一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組的製作方法

2023-07-09 10:26:51

專利名稱：一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及空氣處理裝置領域，具體而言，涉及一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組。
背景技術：
現有傳統空調系統採用冷凝除溼的方式處理空氣，採用制冷機製取7/12°C低溫冷凍水，將空氣溫度降低點露點溫度以下，實現對空氣的冷凝除溼。這種空調處理方式存在如下問題:制冷機組蒸發溫度低，製冷效率低下；冷凝除溼後空氣溫度太低，有時需再熱才能達到送風溫度要求，造成冷熱抵消、能源浪費；表冷器盤管存在凝結水，易滋生細菌。溶液調溼方式採用具有調溼性質的鹽溶液作為工作介質，與新風直接接觸進行熱質交換，實現對空氣的溼度調節過程。溶液調溼過程消除了傳統空調系統的冷凝水表面，杜絕了細菌滋生；可與高溫冷水機組配合使用，提高冷機的蒸發溫度從而提高製冷效率，降低冷機能耗。溶液調溼方式由於在節約能源和提高室內空氣品質等方面的優勢，得到了廣泛的關注並在越來越多的建築中應用。專利CN1862121A (公開號)公開了一種利用溶液為輔助工質的溫、溼度獨立控制型空調系統。該專利中蒸發器和冷凝器內置於除溼裝置和再生裝置內，溶液噴淋在蒸發器和冷凝器表面，與空氣進行熱質交換，其換熱形式為逆流換熱；該專利設置了兩個溶液貯液器，貯液器之間設置調節閥和混液閥以調節貯液器之間的溶液流量。從熱力學角度看，採用逆流噴淋的除溼裝置，沿氣流方向空氣溫度、溼度逐漸降低，與其接觸的溶液也應沿氣流方向溫度逐漸降低、濃度逐漸增加，才能儘可能的減少不可逆損失，達到最大的熱溼交換效率；再生裝置反之亦然。因此，外界提供的冷源和熱源，也應處於溶液循環系統中溫度的最低點和最高點，而非內置於除溼裝置和再生裝置內。此外，該專利的兩個溶液貯液器之間設置了眾多閥門，系統較為複雜且難以調節，貯液器之間的溶液互相流動還造成了混合損失。因此，該專利技術的流程的熱力完善度並不是最優。

發明內容
本發明旨在提供一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，以解決現有技術中的溶液調溼新風機組存在的熱溼交換效率較低，結構複雜，熱力完善度不是最優的問題。為了實現上述目的，本發明提供了一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，包括:內部設置有新風通道的第一氣液接觸交換模塊；內部設置有再生空氣通道的第二氣液接觸交換模塊；第一氣液接觸交換模塊底部的溶液出口通過第一管道連通第二氣液接觸交換模塊頂部的噴淋裝置；第二氣液接觸交換模塊底部的溶液出口通過第二管道連通第一氣液接觸交換模塊頂部的噴淋裝置；壓縮機；冷凝器；膨脹閥；蒸發器；熱泵循環管路依次連接壓縮機的第一端，冷凝器、膨脹閥、蒸發器、壓縮機的第二端構成循環；其中，第一管道通過冷凝器進行熱交換，第二管道通過蒸發器進行熱交換。進一步地，第一管道中設置有溶液循環泵。
進一步地，第二管道中設置有溶液循環泵。進一步地，還包括，膨脹閥，設置在熱泵循環管路中。進一步地，膨脹閥兩端分別與蒸發器和冷凝器連接。進一步地，第二氣液接觸交換模塊底部設有補水閥，補水閥連通外界的補水管和第二氣液接觸交換模塊內的溶液腔。進一步地，第一氣液接觸全熱交換模塊為多個氣液接觸全熱交換模塊組成的模塊組。進一步地，第二氣液接觸全熱交換模塊為多個氣液接觸全熱交換模塊組成的模塊組。應用本發明的技術方案，新風機組溶液與空氣採用逆流換熱的形式，利用熱泵的蒸發器對再生模塊出口底部輸出的濃溶液進行冷卻，利用熱泵的冷凝器對除溼模塊底部出口輸出的稀溶液進行加熱，有效利用了除溼模塊和再生模塊之間的熱回收能量，並從處理流程上減少了不可逆損失，使系統效率達到最優。


