吸收或補充相變熱的目 的，從而實現接近等溫的吸溼和再生過程；還可以採用帶有中間換熱器的溶液空氣熱溼交 換單元。溶液和水之間是交叉流，如果單元內溶液的循環量足夠大，空氣通過這樣一個單元 的溼度變化量又較小時，其不可逆損失可大大減少。 中國專利文獻號CN2811816Y於2006年8月30日公開一種暖通空調用的利用吸 溼溶液為循環工質的熱回收型新風處理機組，所述新風處理機組含有熱回收裝置和可調溫 的單元噴淋模塊；所述熱回收裝置由氣液直接接觸模塊、板式換熱器、溶液自循環泵、機組 循環泵、補水閥組成；所述可調溫的單元噴淋模塊由板式換熱器、氣液直接接觸模塊G、溶液自循環泵組成。該結構對新風輸出的溫度控制不夠準確，難以達到用戶要求。

發明內容
本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、能耗低、新風輸出溫度控制準確的溶
液調溼控溫新風空調機組及其控制方法，以克服現有技術中的不足之處。 按此目的設計的一種溶液調溼控溫新風空調機組，包括溶液再生處理單元和新風
處理單元，其分別設置在排風處理通道和新風處理通道中；新風處理單元的溶液輸出端通
過第二溶液泵、溶液熱交換器、第一水/溶液換熱器與溶液再生處理單元的溶液輸入端連
接；溶液再生處理單元的溶液輸出端通過第一溶液泵、溶液熱交換器、第二水/溶液換熱器
與新風處理單元的溶液輸入端連接；第一水/溶液換熱器、第二水/溶液換熱器分別設置有
進、出水接口 ，並分別通過冷水供水管或熱水供水管與進水接口連通，實現與溶液進行熱交
換，其結構特徵是新風處理通道的出風口處設置有空氣/水換熱器，空氣/水換熱器設置有
進水口和出水口 ，進水口通過電動三通閥與第一水/溶液換熱器的出水接口連接，出水口
同時與電動三通閥的另一端和第一水/溶液換熱器的進水接口連通。 所述排風處理通道和新風處理通道分別設置在機組的上層和下層。 所述溶液再生處理單元包括下方設置有第一溶液池的第一溶液全熱交換器，其溶
液輸出端與第一溶液池連通，溶液輸入端與第一溶液全熱交換器中的噴淋頭連通；新風處
理單元包括下方設置有第二溶液池的第二溶液全熱交換器，其溶液輸出端與第二溶液池連
通，溶液輸入端與第二溶液全熱交換器中的噴淋頭連通。 溶液調溼控溫新風空調機組的控制方法，其特徵是新風流經第二溶液全熱交換 器，與被第二水/溶液換熱器冷卻或加熱的噴淋溶液進行熱質交換，被調溼調溫，然後經過 空氣/水換熱器，使新風溫度進一步被調節，達到設計要求的送風狀態；第二溶液泵將新風 處理單元的溶液送入溶液再生處理單元，溶液在第一水/溶液換熱器中被熱水或冷水加熱 或冷卻後，送入第一溶液全熱交換器與排風進行熱質交換，使溶液被濃縮或稀釋，恢復到初 始狀態。 所述第一水/溶液換熱器的進水接口通入熱水、第二水/溶液換熱器的進水接口 通入冷水時，潮溼、悶熱的室外新風流經第二溶液全熱交換，被經過第二水/溶液換熱器中 的冷水冷卻後的稀溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，被溶液除溼降溫，然後經過空氣/ 水換熱器；電動三通閥調節冷水的流量，使新風溫度被調節，達到設計要求的乾爽、清涼的 空氣被送入空調房間。 所述第一水/溶液換熱器的進水接口通入冷水、第二水/溶液換熱器的進水接口 通入熱水時，乾燥、寒冷的室外新風流經第二溶液全熱交換，被經過第二水-溶液換熱器中 的熱水加熱後的溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，被溶液加溼升溫，然後經過空氣/水 換熱器，電動三通閥調節熱水的流量，使新風溫度被調節，達到設計要求的溼潤、溫暖的空 氣被送入空調房間。 本發明採用液體除溼技術處理空調新風，實現了對空調新風溼度的調節，並利用 空氣/水換熱器，調節新風溫度。通過溶液的噴淋可以除去空氣中夾帶的灰塵和細菌，起到 淨化空氣的作用，改善了室內空氣品質。機組能回收室內排風的能量，減小了新風處理能 耗。其結構簡單合理、能耗低、新風輸出溫度控制準確。


圖1為本發明一實施例一工作原理示意圖。
