冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組的製作方法

2024-03-28 08:38:05

本實用新型屬於物料乾燥、生產工藝環境用風技術領域，特別是涉及一種冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組。

背景技術：

溶液調溼技術是採用具有調溼功能的鹽溶液(如氯化鋰溶液)為工作介質，利用溶液的吸溼和放溼特性來對空氣溫溼度進行控制的，鹽溶液的表面水蒸氣分壓力與空氣中的水蒸氣分壓力差是二者進行水分傳遞的驅動力。除溼過程中，為了增加熱質傳遞的驅動力，需要使溶液降溫。除溼後的稀溶液被送至再生器再生，同理，再生過程中需要使溶液升溫。對熱泵系統而言，冷端用於實現溶液除溼機組的除溼側溶液的降溫，同時熱端用於實現機組再生側溶液的升溫。近年來已有熱泵驅動的溶液調溼機組相關的研究和產品。熱泵技術是節能技術領域的重要一部分，以其與溶液除溼技術相結合，有效地實現了除溼設備的節能、高效運行。熱泵驅動的溶液調溼空調作為溫溼度獨立控制系統的一種，實現了室內無溼表面送風，且除溼溶液對空氣有殺菌除塵的作用，可以明顯提高送風的空氣品質。

現有的熱泵驅動的溶液調溼機組產品絕大多數用於民用建築，主要為室內提供新風。處理後的空氣中含溼量在10g/Kg(幹空氣)左右，且處理的新風量僅為總送風量的10％～30％(室內迴風佔70％～90％)，因此現有的熱泵驅動的溶液調溼機組中熱泵耗功遠小於送100％新風的熱泵驅動的溶液調溼機組中熱泵的耗功。對於物料乾燥、生產工藝用風(如紡織業、製藥業)等工業領域，不僅需要供應全新風，而且要求的送風溼度低於民用建築的溼度要求，若只採用熱泵系統(單一冷源)處理溶液，從而滿足送風要求，則對熱泵系統的製冷量需求將增大2倍以上，從而使熱泵系統的選型和裝機功率大幅度增大，相應的設備佔地面積大且成本提高。尤其對於夏季高溫高溼地區，溶液調溼機組的除溼負荷較高，相應的對熱泵系統供冷和供熱能力要求也較高。

技術實現要素：

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：

一種冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組，其特徵在於：包括除溼單元、再生單元、冷卻單元、熱泵系統；除溼單元包含相連接的除溼器、除溼器溶液泵、第一三通閥、除溼器溶液管路；再生單元包含相連接的再生器、再生器溶液泵、第二三通閥、再生器溶液管路；熱泵系統包含相互連接的壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器和表冷器；冷卻塔單元包含相互連接的冷卻塔、一級換熱器、冷卻水循環泵和冷卻水循環管路；

上述結構中所述除溼器溶液槽中的液體經過除溼器溶液泵，在第一三通閥處分流，一支路溶液經過板式換熱器與來自再生器溶液槽的溶液進行換熱，實現升溫，進入再生器，另一支路溶液先經過一級換熱器與冷卻塔提供的冷卻水換熱後實現初步冷卻降溫，後經蒸發器進一步降溫，達到所需的溶液溫度，降溫後的溶液經除溼器溶液管路送到除溼塔頂部進行噴淋，以逆流形式與新風進行熱質交換，除溼後回到溶液槽構成除溼單元的循環迴路；再生器溶液槽中的溶液經過再生器溶液泵，在第二三通閥處分流，一支路溶液經過板式換熱器與來自除溼器溶液槽的溶液換熱，實現降溫，進入除溼器，另一支路溶液經過冷凝器換熱升溫，高溫溶液經再生器溶液管路被送到再生器頂部進行噴淋，與新風進行熱質交換，使濃度提高，而後回到溶液槽內構成再生單元的循環迴路；冷卻塔內的冷卻水經冷卻水循環泵進入一級換熱器內與除溼側溶液進行換熱，經冷卻水循環管路進入到冷卻塔頂部噴淋，空氣換熱後，回到水箱內，構成冷卻塔單元的循環迴路。

