帶預冷的溶液調溼空調系統的製作方法

2024-01-23 06:21:15 1

專利名稱：帶預冷的溶液調溼空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溶液式空氣處理裝置，尤其是涉及一種帶預冷的溶液調溼空調系統，屬於調溼空調領域，尤其是溶液式空氣處理裝置領域。
背景技術：
溶液調溼空調系統由於在可利用低品位能源、節約能源消耗、保護環境等眾多方面的優點，近年來得到了較為廣泛的關注。現有的溶液調溼空調系統中，目前技術比較成熟、應用範圍比較廣的是叉流絕熱型溶液調溼空調系統，然而，叉流絕熱型溶液調溼空調系統的除溼效率、全熱回收效率較低，並且機組結構複雜，造價高，體積龐大，不適用於小空間建築和住宅等項目。發明內容
本發明的目的在於提供一種除溼效率、全熱回收效率高，結構緊湊，造價低，體積小，能夠用於小型辦公樓、酒店式公寓、別墅和普通住宅的帶預冷的溶液調溼空調系統。
本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統，包括除溼冷卻裝置和溶液再生單元，除溼冷卻裝置內設有直接蒸發盤管，除溼冷卻裝置的底部具有進風口，除溼冷卻裝置的頂部具有出風口，除溼冷卻裝置的出風口通過管路與熱溼換熱芯體組件的進風口相連，熱溼換熱芯體組件包括一個以上的熱溼換熱芯體，每個熱溼換熱芯體的底部分別具有進風口，每個熱溼換熱芯體的頂部分別具有出風口，一個熱溼換熱芯體的進風口和另一個熱溼換熱芯體的出風口通過風管相互串聯連成一個除溼換熱通道，每個熱溼換熱芯體的下方分別設有除溼溶液槽，每個除溼溶液槽的下部分別與除溼溶液管路的進口相連，每個除溼溶液管路的中部分別串聯有除溼循環溶液泵和蒸髮式板式換熱器的外循環通路，每個除溼溶液管路的出口與安裝在熱溼換熱芯體內上部的噴溶液裝置相連；
所述溶液再生單元包括一個以上的熱溼交換芯體，每個熱溼交換芯體的底部分別具有進風口，每個熱溼交換芯體的頂部分別具有出風口，一個熱溼交換芯體的進風口和另一個熱溼交換芯體的出風口通過風管相互串聯連成一個再生換熱通道，每個熱溼交換芯體的下方分別設有再生溶液槽，每個再生溶液槽的下部分別與再生溶液管的進口相連，每個再生溶液管的中部分別串聯有再生循環溶液泵和冷凝式板式換熱器的外循環通路，每個再生循環溶液泵的出口與安裝在熱溼交換芯體內上部的噴溶液裝置相連；
每個所述蒸髮式板式換熱器內的製冷劑循環通路的出口通過管路與壓縮機的入口相連，壓縮機的出口通過管路與每個所述冷凝式板式換熱器的製冷劑循環通路的入口相連，每個所述冷凝式板式換熱器的製冷劑循環通路的出口通過管路與膨脹閥的入口相連， 膨脹閥的出口通過管路與每個所述蒸髮式板式換熱器的製冷劑循環通路的入口相連；
所述除溼冷卻裝置內的直接蒸發盤管的進液口通過串聯有循環泵的管路與所述膨脹閥的出口端相連，除溼冷卻裝置內的直接蒸發盤管的出液口通過管路與所述壓縮機的入口端相連；
每個所述除溼溶液槽下部的出口分別通過串聯有除溼溶液泵的除溼溶液出口管路與板式換熱器的左換熱通道的進口相連，該板式換熱器的左換熱通道的出口通過管路與一個所述再生溶液槽的進口相連；每個所述再生溶液槽下部的出口分別通過串聯有再生溶液泵的再生溶液出口管路與所述板式換熱器的右換熱通道的進口相連，該板式換熱器的右換熱通道的出口通過管路與一個所述除溼溶液槽的進口相連；每個所述再生溶液槽與補水管的出口相連，補水管上串聯有截門或補水閥。本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統，其中所述熱溼換熱芯體、所述熱溼交換芯體、所述除溼溶液槽、所述再生溶液槽的數量同為2個或3個或4個或5個或6個，所述壓縮機和所述膨脹閥的數量為2個或3個或4個或5個或6個。與現有的溶液除溼機組相比，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統具有以下優