圖2為本發明另一工作原理示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。 參見圖l，本溶液調溼控溫新風空調機組，包括溶液再生處理單元和新風處理單 元，其分別設置在排風處理通道和新風處理通道中；新風處理單元的溶液輸出端通過第二 溶液泵5、溶液熱交換器7、第一水/溶液換熱器10與溶液再生處理單元的溶液輸入端連 接；溶液再生處理單元的溶液輸出端通過第一溶液泵11、溶液熱交換器7、第二水/溶液換 熱器8與新風處理單元的溶液輸入端連接；第一水/溶液換熱器10、第二水/溶液換熱器8 分別設置有進、出水接口 ，並分別通過冷水供水管或熱水供水管與進水接口連通，實現與溶 液進行熱交換，新風處理通道的出風口處設置有空氣/水換熱器6，空氣/水換熱器設置有 進水口和出水口 ，進水口通過電動三通閥9與第一水/溶液換熱器10的出水接口連接，出 水口同時與電動三通閥的另一端和第一水/溶液換熱器10的進水接口連通。排風處理通 道和新風處理通道分別設置在機組的上層和下層。溶液再生處理單元包括下方設置有第一 溶液池2的第一溶液全熱交換器l，其溶液輸出端與第一溶液池2連通，溶液輸入端與第一 溶液全熱交換器1中的噴淋頭連通；新風處理單元包括下方設置有第二溶液池3的第二溶 液全熱交換器4，其溶液輸出端與第二溶液池3連通，溶液輸入端與第二溶液全熱交換器4 中的噴淋頭連通。 圖中，箭頭a為熱水流動方向，箭頭b為冷水流動方向。
其工作原理是
—、夏季運行 參見圖l，夏季，第一水/溶液換熱器10通入熱水，第二水/溶液換熱器8通入冷 水。含溼量和溫度均高於室內空氣狀態的室外新風流經第二溶液全熱交換4，被經過第二 水/溶液換熱器8中的冷水冷卻後的稀溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，被溶液除溼降 溫，然後經過空氣/水換熱器6，電動三通閥9調節冷水的流量，使新風溫度被調節，達到設 計要求的乾爽、清涼的空氣被送入空調房間。 吸溼後的稀溶液需要經第一水/溶液換熱器10加熱濃縮，而濃溶液需要經第二水 /溶液換熱器8冷卻，以增強其吸溼能力和吸收除溼過程中產生的潛熱。通過溶液熱交換 器7，稀溶液和濃溶液在進入各自的水_溶液換熱器前彼此進行熱量交換，回收熱量，使稀 溶液溫度升高，濃溶液溫度降低。因此，第二溶液池3中吸收了新風水分的稀溶液在第二溶 液泵5的作用下，先經過溶液熱交換器加熱，再進入溶液再生處理單元，在第一水/溶液換 熱器10中被熱水加熱，溶液在第一溶液全熱交換器1上方噴淋，與排風進行熱質交換，溶液 被濃縮再生，排風吸收其熱量和水蒸氣後排出室外；再生後的濃溶液流回第一溶液池2，由 第一溶液泵11送至溶液熱交換器7和第二水/溶液換熱器8冷卻，然後進入第二溶液全熱 交換器4上方噴淋，與新風進行熱質交換，吸收了新風的水分成為稀溶液回到溶液池3，如 此循環。
二、冬季運行 參見圖2，冬季，第一水/溶液換熱器10通入冷水，第二水/溶液換熱器8通入熱 水。乾燥、寒冷的室外新風流經第二溶液全熱交換4，被經過第二水/溶液換熱器8中的熱 水加熱後的溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，新風被溶液加溼升溫，然後經過空氣/水 換熱器6，電動三通閥9調節熱水的流量，使新風溫度被調節，達到設計要求溼潤、溫暖的空 氣被送入空調房間。 濃縮後的濃溶液流入第二溶液池3被第二溶液泵5送入溶液熱交換器7，與其中流 動的稀溶液進行熱量交換，濃溶液溫度降低，稀溶液溫度升高。降溫後的濃溶液通過溶液再 生處理單元，在第一水/溶液換熱器10中被冷水冷卻，使溶液具有較強的吸溼能力，在第一 溶液全熱交換器中噴淋，與排風進行熱質交換，吸收排風的水分和熱量，溶液被稀釋再生。 再生後的稀溶液由第一溶液池2被第一溶液泵11送到溶液熱交換器7回收濃溶液熱量，最 後回到第二水/溶液換熱器8加熱，如此循環。
權利要求
