[發明專利]一種由二氧化碳跨臨界制冷循環耦合驅動的溶液除濕系統

在審

• 申請號: 202210560671.8
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114893832A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李雁飛;馮巧蓮;梁翛;史萬榮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: F24F3/14
• 分類號: F24F3/14;F24F5/00;F24F12/00
• 代理公司: 武漢強知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42303
• 代理人: 張煒平

本申請屬于氣體濕度調節設備技術領域，尤其涉及一種由二氧化碳跨臨界制冷循環耦合驅動的溶液除濕系統。包括室內風道和室外風道，還包括，設于室內風道中的除濕組件、設于室外風道中的再生組件、設于除濕組件和再生組件之間的循環組件；除濕組件包括第一風機、溶液除濕模塊、第一噴淋裝置、第一回液裝置；再生組件包括第二風機、設溶液再生模塊、氣液換熱器、第二噴淋裝置、第二回液裝置；循環組件包括：第一換熱器、第二換熱器、溶液換熱器、稀溶液回路、濃溶液回路；本申請通過有效分配超臨界二氧化碳放熱過程中的高品位部分和低品位部分，實現更高效系統耦合，溶液除濕系統對余熱的有效利用，提高了系統整體COP。

技術領域

本申請屬于氣體濕度調節設備技術領域，尤其涉及一種由二氧化碳跨臨界制冷循環耦合驅動的溶液除濕系統。

背景技術

傳統的除濕手段往往是通過蒸氣壓縮式制冷系統低于空氣露點溫度的蒸發管對空氣進行冷凝除濕，但存在溫、濕度無法獨立控制，能源消耗大，空氣調節的熱濕比范圍小系統COP低，細菌滋生等問題。

溶液除濕作為空氣調節技術中能獨立控制濕度的一項技術，能通過工業余熱、廢熱、太陽能以及地熱能等多種形式的低品位能源直接驅動。同時，溶液除濕所采用的工質通常為金屬鹵鹽的水溶液，例如水-溴化鋰、水-氯化鋰等，作為天然無污染的物質既不會造成臭氧層破壞亦不會產生溫室效應。和傳統的蒸氣壓縮式制冷系統冷凝除濕手段相比，溶液除濕所需的驅動能源品位更低，目前溶液除濕系統的驅動熱源應用較多的是太陽能及熱泵余熱，其中熱泵多為采用氟利昂的蒸氣壓縮式制冷循環，其熱量主要來源于高壓下的定溫放熱過程，而該溫度往往偏離環境溫度不遠，用作濃溶液再生的驅動能源顯得溫度略低。溫度不夠高的冷凝熱導致再生濃溶液的濃縮程度不夠充分，而濃溶液的濃度直接影響了其在除濕模塊內的除濕傳質過程強度，因此傳統蒸氣壓縮式制冷系統的冷凝熱一定程度上限制了溶液除濕系統的發揮。

發明內容

本申請的目的在于，提供一種通過二氧化碳跨臨界制冷循環的放熱量進行驅動，對溫度滑移較大的放熱量梯級利用，能夠有效回收以二氧化碳為工質的熱泵余熱，還能承擔空氣調節過程中的濕負荷，提高系統COP的由二氧化碳跨臨界制冷循環耦合驅動的溶液除濕系統。

為實現上述目的，本申請采用如下技術方案。

一種由二氧化碳跨臨界制冷循環耦合驅動的溶液除濕系統，包括室內風道2和室外風道10，還包括，設于室內風道2中的除濕組件、設于室外風道10中的再生組件、設于除濕組件和再生組件之間的循環組件；

所述除濕組件包括：設于室內風道2入口的第一風機4、設于室內風道2中間的溶液除濕模塊18、噴口朝向溶液除濕模塊18的第一噴淋裝置17、設于溶液除濕模塊18外部的第一回液裝置1；

所述再生組件包括：設于室外風道10入口的第二風機8、設于室外風道10中間的溶液再生模塊14、氣液換熱器12、噴口朝向溶液再生模塊14的第二噴淋裝置13、設于溶液再生模塊14外部的第二回液裝置16；

所述循環組件包括：第一換熱器11、第二換熱器5、溶液換熱器6、稀溶液回路、濃溶液回路；

所述稀溶液回路包括依次連接的第一回液裝置7、溶液換熱器6的吸熱側、第一換熱器11的吸熱側、第二噴淋裝置13；稀溶液回路內設置有稀溶液泵3以使稀溶液由第一回液裝置1流向第二噴淋裝置13；

所述濃溶液回路包括依次連接第二回液裝置16、氣液換熱器12的放熱側、溶液換熱器6的放熱側、第二換熱器5的放熱側、第一噴淋裝置17；濃溶液回路內設置有濃溶液泵7以使濃溶液由第二回液裝置16流向第一噴淋裝置17；

還包括二氧化碳循環回路，所述二氧化碳循環回路從壓縮泵出口引出，經第一換熱器11的放熱側、第二換熱器5的吸熱側返回至壓縮泵入口。