點;1、除溼及熱回收過程能效比更高。由於除溼、再生熱溼交換芯體採用逆流熱溼交換形式形式，而逆流熱溼交換形式一般要比現有的叉流熱溼交換形式熱溼交換效率高出30%以上，因此，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統除溼效率，要比現有的叉流絕熱型溶液調溼空調系統的除溼效率高。此外，本發明中的全熱回收熱溼交換芯體同樣採用逆流熱溼交換形式，故全熱回收效率高於叉流全熱回收。綜合可知，本發明的除溼及熱回收過程更加節能。2、機組運行更加穩定、可靠。由於全熱回收熱溼交換芯體採用逆流熱溼交換形式熱交換效率，要比傳統叉流熱溼交換形式熱溼交換效率高出30 %以上，通過熱溼交換大大降低了新風的能量，故降低了溶液除溼單元的負荷，確保熱泵製冷系統的冷凝壓力控制在可以穩定運行的範圍內。3、機組結構緊湊，機組尺寸小，效率高，適用於小空間建築和住宅等項目。目前現有溶液調溼空調系統風量很大隻適用於大型公建，然而隨著民用住宅、小型公建等能耗的快速上升，故對小風量機組的需求顯得十分迫切。但是現有新風機組具有結構不夠緊湊，效率低等弊端，而本發明克服了這些弊端，具有緊湊的結構，並因利用逆流形式提高了熱溼交換效率，從而使得小型溶液調溼機組具有結構緊湊、機組尺寸小、效率高等優勢，可以廣泛應用於小型辦公樓、酒店公寓、別墅、普通住宅中有新風調溼需求的場合，特別是溫溼度獨立控制空調系統中的新風處理。綜上所述，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統，除具有高運行性能、低能源消耗、高空氣品質等所有特點之外，利用了逆流式氣液直接接觸熱溼交換模塊，提高了熱溼交換效率，還具有結構緊湊、體積小、風量小、性能高和適用於小型辦公樓、酒店式公寓、住宅等項目的特點。總之，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統對提高空調系統運行性能、降低能源消耗、提高空氣品質和帶預冷的溶液調溼空調系統在小型辦公樓、酒店式公寓和住宅項目的應用等，具有重要意義。下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步說明。


圖I是本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統的一種實施方式的工作原理圖2是本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統的另一種實施方式的工作原理圖；圖3是本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統的又一種實施方式的工作原理圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統，包括除溼冷卻裝置I和溶液再生單元，除溼冷卻裝置I內設有直接蒸發盤管，除溼冷卻裝置I的底部具有進風口，除溼冷卻裝置I的頂部分別具有出風口，除溼冷卻裝置I的出風口通過管路與熱溼換熱芯體組件的進風口相連，熱溼換熱芯體組件包括一個熱溼換熱芯體2，熱溼換熱芯體2的底部具有進風口，每個熱溼換熱芯體2的頂部具有出風口，熱溼換熱芯體2的下方設有除溼溶液槽3，每個除溼溶液槽3的下部與除溼溶液管路4的進口相連，除溼溶液管路4的中部串聯有除溼循環溶液泵5和蒸髮式板式換熱器6的外循環通路，除溼溶液管路4的出口與安裝在熱溼換熱芯體2內上部的噴溶液裝置相連；溶液再生單元包括一個熱溼交換芯體7，熱溼交換芯體7的底部具有進風口，熱溼 