一種溶液調溼控溫新風空調機組，包括溶液再生處理單元和新風處理單元，其分別設置在排風處理通道和新風處理通道中；新風處理單元的溶液輸出端通過第二溶液泵(5)、溶液熱交換器(7)、第一水/溶液換熱器(10)與溶液再生處理單元的溶液輸入端連接；溶液再生處理單元的溶液輸出端通過第一溶液泵(11)、溶液熱交換器、第二水/溶液換熱器(8)與新風處理單元的溶液輸入端連接；第一水/溶液換熱器、第二水/溶液換熱器分別設置有進、出水接口，並分別通過冷水供水管或熱水供水管與進水接口連通，實現與溶液進行熱交換，其特徵是新風處理通道的出風口處設置有空氣/水換熱器(6)，空氣/水換熱器設置有進水口和出水口，進水口通過電動三通閥(9)與第一水/溶液換熱器的出水接口連接，出水口同時與電動三通閥的另一端和第一水/溶液換熱器的進水接口連通。
2. 根據權利要求1所述的溶液調溼控溫新風空調機組，其特徵是所述排風處理通道和 新風處理通道分別設置在機組的上層和下層。
3. 根據權利要求1所述的溶液調溼控溫新風空調機組，其特徵是所述溶液再生處理單 元包括下方設置有第一溶液池(2)的第一溶液全熱交換器(l)，其溶液輸出端與第一溶液 池連通，溶液輸入端與第一溶液全熱交換器中的噴淋頭連通；新風處理單元包括下方設置 有第二溶液池(3)的第二溶液全熱交換器(4)，其溶液輸出端與第二溶液池連通，溶液輸入 端與第二溶液全熱交換器中的噴淋頭連通。
4. 根據權利要求1所述溶液調溼控溫新風空調機組的控制方法，其特徵是新風流經第 二溶液全熱交換器(4)，與被第二水/溶液換熱器(8)冷卻或加熱的噴淋溶液進行熱質交 換，被調溼調溫，然後經過空氣/水換熱器(6)，使新風溫度進一步被調節，達到設計要求的 送風狀態；第二溶液泵(5)將新風處理單元的溶液送入溶液再生處理單元，溶液在第一水/ 溶液換熱器(10)中被熱水或冷水加熱或冷卻後，送入第一溶液全熱交換器(1)與排風進行 熱質交換，使溶液被濃縮或稀釋，恢復到初始狀態。
5. 根據權利要求4所述溶液調溼控溫新風空調機組的控制方法，其特徵是所述第一水 /溶液換熱器(10)的進水接口通入熱水，第二水/溶液換熱器(8)的進水接口通入冷水； 潮溼、悶熱的室外新風流經第二溶液全熱交換(4)，被經過第二水/溶液換熱器中的冷水冷 卻後的稀溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，被溶液除溼降溫，然後經過空氣/水換熱器(6) ;電動三通閥(9)調節冷水的流量，使新風溫度被調節，達到設計要求的乾爽、清涼的空 氣被送入空調房間。
6. 根據權利要求4所述溶液調溼控溫新風空調機組的控制方法，其特徵是所述第一水 /溶液換熱器(10)的進水接口通入冷水，第二水/溶液換熱器(8)的進水接口通入熱水；幹 燥、寒冷的室外新風流經第二溶液全熱交換(4)，被經過第二水-溶液換熱器中的熱水加熱 後的溶液噴淋，新風與溶液進行熱質交換，被溶液加溼升溫，然後經過空氣/水換熱器(6)， 電動三通閥(9)調節熱水的流量，使新風溫度被調節，達到設計要求的溼潤、溫暖的空氣被 送入空調房間。
全文摘要
一種溶液調溼控溫新風空調機組及其控制方法，機組包括溶液再生處理單元和新風處理單元，其分別設在排風、新風處理通道中；新風處理單元溶液輸出端通過第二溶液泵、溶液熱交換器、第一水/溶液換熱器與溶液再生處理單元溶液輸入端連接；溶液再生處理單元溶液輸出端通過第一溶液泵、溶液熱交換器、第二水/溶液換熱器與新風處理單元溶液輸入端連接；第一、二水/溶液換熱器分別設有進、出水接口，並分別通過冷或熱水供水管與進水接口連通，其新風處理通道的出風口處設有空氣/水換熱器，空氣/水換熱器的進、出水口通過電動三通閥與第一水/溶液換熱器的出、進水接口連接。本發明通過電動三通閥控制空氣/水換熱器中冷/熱水流量，來進一步調節新風溫度。
文檔編號F24F11/02GK101701738SQ20091024662
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者丁力行, 劉波, 劉湘輝, 呂智, 鄧玉豔 申請人:佛山市浩特普爾人工環境設備有限公司