一種新風除溼方法及系統的製作方法

2023-07-14 03:31:51

專利名稱：一種新風除溼方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱交換技術領域，尤其涉及一種新風除溼方法及系統。
背景技術：
常用的除溼方法及其系統大致可以分為三類，即冷凝除溼、液體除溼和固體除溼， 冷凝除溼是最為廣泛應用的一種方式，固體除溼則主要應用於對除溼要求較高的特種工業和科研場合。液體除溼由於其具有能耗較低，除溼能力較冷凝除溼強等優點，近年來得到廣泛重視並得到推廣應用。新風除溼在建築和工業領域應用廣泛，現有的冷凝除溼和液體除溼均還存在種種不足，冷凝除溼的最大缺點是除溼能力差，需要再熱；而液體除溼的主要缺點是需要再生熱源；當液體除溼與熱泵系統進行複合時，導致熱泵的冷凝溫度高，影響可靠性並增大能耗。將冷凝除溼和液體除溼相結合，尤其是在新風處理方面是一個兼顧二者優點的選擇，即利用冷凝除溼對新風進行預除溼，再利用液體除溼對預除溼的新風進行進一步除溼。儘管目前已出現過一些將二者進行結合的例子，但如何充分利用二者的優點，克服其各自的缺點，仍值得進行探索。這包括如何降低溶液再生所需要溫度的同時增大除溼能力，如何利用冷凝水降低熱泵的冷凝溫度的同時不影響溶液的再生效果，如何通過溶液濃度的調節來有效控制溼度等。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種新風除溼方法及系統。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種新風除溼方法，該方法為室外新風先經過冷凝除溼過程，然後再經過溶液除溼過程，冷凝除溼所需的冷量由第一熱泵提供，溶液除溼所需的冷量由第二熱泵提供，第二熱泵的冷凝熱用來加熱濃溶液，濃溶液再與空氣接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液接觸後的空氣與再與稀溶液接觸，稀溶液中的水分在空氣中蒸發，稀溶液被冷卻，冷的稀溶液再用來作為熱泵的冷源，冷凝除溼過程產生的冷凝水通過管路被送至與稀溶液混合，以補充中蒸發的水分，當濃溶液濃度過高時，可通過管路補充部分冷凝水以調節溶液濃度，也可通過與稀溶液的交換來實現。進一步地，與濃溶液和與稀溶液接觸的空氣為兩股空氣，兩股空氣可以不同，也可以相同。進一步地，室外新風經過冷凝除溼過程後，先經過冷凝除溼過程，然後再經過溶液除溼過程。進一步地，所述冷凝除溼過程所需冷量由第二熱泵或第三熱泵提供。一種新風除溼系統，它包括第一熱泵、第二熱泵、除溼芯、氟/氣翅片管換熱器、再生芯、冷卻芯、第一風機、第二風機、除溼溶液泵、再生溶液泵、溶液冷卻泵、除溼溶液槽、再生溶液槽、冷卻溶液槽、溶液連通管、冷凝水管、除溼溶管路、再生溶液管、冷卻溶液管。其中，第一熱泵主要由第一壓縮機、第一膨脹裝置、第一氟/液換熱器和氟/氣翅片管換熱器組成，第一壓縮機、第一氟/液換熱器的氟通道、第一膨脹裝置和氟/氣翅片管換熱器的氟通道組成一閉合環路，第二熱泵主要由第二壓縮機，第二膨脹裝置、第二氟/液換熱器和第三氟/液換熱器組成，第二壓縮機、第二氟/液換熱器的氟通道、第二膨脹裝置和第三氟/ 液換熱器的氟通道組成一閉合環路。第一風機、除溼芯、氟/氣翅片管換熱器依次布置，除溼溶液槽位於除溼芯下方，冷凝水槽位於氟/氣翅片管換熱器下方，除溼溶液槽依次通過第三氟/液換熱器的液通道和除溼溶液泵與除溼芯相連，再生芯、冷卻芯和第二風機依次布置或第二風機位於再生芯和冷卻芯之間，再生溶液槽位於再生芯下方，冷卻溶液槽位於冷卻芯下方，再生溶液槽依次通過再生溶液泵和第二氟/液換熱器的液通道與再生芯相連，冷卻溶液槽依次通過第一氟/液換熱器的液通道和溶液冷卻泵與冷卻芯相連，除溼溶液槽與再生溶液槽通過溶液連通管相連，冷凝水槽與冷卻液槽通過冷凝水管將相連。