[發(fā)明專利]一種熱泵驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710180419.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN106871280B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾臺(tái)燁;張小松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): F24F3/14
• 分類號(hào): F24F3/14;F24F11/84;F24F13/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫濕度控制空調(diào)系統(tǒng)，尤其是涉及一種熱泵驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的主要任務(wù)是滿足室內(nèi)適宜的溫濕度參數(shù)需求，而空氣除濕過程是其重要組成環(huán)節(jié)。目前除濕方式多以冷凝除濕為主，這種除濕方式不僅會(huì)造成能源的極度浪費(fèi)，而且通過冷凝方式對(duì)空氣同時(shí)進(jìn)行冷卻和冷凝除濕無法適應(yīng)復(fù)雜的室內(nèi)熱濕比變化，另外冷凝除濕的表冷器不僅要求冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度很低，而且盤管表面容易滋生細(xì)菌，空氣品質(zhì)較差。為了解決上述問題，尋求高效的空氣溫濕度處理方式，溶液除濕方式應(yīng)運(yùn)而生，并且已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。

近些年，將蒸汽壓縮式制冷循環(huán)與溶液除濕技術(shù)相結(jié)合的熱泵驅(qū)動(dòng)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)作為一種新的技術(shù)，在我國已得到越來越廣泛的應(yīng)用。這類系統(tǒng)利用熱泵的冷量處理房間的顯熱負(fù)荷，利用除濕溶液處理濕負(fù)荷，同時(shí)利用熱泵的冷凝熱再生除濕。然而已有的此類空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和應(yīng)用當(dāng)中都還存在各自的問題，其中比較突出的一些問題為：對(duì)于這類采用熱泵循環(huán)的溶液除濕處理裝置，當(dāng)溶液除濕過程全部利用蒸發(fā)器側(cè)冷量時(shí)，由于熱泵循環(huán)中冷凝器的排熱量等于蒸發(fā)器冷量與壓縮機(jī)功耗之和即冷凝器側(cè)熱量大于蒸發(fā)器側(cè)冷量，冷凝器的排熱量大于系統(tǒng)中溶液濃縮再生所需的熱量，這種冷熱量間的不匹配會(huì)影響機(jī)組的性能，已有專利從排除冷凝器側(cè)多余熱量的角度給出了解決方案。例如通過設(shè)置風(fēng)冷冷凝器采用空氣冷卻帶走多余的冷凝器排熱量，這樣不僅可以利用多余的冷凝熱，而且可以通過調(diào)節(jié)空氣和溶液的流量來合理分配冷凝熱，但由于冷風(fēng)冷凝器是對(duì)空氣加熱含濕量不發(fā)生變化使得空氣帶走熱量的能力有限，冷凝溫度仍然比較高；由于過多的冷凝熱導(dǎo)致溶液的過度再生，因此有人提出了通過設(shè)置補(bǔ)水裝置在降低再生后的溶液濃度，但是這又與再生模塊提高溶液濃度、濃縮溶液的目的存在顯著的矛盾。另一方面，該類空調(diào)系統(tǒng)對(duì)新風(fēng)的處理多是采用一級(jí)冷卻除濕，利用低溫的溶液直接處理高溫高含濕量的新風(fēng)，該過程實(shí)際上也是一種熱濕耦合處理過程，高溫高含濕量的空氣本可以利用常溫溶液進(jìn)行有效處理，因此該過程同樣是對(duì)冷量的一種浪費(fèi)。最后，該類空調(diào)系統(tǒng)大多數(shù)溶液除濕過后就直接流回再生器，或者再生后直接流回除濕器，但是往往經(jīng)過一次除濕或再生的溶液還具有較好的除濕或再生效果，而直接流回再生器或者除濕器會(huì)造成能量的浪費(fèi)，這也進(jìn)一步限制了該類空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。

因此，從現(xiàn)有技術(shù)來看，還缺少既能夠充分利用熱泵驅(qū)動(dòng)溶液除濕原理，又能達(dá)到節(jié)能效果的空調(diào)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱泵驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)通過對(duì)高溫冷源和低溫?zé)嵩吹奶菁?jí)利用，不僅能充分利用冷凝熱，而且可以實(shí)現(xiàn)高溫免費(fèi)冷源和低溫免費(fèi)熱源的有效利用，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)除濕溶液和再生溶液的循環(huán)充分利用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種熱泵驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，包括第一級(jí)溶液除濕循環(huán)系統(tǒng)、第二級(jí)溶液除濕循環(huán)系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)、除濕風(fēng)機(jī)和再生風(fēng)機(jī)；

其中，第一級(jí)溶液除濕循環(huán)系統(tǒng)由第一級(jí)除濕器、第一級(jí)再生器、第一級(jí)溶液自循環(huán)泵、第一級(jí)溶液再生循環(huán)泵和第一級(jí)溶液熱交換器組成，第一級(jí)除濕器通過第一級(jí)溶液自循環(huán)泵形成第一級(jí)溶液自循環(huán)回路，第一級(jí)除濕器、第一級(jí)溶液熱交換器、第一級(jí)溶液再生循環(huán)泵和第一級(jí)再生器形成第一級(jí)溶液再生循環(huán)回路，第一級(jí)再生器通過第一級(jí)溶液再生循環(huán)泵形成第一級(jí)溶液再生自循環(huán)回路；

第二級(jí)溶液除濕循環(huán)系統(tǒng)由第二級(jí)除濕器、第二級(jí)再生器、第二級(jí)溶液自循環(huán)泵、第二級(jí)溶液再生循環(huán)泵和第二級(jí)溶液熱交換器組成，第二級(jí)除濕器通過第二級(jí)溶液自循環(huán)泵形成第二級(jí)溶液自循環(huán)回路，第二級(jí)除濕器、第二級(jí)溶液熱交換器、第二級(jí)溶液再生循環(huán)泵和第二級(jí)再生器形成第二級(jí)溶液再生循環(huán)回路，第二級(jí)再生器通過第二級(jí)溶液再生循環(huán)泵形成第二級(jí)溶液再生自循環(huán)回路；

熱泵循環(huán)系統(tǒng)由制冷劑管路依次連接的第一級(jí)再生器內(nèi)的溶液冷凝器、風(fēng)冷冷凝器、第二級(jí)除濕器內(nèi)的蒸發(fā)器和壓縮機(jī)組成；

除濕風(fēng)機(jī)位于第一級(jí)除濕器的前側(cè)，將新風(fēng)吹入第一級(jí)除濕器中，再生風(fēng)機(jī)位于第二級(jí)再生器的前側(cè)，將再生空氣吹入第二級(jí)再生器中。

其中，還包括表冷器，所述表冷器位于第二級(jí)除濕器的后側(cè)，第二級(jí)除濕器中的風(fēng)經(jīng)過表冷器降溫后吹出。在第二級(jí)除濕器的后方設(shè)置表冷器，對(duì)滿足濕度處理需求后的空氣進(jìn)一步降溫，使送風(fēng)能夠同時(shí)滿足濕度與溫度的多重需求。

其中，所述第一級(jí)再生器為內(nèi)熱型溶液再生器；所述第二級(jí)除濕器為內(nèi)冷型溶液除濕器。