交換芯體7的頂部分別具有出風口，熱溼交換芯體7的下方設有再生溶液槽8，再生溶液槽8的下部與再生溶液管9的進口相連，再生溶液管9的中部串聯有再生循環溶液泵10和冷凝式板式換熱器11的外循環通路，再生循環溶液泵10的出口與安裝在熱溼交換芯體7內上部的噴溶液裝置相連；蒸髮式板式換熱器6內的製冷劑循環通路的出口通過管路與壓縮機12的入口相連，壓縮機12的出口通過管路與冷凝式板式換熱器11的製冷劑循環通路的入口相連，冷凝式板式換熱器11的製冷劑循環通路的出口通過管路與膨脹閥13的入口相連，膨脹閥13的出口通過管路與蒸髮式板式換熱器6的製冷劑循環通路的入口相連；除溼冷卻裝置I內的直接蒸發盤管的進液口通過串聯有循環泵21的管路與膨脹閥13的出口端相連，除溼冷卻裝置I內的直接蒸發盤管的出液口通過管路與壓縮機12的入口端相連；除溼溶液槽3下部的出口通過串聯有除溼溶液泵14的除溼溶液出口管路15與板式換熱器16的左換熱通道的進口相連，該板式換熱器16的左換熱通道的出口通過管路與再生溶液槽8的進口相連；再生溶液槽8下部的出口通過串聯有再生溶液泵17的再生溶液出口管路20與板式換熱器16的右換熱通道的進口相連，該板式換熱器16的右換熱通道的出口通過管路與除溼溶液槽3的進口相連；再生溶液槽8與補水管18的出口相連，補水管18上串聯有截門或補水閥19。補水管19的作用是向再生溶液槽8補水，以控制溶液的濃度。本實施例的圖中的箭頭方向為夏季運行的狀況，在夏季，蒸髮式板式換熱器6用於冷卻除溼溶液槽3中流出的除溼溶液管路4中的鹽溶液，以增強熱溼換熱芯體2的除溼能力，而冷凝式板式換熱器11則加熱再生溶液槽8中流出的再生溶液管9中的鹽溶液，以增強熱溼交換芯體7的再生能力。本實施方式的機組在運行時空氣和溶液的流程如下新風首先經過溼冷卻裝置I內的直接蒸發盤管，被製冷劑蒸發吸熱除溼步預先除溼降溫，而除溼降溫後的空氣參數，則可以通過調節直接蒸發盤管的蒸發溫度進行控制；經過預先除溼降溫後的新風，由熱溼換熱芯體2的入口進入熱溼換熱芯體2中，在熱溼換熱芯體2中，空氣被濃度高、溫度低的鹽溶液進一步深度除溼和降溫後，由熱溼換熱芯體2的出口流出，從而送入室內；
用於再生的新風由熱溼交換芯體7的入口進入熱溼交換芯體7中，在熱溼交換芯體7中被濃度較低、溫度較高的溶液加熱加溼後，由熱溼交換芯體7的出口流出，並排到室外大氣中；
從除溼溶液槽3中經過除溼溶液管路4流出的濃度較高的鹽溶液經過蒸髮式板式換熱器6冷卻後，從熱溼換熱芯體2的上方流入熱溼換熱芯體2，再從熱溼換熱芯體2中流下，並與流入熱溼換熱芯體2中的空氣進行直接熱溼交換，最後流入除溼溶液槽3 ；
吸收了新風中水分的鹽溶液濃度降低，並流入除溼溶液槽3中，再通過除溼溶液泵14、除溼溶液出口管路15進入熱溼交換芯體7下方的再生溶液槽8中，而從熱溼交換芯體7下方的再生溶液槽8中流出的濃度較低的鹽溶液，經過冷凝式板式換熱器11加熱後， 從熱溼交換芯體7的上方流入熱溼交換芯體7，再從熱溼交換芯體7中流下，並與流入熱溼交換芯體7中的空氣進行直接熱溼交換，最後流入再生溶液槽8 ;再生溶液槽8中的溶液由於水分被再生新風吸收，鹽溶液濃度較高，再生溶液槽8中的溶液通過再生溶液泵17的再生溶液出口管路20進入熱溼換熱芯體2下方的除溼溶液槽3中；溶液如此循環。從熱溼換熱芯體2流入熱溼交換芯體7中的稀溶液與從熱溼交換芯體7流入熱溼換熱芯體2中的濃溶液之間通過板式換熱器16進行熱量回收。
機組冬季運行的原理與夏季類似，不同之處在於要使製冷劑流向與夏季工況相反運行，使得夏季作為冷凝式板式換熱器3，改作為蒸髮式板式換熱器，冷卻熱溼交換芯體7 中的溶液對迴風除溼冷卻，而夏季作為蒸髮式板式換熱器6，改作為冷凝式板式換熱器加熱加溼熱溼換熱芯體2 (夏季是熱溼換熱芯體2)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入室內。