進一步地，還包括第二氟/氣翅片管換熱器，第二氟/氣翅片管換熱器與第三氟/ 液換熱器並聯設置，並置於氟/氣翅片管換熱器與除溼芯之間，與氟/氣翅片管換熱器共用冷凝水槽。進一步地，還包括第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機、第四氟/液換熱器、第三膨脹裝置和第三氟/氣翅片管換熱器組成，第三壓縮機、第四氟/液換熱器的氟通道、第三膨脹裝置和第三氟/氣翅片管換熱器的氟通道組成一閉合環路，第三氟/氣翅片管換熱器位於氟/氣翅片管換熱器與除溼器之間，並與氟/氣翅片管換熱器共用冷凝水槽，第四氟 /液換熱器與第二氟/液換熱器相併聯。進一步地，在除溼溶液槽與再生溶液槽之間設置液/液換熱器。本發明的有益效果是，本發明將冷凝除溼與溶液除溼有機結合，充分利用二種除溼方法的優點，同時又儘量避免其缺點，因而具有能耗少、效率高、除溼能力強、溼度精確控制、系統簡單、維護操作方便、經濟性好等特點。


圖1為本發明的新風除溼方法第一原理圖； 圖2為本發明的新風除溼方法第二原理圖3為對應圖1的空氣處理焓溼圖； 圖4為與圖1對應的常規冷凝除溼的空氣處理焓溼圖； 圖5為與圖1對應的常規溶液除溼的空氣處理焓溼圖； 圖6為對應圖2的空氣處理焓溼圖； 圖7為與圖2對應的常規冷凝除溼的空氣處理焓溼圖； 圖8為與圖2對應的常規溶液除溼的空氣處理焓溼圖； 圖9為本發明的新風除溼方法第三原理圖； 圖10為本發明的新風除溼方法第四原理圖； 圖11為本發明實施例1的新風除溼系統圖； 圖12為本發明實施例2的新風除溼系統圖； 圖13為本發明實施例3的新風除溼系統圖； 圖14為本發明實施例4的新風除溼系統5圖15為本發明實施例5的新風除溼系統圖。
具體實施例方式下面根據附圖和實施例詳細描述本發明，本發明的目的和效果將變得更加明顯。如圖1所示，室外新風1先經過冷凝除溼過程110，然後再經過溶液除溼過程120， 冷凝除溼所需的冷量由第一熱泵150提供，溶液220除溼所需的冷量由第二熱泵160提供， 第二熱泵160的冷凝熱用來加熱濃溶液230，濃溶液230再與空氣4接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液230接觸後的空氣與再與稀溶液240接觸，稀溶液MO中的水分在空氣中蒸發，稀溶液240被冷卻，冷的稀溶液240再用來作為室外新風1的冷源，冷凝除溼過程110 產生的冷凝水210通過管路260被送至與稀溶液240混合，以補充中蒸發的水分，當濃溶液 230濃度過高時，可通過管路250補充部分冷凝水210以調節溶液濃度，也可通過與稀溶液 240的交換來實現。圖1中的溶液除溼、溶液再生及溶液冷卻過程可以通過氣液直接接觸、氣液間接接觸等多種方式實現，間接式液體除溼芯體原理見專利「200610049187. X，一種氣液傳質方法」，其傳質傳熱通過氣體通道與液體通道中的膜來實現。冷凝除溼過程可通過管翅片表冷器或噴水室等多種方式實現。圖1中的第一熱泵150和第二熱泵160可以為壓縮式熱泵或其它形式的熱泵，如吸收式熱泵等。圖2與圖1不同之處在於，與濃溶液230和與稀溶液240接觸的空氣為兩股空氣， 即空氣4和空氣6，兩股空氣可以不同，也可以相同。圖3為對應圖1過程的空氣處理焓溼圖，並假設空氣1與空氣4的狀態相同，均為室外新風，空氣1經過冷凝除溼過程Iio後變為2，然後再經過溶液除溼過程120變為3，空氣4經過溶液再生過程130後變為5，然後再經過溶液冷卻過程140變為6，