本實用新型還可以採用如下技術措施：

所述再生器底部接有一補水閥。

本實用新型具有的優點和積極效果是：冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻降溫的系統結構，使除溼器溶液槽內的高溫溶液(相對於除溼器的噴淋溫度)被冷卻塔和蒸發器分兩級冷卻降溫。較熱泵驅動的溶液調溼機組(單一冷源)，熱泵機組的設備選型小，投資成本低。冷卻塔系統為高效低耗設備，因其內部結構簡單，構成部件少，因此冷卻塔的初投資遠低於熱泵系統的初投資。熱泵系統的設備選型小，裝機功率減小，設備運行時功耗降低，冷卻塔單元的耗能部件只有風機和水泵，能耗遠低於熱泵系統的能耗，因此整套系統的運行費用也將大幅度降低。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖中：100、除溼單元；200、再生單元；300、冷卻單元；400；熱泵系統；1、除溼器溶液泵；1＇、再生器溶液泵；2ˊ、第一三通閥；2、第二三通閥；3、除溼器溶液管 路；3ˊ再生器溶液管路；4、板式換熱器；5、一級板式換熱器；6、蒸發器；7、壓縮機；8、冷凝器；9、節流閥；10、表冷器；11、冷卻塔；12冷卻水循環泵 13、冷卻水循環管路A、再生器；B、除溼器；

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1，一種冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組，其特徵在於：包括除溼單元100、再生單元200、冷卻單元300、熱泵系統400；除溼單元100包含除溼器A、除溼器溶液泵1、第一三通閥2、除溼器溶液管路3；再生單元200包含再生器B、再生器溶液泵1＇、第二三通閥2＇、再生器溶液管路3＇；熱泵系統300包含壓縮機7、冷凝器8、節流閥9、蒸發器6和表冷器(蒸發器)10，冷卻塔單元400包含冷卻塔11、一級換熱器5、冷卻水循環泵12和冷卻水循環管13。

除溼器A溶液槽中的液體經過除溼器溶液泵1，在三通閥2處分流，一小部分溶液經過板式換熱器4與來自再生器溶液槽的溶液進行換熱，實現升溫，進入再生器B，大部分液體先經過一級換熱器5與冷卻塔11提供的冷卻水換熱後實現初步冷卻降溫，後經蒸發器6進一步降溫，達到所需的溶液溫度，降溫後的溶液經除溼器溶液管路3送到除溼塔頂部進行噴淋，以逆流形式與新風進行熱質交換，除溼後回到溶液槽構成除溼單元的循環迴路；再生器B溶液槽中的溶液經過再生器溶液泵1＇，在第二三通閥2＇處分流，一小部分溶液經過板式換熱器4與來自除溼器溶液槽的溶液換熱，實現降溫，進入除溼器A，大部分溶液經過冷凝器8換熱升溫，高溫溶液經再生器溶液管路3＇被送到再生器頂部進行噴淋，與新風進行熱質交換，使濃度提高，而後回到溶液槽內構成再生單元的循環迴路。冷卻塔11內的冷卻水經冷卻水循環泵12進入一級換熱器內與除溼側溶液進行換熱，經冷卻水循環管路13進入到冷卻塔頂部噴淋，空氣換熱後，回到水箱內，構成冷卻塔單元的循環迴路。經過除溼器處理的空氣溼度達到需求，再經過表冷器10降溫，使處理空氣達到送風要求。

機組的冬季運行原理與夏季相似，只需切換熱泵系統內的四通換向閥，使製冷劑流向與夏季相反，蒸發器6作為冷凝器對除溼器內的溶液進行加熱，除溼器對新風進行加熱加溼滿足送風溼度要求，後經預熱器(即夏季模式的表冷器10)對再生空氣加熱，使送風滿足要求。冷凝器8則作為蒸發器對溶液進行降溫，再生器對再生空氣進行除溼冷 卻。冬季冷卻塔不開啟運行。

機組在春秋兩季運行時，因春秋兩季室外空氣中含溼量較低，除溼單元的除溼負荷小，熱泵系統冷卻/加熱能力可以滿足系統的需求，因此在春秋兩季，冷卻塔不開啟運行。

該冷卻塔和熱泵系統結合的兩級冷卻溶液調溼機組內安裝有測溫元件，主要通過測定相關溫度參數控制機組的整體運行狀況。

所述再生器底部接有一補水閥。用於控制再生側的溶液濃度，保證整套除溼系統的正常運行

本發明的目的在於提供一種兩級冷卻的溶液調溼機組，機組中除溼器溶液槽內的溶液先經一級換熱器與冷卻塔提供的冷水換熱，再經過二級換熱器與熱泵系統的蒸發器換熱，使溶液達到所需溫度。該系統較常規熱泵驅動的單級冷卻溶液調溼機組，整體功耗降低，效率提高，系統設備雖增加了冷卻塔單元，但系統結構並不複雜，系統整體初投資降低，運行費用降低，是適應市場要求，滿足生產需求的產品。

以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬於本實用新型技術方案的範圍內。