構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1示出了本發明的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組的結構示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。本發明的目的在於提供一種結構簡單、高效的熱泵驅動逆流式溶液調溼新風機組，機組中溶液與空氣熱質交換採用逆流的形式，熱泵的蒸發器與冷凝器分布設置於溶液循環系統中溫度的最低點和最高點，以儘量減少熱質交換過程中的不可逆損失；該機組溶液輸送管路結構簡單，減少了除溼溶液與再生溶液間的混合損失，提高了機組的整體效率。參見圖1所示，圖中示出了本發明的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組夏季運行的示意圖。本發明的新風機組的主要部件包括:氣液接觸全熱交換模塊1、壓縮機2、蒸發器3、冷凝器4、溶液循環泵5、膨脹閥6、補水閥7。氣液接觸全熱交換模塊I中，空氣直接與噴淋出的溶液接觸，新風經過第一氣液接觸全熱交換模塊A，與溫度較低的濃溶液進行熱質交換，降溫除溼後送入室內。再生空氣經過第二氣液接觸全熱交換模塊B，與溫度較高的稀溶液進行熱質交換，加熱加溼後排到室夕卜。夏季時，第一氣液接觸全熱交換模塊A作為除溼模塊，第二氣液接觸全熱交換模塊B作為再生模塊，二者均採用逆流換熱形式。模塊A下方出口的稀溶液，流出模塊A後通過第一管道與冷凝器4中從壓縮機2流出的高溫製冷工質換熱，溶液被加熱後由第一管道中的溶液循環泵5送至模塊B頂部噴淋再生，再生後的濃溶液從模塊B下方出口流出模塊B後，與蒸發器3中從膨脹閥6流出的低溫製冷工質換熱，溶液被冷卻後由第二管道及設置在第二管道中的溶液循環泵5送至模塊A頂部噴淋除溼，吸收空氣中的水分後溶液濃度變稀，再送到再生模塊B中濃縮，如此循環。同時，製冷劑工質在熱泵的管路中在壓縮機2、蒸發器3和冷凝器4之間循環。膨脹閥6兩端分別與蒸發器3和冷凝器4連接。溶液再生模塊B底部設有補水閥7，連通外界的補水管和溶液再生模塊B底部的溶液腔。補水閥7用於控制模塊B中的溶液濃度。新風機組一方面利用熱泵的蒸發器對除溼濃溶液進行冷卻，以增強溶液除溼能力並吸收除溼過程中釋放的潛熱；另一方面利用熱泵的冷凝器對再生稀溶液進行加熱，溶液即被濃縮再生。新風機組冬季運行的原理與夏季類似，不同之處在於通過設置於熱泵系統中的四通閥切換使製冷劑流向相反，冷凝器4作為蒸發器，冷卻模塊B中的溶液對再生空氣除溼冷卻，蒸發器3作為冷凝器，加熱模塊A中的溶液對新風進行加熱加溼，經過加熱加溼後的溫暖溼潤的新風送到室內。在過渡季節，新風機組可不開啟製冷劑循環系統，僅運行A、B模塊，通過溶液在兩個模塊之間與空氣的全熱交換，實現全熱回收工況運行，即可實現向室內供給新風。在本實施例中，第一氣液接觸全熱交換模塊A和第二氣液接觸全熱交換模塊B均為一個氣液接觸全熱交換裝置，優選地，二者均也可以是多組氣液接觸全熱交換裝置組成的模塊組。本發明提出的這種使用熱泵驅動的，逆流式的溶液調溼新風機組。該新風機組溶液與空氣採用逆流換熱的形式，同時利用熱泵的蒸發器對再生模塊出口的濃溶液進行冷卻，利用熱泵的冷凝器對除溼模塊出口的稀溶液進行加熱，有效利用了除溼模塊和再生模塊之間的熱回收能量，並從處理流程上優化減少了不可逆損失，使系統效率達到最優。本發明通過調節製冷系統蒸發器的冷量，可以調節除溼溶液的溫度，同時通過適當的補水控制除溼溶液的濃度，實現對新風除溼和降溫。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，包括: 內部設置有新風通道的第一氣液接觸交換模塊(A)； 內部設置有再生空氣通道的第二氣液接觸交換模塊(B)； 所述第一氣液接觸交換模塊(A)底部的溶液出口通過第一管道連通所述第二氣液接觸交換模塊(B)頂部的噴淋裝置；所述第二氣液接觸交換模塊(B)底部的溶液出口通過第二管道連通所述第一氣液接觸交換模塊(A)頂部的噴淋裝置； 壓縮機(2);冷凝器(4);膨脹閥(6);蒸發器(3)； 熱泵循環管路依次連接壓縮機(2)的第一端，所述冷凝器(4)、所述膨脹閥(6)、所述蒸發器(3)、所述壓縮機(2)的第二端構成循環； 其中，所述第一管道通過所述冷凝器(4)進行熱交換，所述第二管道通過所述蒸發器(3)進行熱交換。
2.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述第一管道中設置有溶液循環泵。
3.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述第二管道中設置有溶液循環泵。
4.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述膨脹閥(6)兩端分別與所述蒸發器(3)和所述冷凝器(4)連接。
5.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述第二氣液接觸交換模塊(B)底部設有補水閥(7)，所述補水閥(7)連通外界的補水管和所述第二氣液接觸交換模塊(B)內的溶液腔。
6.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述第一氣液接觸全熱交換模塊(A)為多個氣液接觸全熱交換模塊組成的模塊組。
7.根據權利要求1所述的熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，其特徵在於，所述第二氣液接觸全熱交換模塊(B)為多個氣液接觸全熱交換模塊組成的模塊組。
全文摘要
本發明提供了一種熱泵驅動的逆流式溶液調溼新風機組，包括第一氣液接觸交換模塊；第二氣液接觸交換模塊；第一氣液接觸交換模塊的溶液出口通過第一管道連通第二氣液接觸交換模塊的噴淋裝置；第二氣液接觸交換模塊的溶液出口通過第二管道連通第一氣液接觸交換模塊的噴淋裝置；熱泵循環管路依次連接壓縮機的第一端，冷凝器、膨脹閥、蒸發器、壓縮機的第二端構成循環；其中，第一管道通過冷凝器進行熱交換，第二管道通過蒸發器進行熱交換。本發明利用蒸發器對再生模塊出口輸出的濃溶液進行冷卻，利用冷凝器對除溼模塊出口輸出的稀溶液進行加熱，有效利用了除溼模塊和再生模塊之間的熱回收能量，使系統效率達到最優。
文檔編號F24F13/30GK103104957SQ20131006821
公開日2013年5月15日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者張婷, 謝曉雲, 從琳, 李海翔, 陳曉陽, 江億 申請人:北京華創瑞風空調科技有限公司, 清華大學