當然空氣4與空氣1的狀態可以不同，如空氣1可以採用室內排風。圖4假定圖1中的冷凝除溼過程110、120均為冷凝除溼過程，過程130，140為常規熱泵的風冷過程，與圖3進行對比。圖5假定圖1中的過程110、120均為溶液除溼過程，過程130，140為溶液再生過程，與圖3進行對比。比較圖3、圖4和圖5可以發現，冷凝除溼要求熱泵具有比本發明過程較低的蒸發溫度和較高的冷凝溫度，而溶液除溼要求熱泵具有比本發明過程較高的冷凝溫度。從圖3可以看出，本發明只要求第二熱泵160具有較高的溫度就能實現溶液的再生，同時採用補充冷凝水儘量降低第一熱泵150的冷凝溫度。事實上，在有水源的情況下，可以同時向稀溶液MO中補充冷凝水和外界水，圖3 中6點的溫度可進一步降低。圖6為對應圖2的空氣處理焓溼圖，並假設空氣1與空氣4的狀態相同，均為室外新風，空氣1經過冷凝除溼過程Iio後變為2，然後再經過溶液除溼過程120變為3，空氣4 經過溶液再生過程130後變為5，空氣6經過溶液冷卻過程140變為7。圖6與對應圖1的空氣處理焓溼3相比，溶液再生過程130排出的空氣5比圖3中空氣5的溫度低，溶液冷卻過程140排出的空氣6比圖3中空氣6的溫度低，這意味著圖2中的第一熱泵150比圖1中的第一熱泵150有較低的冷凝溫度。圖7假定圖6中的過程110、120均為冷凝除溼過程，過程130，140為常規熱泵的風冷過程，與圖3進行對比。圖8假定圖1中的過程110、120均為溶液除溼過程，過程130，140為溶液再生過程，與圖3進行對比。比較圖6、圖7和圖8可以發現，冷凝除溼要求熱泵具有比本發明過程較低的蒸發溫度和較高的冷凝溫度，而溶液除溼要求熱泵具有比本發明過程較高的冷凝溫度。圖9在圖1的基礎上增加了冷凝除溼過程180，冷凝除溼過程180所需冷量由第二熱泵160提供。圖1與圖9相比，在第二熱泵160功率不變的前提下，提供給溶液除溼的製冷量變小，也就意味著所需的溶液再生量變小，但第二熱泵160總的冷量基本不變，冷凝熱量也基本不變，因而可以得到更高濃度的溶液，從而使得新風最終的相對溼度低。圖10與圖1相比，同樣是在過程110與120之間增加了冷凝除溼過程180，這一點與圖9相同，與圖9不同的是，冷凝除溼過程180所需的冷量是由新增的第三熱泵170提供， 新增第三熱泵170產生的冷凝熱與第二熱泵160產生的冷凝熱一樣，均用來加熱溶液230， 使溶液濃縮再生。圖10與圖9相比，系統複雜程度增加，但是具有更高的靈活調節性，如通過開啟不同的熱泵，實現不同的除溼效果，適用不同的新風條件。實施例1
圖11是依據本發明方法建立的一種新風除溼系統。該系統包括第一熱泵、第二熱泵、除溼芯46、氟/氣翅片管換熱器33、再生芯47、冷卻芯36、第一風機7、第二風機8、除溼溶液泵48、再生溶液泵49、溶液冷卻泵37、除溼溶液槽11、再生溶液槽13、冷卻溶液槽15、溶液連通管19、冷凝水管18、除溼溶管路12、再生溶液管14、冷卻溶液管16。其中，第一熱泵由第一壓縮機31、第一膨脹裝置34、第一氟/液換熱器32和氟/氣翅片管換熱器33組成，第一壓縮機31、第一氟/液換熱器32的氟通道、第一膨脹裝置34和氟/氣翅片管換熱器33的氟通道組成一閉合環路，第二熱泵由第二壓縮機41，第二膨脹裝置44、第二氟/液換熱器42、第三氟/液換熱器43和製冷劑管道及附件 45組成，第二壓縮機41、第二氟/液換熱器42的氟通道、第二膨脹裝置44和第三氟/液換熱器43的氟通道組成一閉合環路。第一風機7、除溼芯46、氟/氣翅片管換熱器33依次布置，除溼溶液槽11位於除溼芯46下方，冷凝水槽17位於氟/氣翅片管換熱器33下方，除溼溶液槽11依次通過第三氟/液換熱器43的液通道和除溼溶液泵48與除溼芯46相連， 再生芯47、冷卻芯36和第二風機8依次布置，再生溶液槽13位於再生芯47下方，冷卻溶液槽15位於冷卻芯36下方，再生溶液槽13依次通過再生溶液泵49和第二氟/液換熱器42 的液通道與再生芯47相連，冷卻溶液槽15依次通過第一氟/液換熱器32的液通道和溶液冷卻泵37與冷卻芯36相連，除溼溶液槽11與再生溶液槽13通過溶液連通管19相連，冷凝水槽17與冷卻液槽15通過冷凝水管18將相連。新風1在第一風機7驅動下依次經過氟/氣翅片管換熱器33和除溼芯46，再生空氣4在第二風機8驅動下依次經過再生芯47，冷卻芯36，除溼液在除溼溶液泵48驅動下經過氟/液換熱器43，通過管路12進入除溼芯46，再進入除溼溶液槽11，再生液在再生溶液泵49驅動下經過氟/液換熱器42進入再生芯47，再進入再生溶液槽13，冷卻液在溶液冷卻