如圖2所示，本發明的帶預冷的溶液調溼空調系統，也可以是包括除溼冷卻裝置I 和溶液再生單元，除溼冷卻裝置I內設有直接蒸發盤管，除溼冷卻裝置I的底部具有進風口，除溼冷卻裝置I的頂部具有出風口，除溼冷卻裝置I的出風口通過管路與熱溼換熱芯體組件的進風口相連，熱溼換熱芯體組件包括2個熱溼換熱芯體2，熱溼換熱芯體2的數量也可以是3個或4個或5個或6個或更多個，每個熱溼換熱芯體2的底部分別具有進風口，每個熱溼換熱芯體2的頂部分別具有出風口，一個熱溼換熱芯體2的進風口和另一個熱溼換熱芯體2的出風口通過風管相互串聯連成一個除溼換熱通道，每個熱溼換熱芯體2的下方分別設有除溼溶液槽3，每個除溼溶液槽3的下部分別與除溼溶液管路4的進口相連，每個除溼溶液管路4的中部分別串聯有除溼循環溶液泵5和蒸髮式板式換熱器6的外循環通路，每個除溼溶液管路4的出口與安裝在熱溼換熱芯體2內上部的噴溶液裝置相連；
溶液再生單元包括2個熱溼交換芯體7,熱溼交換芯體7的數量也可以是3個或4 個或5個或6個或更多個,每個熱溼交換芯體7的底部分別具有進風口，每個熱溼交換芯體 7的頂部分別具有出風口，一個熱溼交換芯體7的進風口和另一個熱溼交換芯體7的出風口通過風管相互串聯連成一個再生換熱通道，每個熱溼交換芯體7的下方分別設有再生溶液槽8，每個再生溶液槽8的下部分別與再生溶液管9的進口相連，每個再生溶液管9的中部分別串聯有再生循環溶液泵10和冷凝式板式換熱器11的外循環通路，每個再生循環溶液泵10的出口與安裝在熱溼交換芯體7內上部的噴溶液裝置相連；每個蒸髮式板式換熱器6內的製冷劑循環通路的出口通過管路與壓縮機12的入口相連，壓縮機12的出口通過管路與每個冷凝式板式換熱器11的製冷劑循環通路的入口相連，每個冷凝式板式換熱·器11的製冷劑循環通路的出口通過管路與膨脹閥13的入口相連，膨脹閥13的出口通過管路與每個冷凝式板式換熱器11的製冷劑循環通路的入口相連；除溼冷卻裝置I內的直接蒸發盤管的進液口通過串聯有循環泵21的管路與膨脹閥13的出口端相連，除溼冷卻裝置I內的直接蒸發盤管的出液口通過管路與壓縮機12的入口端相連；每個除溼溶液槽3下部的出口分別通過串聯有除溼溶液泵14的除溼溶液出口管路15與板式換熱器16的左換熱通道的進口相連，該板式換熱器16的左換熱通道的出口通過管路與一個再生溶液槽8的進口相連；每個再生溶液槽8下部的出口分別通過串聯有再生溶液泵17的再生溶液出口管路20與所述板式換熱器16的右換熱通道的進口相連，該板式換熱器16的右換熱通道的出口通過管路與一個所述除溼溶液槽3的進口相連；每個再生溶液槽8與補水管18的出口相連，補水管18上串聯有截門或補水閥19。上述實施例中壓縮機12和膨脹閥13的數量為2個，壓縮機12和膨脹閥13的數量也可以為3個或4個或5個或6個。本實施方式與圖I所示的實施方式區別在於，本實施方式是串聯了多個熱溼換熱芯體2、和多個熱溼交換芯體7，本實施方式的工作原理則與圖I所示的實施方式的工作原理基本相同，其區別只不過是讓需要處理的氣流穿過了多個熱溼換熱芯體2、多個熱溼交換芯體7。圖3所示的帶預冷的溶液調溼空調系統與圖2所示的帶預冷的溶液調溼空調系統基本相同，不同之處在於圖3所示的帶預冷的溶液調溼空調系統中的每一組蒸髮式板式換熱器6和冷凝式板式換熱器11都對應一個壓縮機12和一個膨脹閥13，即每除溼的除溼和再生單元熱溼交換芯體使用獨立的製冷系統。實際設備採用哪一種模式，取決於具體的空氣除溼、冷卻量和製冷系統的容量。通過調節製冷系統各個蒸髮式板式換熱器的冷量，可以調節各級除溼溶液的溫度，同時通過適當的補水控制各級除溼溶液的濃度，實現對新風的逐步除溼和降溫，以降低過程的不可逆損失，提高機組處理新風的能效比(OP)。本發明僅以上述三種最為常見的實施方式進行說明，在本發明的啟示下得到的其他形式的機組，凡是根據本發明的基本原理對個別部件進行的變換或者改進，均在其保護範圍之內。
權利要求