7泵37驅動下通過第一氟/液換熱器32進入冷卻芯36，再進入冷卻液槽15，溶液連通管19 將除溼溶液槽11與再生溶液槽13相連，冷凝水管18將冷凝水槽17與冷卻液槽15相連。實施例2
圖12是依據本發明方法建立的另一種新風除溼系統。與實施例1的區別在於，第二風機8位於再生芯47和冷卻芯36之間，再生空氣4 在風機8驅動下經過再生芯47，冷卻空氣6在風機8驅動下經過冷卻芯36。實施例3
圖13是依據本發明方法建立的另一種新風除溼系統。圖13與圖11不同之處在於，第三氟/液換熱器43並聯設置第二氟/氣翅片管換熱器73，並置於氟/氣翅片管換熱器33與除溼芯46之間，與氟/氣翅片管換熱器33共用冷凝水槽17。實施例4
圖14是依據本發明方法建立的另一種新風除溼系統。圖14與圖11不同之處在於，增設第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機51、第四氟/液換熱器52、第三膨脹裝置M和第三氟/氣翅片管換熱器53組成，第三壓縮機51、第四氟/液換熱器52的氟通道、第三膨脹裝置M和第三氟/氣翅片管換熱器53的氟通道組成一閉合環路，第三氟/氣翅片管換熱器53位於氟/氣翅片管換熱器33與除溼器46之間， 並與氟/氣翅片管換熱器33共用冷凝水槽17，第四氟/液換熱器52與第二氟/液換熱器 42相併聯。實施例5
圖15是依據本發明方法建立的另一種新風除溼系統。圖15與圖11不同之處在於，在除溼溶液槽11與再生溶液槽13之間設置液/液換熱器20，並設置管路19和69，使的除溼溶液槽11與再生溶液槽13的溶液雙向流動通過液/液換熱器20實現換熱。上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種新風除溼方法，其特徵在於，該方法為室外新風(1)先經過冷凝除溼過程 (110)，然後再經過溶液除溼過程(120)，冷凝除溼所需的冷量由第一熱泵(150)提供，溶液 (220)除溼所需的冷量由第二熱泵(160)提供，第二熱泵(160)的冷凝熱用來加熱濃溶液 (230)，濃溶液(230)再與空氣(4)接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液(230)接觸後的空氣與再與稀溶液(240)接觸，稀溶液(240)中的水分在空氣中蒸發，稀溶液(240)被冷卻，冷的稀溶液(240)再用來作為熱泵(1)的冷源，冷凝除溼過程(110)產生的冷凝水(210)通過管路 U60)被送至與稀溶液(240)混合，以補充中蒸發的水分，當濃溶液(230)濃度過高時，可通過管路(250)補充部分冷凝水(210)以調節溶液濃度，也可通過與稀溶液(240)的交換來實現。
2.根據權利要求1所述新風除溼方法，其特徵在於，與濃溶液(230)和與稀溶液(240) 接觸的空氣為兩股空氣，兩股空氣可以不同，也可以相同。
3.根據權利要求1所述新風除溼方法，其特徵在於，室外新風(1)經過冷凝除溼過程 (110)後，先經過冷凝除溼過程(180)，然後再經過溶液除溼過程(120)。
4.根據權利要求3所述新風除溼方法，其特徵在於，所述冷凝除溼過程(180)所需冷量由第二熱泵(160)或第三熱泵(170)提供。
5.一種新風除溼系統，其特徵在於，它包括第一熱泵、第二熱泵、除溼芯(46)、氟/氣翅片管換熱器(33)、再生芯(47)、冷卻芯(36)、第一風機(7)、第二風機(8)、除溼溶液泵 (48)、再生溶液泵(49)、溶液冷卻泵(37)、除溼溶液槽(11)、再生溶液槽(13)、冷卻溶液槽(15)、溶液連通管(19)、冷凝水管(18)、除溼溶管路(12)、再生溶液管(14)和冷卻溶液管(16)等；其中，第一熱泵主要由第一壓縮機(31)、第一膨脹裝置(34)、第一氟/液換熱器 (32)和氟/氣翅片管換熱器(33)等組成，第一壓縮機(31)、第一氟/液換熱器(32)的氟通道、第一膨脹裝置(34)和氟/氣翅片管換熱器(33)的氟通道組成一閉合環路，第二熱泵主要由第二壓縮機(41)，第二膨脹裝置(44)、第二氟/液換熱器(42)和第三氟/液換熱器 (43)組成，第二壓縮機(41)、第二氟/液換熱器(42)的氟通道、第二膨脹裝置(44)和第三氟/液換熱器(43)的氟通道組成一閉合環路；第一風機(7)、除溼芯(46)、氟/氣翅片管換熱器(33)依次布置，除溼溶液槽(11)位於除溼芯(46)下方，冷凝水槽(17)位於氟/氣翅片管換熱器(33 )下方，除溼溶液槽(11)依次通過第三氟/液換熱器(43 )的液通道和除溼溶液泵(48 )與除溼芯(46 )相連，再生芯(47 )、冷卻芯(36 )和第二風機(8 )依次布置或第二風機(8)位於再生芯(47)和冷卻芯(36)之間，再生溶液槽(13)位於再生芯(47)下方，冷卻溶液槽(15)位於冷卻芯(36)下方，再生溶液槽(13)依次通過再生溶液泵(49)和第二氟/ 液換熱器(42)的液通道與再生芯(47)相連，冷卻溶液槽(15)依次通過第一氟/液換熱器 (32)的液通道和溶液冷卻泵(37)與冷卻芯(36)相連，除溼溶液槽(11)與再生溶液槽(13) 通過溶液連通管(19)相連，冷凝水槽(17)與冷卻液槽(15)通過冷凝水管(18)將相連。
6.根據權利要求5所述新風除溼系統，其特徵在於，還包括第二氟/氣翅片管換熱器 (73)，第二氟/氣翅片管換熱器(73)與第三氟/液換熱器(43)並聯設置，並置於氟/氣翅片管換熱器(33)與除溼芯(46)之間，與氟/氣翅片管換熱器(33)共用冷凝水槽(17)。
7.根據權利要求5所述新風除溼系統，其特徵在於，還包括第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機(51)、第四氟/液換熱器(52)、第三膨脹裝置(54)和第三氟/氣翅片管換熱器 (53)組成，第三壓縮機(51)、第四氟/液換熱器(52)的氟通道、第三膨脹裝置(54)和第三氟/氣翅片管換熱器(53)的氟通道組成一閉合環路，第三氟/氣翅片管換熱器(53)位於氟/氣翅片管換熱器(33)與除溼器(46)之間，並與氟/氣翅片管換熱器(33)共用冷凝水槽(17)，第四氟/液換熱器(52)與第二氟/液換熱器(42)相併聯。
8.根據權利要求5所述新風除溼系統，其特徵在於，在除溼溶液槽(11)與再生溶液槽 (13)之間設置液/液換熱器(20)。
全文摘要
本發明公開了一種新風除溼方法及系統，室外新風先經過冷凝除溼過程，然後再經過溶液除溼過程，冷凝除溼所需的冷量由第一熱泵提供，溶液除溼所需的冷量由第二熱泵提供，第二熱泵的冷凝熱用來加熱濃溶液，濃溶液再與空氣接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液接觸後的空氣與再與稀溶液接觸，稀溶液中的水分在空氣中蒸發，稀溶液被冷卻，冷的稀溶液再用來作為熱泵的冷源；本發明將冷凝除溼與溶液除溼有機結合，充分利用二種除溼方法的優點，同時又儘量避免其缺點，因而具有能耗少、效率高、除溼能力強、溼度精確控制、系統簡單、維護操作方便、經濟性好等特點。
文檔編號F24F3/14GK102179143SQ20111012406
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月15日 優先權日2011年5月15日
發明者葉立英, 安軍, 朱進 申請人:杭州興環科技開發有限公司