1.帶預冷的溶液調溼空調系統，其特徵在於包括除溼冷卻裝置(I)和溶液再生單元， 除溼冷卻裝置(I)內設有直接蒸發盤管，除溼冷卻裝置(I)的底部具有進風口，除溼冷卻裝置(I)的頂部具有出風口，除溼冷卻裝置(I)的出風口通過管路與熱溼換熱芯體組件的進風口相連，熱溼換熱芯體組件包括一個以上的熱溼換熱芯體(2)，每個熱溼換熱芯體(2)的底部分別具有進風口，每個熱溼換熱芯體(2)的頂部分別具有出風口，一個熱溼換熱芯體 (2)的進風口和另一個熱溼換熱芯體(2)的出風口通過風管相互串聯連成一個除溼換熱通道，每個熱溼換熱芯體⑵的下方分別設有除溼溶液槽(3)，每個除溼溶液槽(3)的下部分別與除溼溶液管路⑷的進口相連，每個除溼溶液管路⑷的中部分別串聯有除溼循環溶液泵(5)和蒸髮式板式換熱器(6)的外循環通路，每個除溼溶液管路⑷的出口與安裝在熱溼換熱芯體(2)內上部的噴溶液裝置相連；所述溶液再生單元包括一個以上的熱溼交換芯體(7)，每個熱溼交換芯體(7)的底部分別具有進風口，每個熱溼交換芯體(7)的頂部分別具有出風口，一個熱溼交換芯體(7)的進風口和另一個熱溼交換芯體(7)的出風口通過風管相互串聯連成一個再生換熱通道，每個熱溼交換芯體(7)的下方分別設有再生溶液槽(8)，每個再生溶液槽(8)的下部分別與再生溶液管(9)的進口相連，每個再生溶液管(9)的中部分別串聯有再生循環溶液泵(10)和冷凝式板式換熱器(11)的外循環通路，每個再生循環溶液泵(10)的出口與安裝在熱溼交換芯體(7)內上部的噴溶液裝置相連；每個所述蒸髮式板式換熱器(6)內的製冷劑循環通路的出口通過管路與壓縮機(12) 的入口相連，壓縮機(12)的出口通過管路與每個所述冷凝式板式換熱器(11)的製冷劑循環通路的入口相連，每個所述冷凝式板式換熱器(11)的製冷劑循環通路的出口通過管路與膨脹閥(13)的入口相連，膨脹閥(13)的出口通過管路與每個所述蒸髮式板式換熱器(6) 的製冷劑循環通路的入口相連；所述除溼冷卻裝置(I)內的直接蒸發盤管的進液口通過串聯有循環泵(21)的管路與所述膨脹閥(13)的出口端相連，除溼冷卻裝置(I)內的直接蒸發盤管的出液口通過管路與所述壓縮機(12)的入口端相連；每個所述除溼溶液槽⑶下部的出口分別通過串聯有除溼溶液泵(14)的除溼溶液出口管路(15)與板式換熱器(16)的左換熱通道的進口相連，該板式換熱器(16)的左換熱通道的出口通過管路與一個所述再生溶液槽(8)的進口相連；每個所述再生溶液槽(8)下部的出口分別通過串聯有再生溶液泵(17)的再生溶液出口管路(20)與所述板式換熱器(16)的右換熱通道的進口相連，該板式換熱器(16)的右換熱通道的出口通過管路與一個所述除溼溶液槽(3)的進口相連；每個所述再生溶液槽(8)與補水管(18)的出口相連，補水管(18)上串聯有截門或補水閥(19)。
2.按照權利要求I所述的帶預冷的溶液調溼空調系統，其特徵在於所述熱溼換熱芯體(2)、所述熱溼交換芯體(7)、所述除溼溶液槽(3)、所述再生溶液槽(8)的數量同為2個或3個或4個或5個或6個，所述壓縮機(12)和所述膨脹閥(13)的數量為2個或3個或 4個或5個或6個。
全文摘要
一種帶預冷的溶液調溼空調系統，包括除溼冷卻裝置和溶液再生單元，除溼冷卻裝置內設有直接蒸發盤管，除溼冷卻裝置的底部具有進風口，除溼冷卻裝置的頂部具有出風口，除溼冷卻裝置的出風口通過管路與熱溼換熱芯體組件的進風口相連，熱溼換熱芯體組件包括一個以上的熱溼換熱芯體，每個熱溼換熱芯體的底部分別具有進風口，每個熱溼換熱芯體的頂部分別具有出風口，一個熱溼換熱芯體的進風口和另一個熱溼換熱芯體的出風口通過風管相互串聯連成一個除溼換熱通道。其目的在於提供一種除溼效率、全熱回收效率高，結構緊湊，造價低，體積小，能夠用於小型辦公樓、酒店式公寓、別墅和普通住宅的帶預冷的溶液調溼空調系統。
文檔編號F24F3/06GK102927629SQ20121042567
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年9月29日
發明者劉拴強, 劉立紅, 呂學勇, 劉凱敬 申請人:劉拴強