CN100416170C - 一种带有溶液除湿装置的空调系统 - Google Patents

Abstract

一种带有溶液除湿装置的空调系统。该空调系统包括采用空气源热泵机组的制冷装置、带有溶液再生器的溶液除湿装置。本方案中的溶液再生器的热空气进气取自于空气源热泵机组的热空气排气。其装置是：在该溶液再生器空气进气口通过管道连接有一个喇叭罩，喇叭罩放置在空气源热泵热空气排气口的上方；或者溶液再生器空气进气口通过管道直接和空气源热泵的热空气排气口相连接。本发明没有新产生的对相关部件的腐蚀问题，故使用寿命长；在采用本发明改造原来没有除湿装置的空调系统时，能大大地节省改造成本；为充分利用低位热能、进而对空调环境进行除湿节能创造了极好的条件。

Description

一种带有溶液除湿装置的空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统，尤其涉及包含有除湿装置在其内的空调系统。

背景技术

随着空调系统使用的日益广泛，空调系统带来的能耗问题也逐渐引起了人们的极大关注。据有关资料统计，我国大部分的公共建筑的单位使用面积的空调能耗大得惊人(是居民住房单位使用面积空调能耗的5～15倍)。其中，因空调房间的水蒸气带来的空调潜热负荷又接近空调总负荷的一半。因此，降低空调使用房间的湿度，是实现空调节能的一个有效的途径之一。通常的降湿或曰除湿方法，包括冷却法除湿、液体吸收剂除湿(简称溶液除湿)、固体吸附剂除湿等等。其中，在空调系统中用得最多的是溶液除湿。与固体吸附剂除湿等情况一样，溶液除湿同样有一个吸收剂的再生(即通过加热的方法，分离、蒸发掉吸收剂所吸的水分，实现溶液的浓缩再生，进而恢复溶液的除湿能力)的问题。当然，在相应的再生装置中就应当设置加热设备——目前多为电热丝、或专门设计的热交换器等。不容置疑，这又要向再生装置中提供热能。因此，通过有效地利用低位热能(如：太阳能、热电厂废热、制冷系统中冷凝器所散发热量等)来加热吸收剂而使其再生，才是除湿节能的一个主要的发展方向。申请号为200510018081.9，名称为《一种溶液除湿结合制冷压缩机冷热双侧能量进行空气调节的方法》的发明专利申请，就是一种利用溶液除湿、并利用低位热能来对除湿溶液进行再生的方案。在该方案中，是通过利用其制冷系统中的冷凝器所散发热量来再生除湿溶液的，具体的方法是，把除湿后变稀的除湿溶液(锂盐溶液)从冷凝器的上方向下喷淋到冷凝器上，同时又把从空调环境收集回流的“室内回风”或直接就用新风从冷凝器的下方向上吹向冷凝器，以利用冷凝器所散发的热量来加热稀的除湿溶液、而使其中的水份蒸发出来，同时又利用“室内回风”或新风把从溶液中蒸发并分离出的水份吹走，最终得到再生后的浓的除湿溶液。该专利申请的方案在利用空调系统中冷凝器所散发热量的这种低位热能方面，的确是有效果的。然而，该方法却存在着以下的不足：1、目前研究且应用较多的除湿溶液是CaCl₂、LiBr或LiCl等卤素盐的溶液，它们均程度不同地对碳钢和铜材有腐蚀作用。如果长期把它们喷淋在高温的冷凝器上，则冷凝器的寿命必然受到不利的影响，进而造成整个系统的使用寿命缩短；2、由于该方案中的冷凝器是设置在溶液再生器(该案称：除湿溶液再生热交换器)之内的。因此，采用该方案改造原来没有除湿装置的空调系统时，原已安装好的制冷系统部分也必须解体重建。这样一来，势必造成浪费；特别是目前没有除湿装置、而需要改造的空调系统还是很多的状况下，这种浪费就相当大。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有溶液除湿装置的空调系统。该系统不但能够充分利用其中冷凝器散热的这种低位热能来使除湿溶液再生，通过溶液除湿来降低空调系统的能耗、而且还不会影响包括冷凝器在内的整个空调系统的使用寿命；把原来没有除湿装置的空调系统改造成本发明的空调系统时，也不会增大额外的成本。

为实现上述发明目的方案之一，是这样一种带有溶液除湿装置的空调系统。该空调系统包括采用空气源热泵机组的制冷装置、带有溶液再生器的溶液除湿装置。其中的空气源热泵机组有一个通过流动的空气带走其内的冷凝器所散发热量之后的热空气排气口，其中的溶液再生器有一空气进气口。其改进之处是，该空气进气口通过一段管道连接有一个喇叭罩，该喇叭罩笼罩在空气源热泵机组的热空气排气口的上方，以汇集从该热空气排气口所排出的热空气、并通过管道把这些热空气引入溶液再生器。

为实现上述发明目的方案之二，是这样一种带有溶液除湿装置的空调系统。该空调系统包括采用空气源热泵机组的制冷装置、带有溶液再生器的溶液除湿装置。其中的空气源热泵机组有一个通过流动的空气带走其内的冷凝器所散发热量之后的热空气排气口，其中的溶液再生器有一空气进气口。其改进之处是，该空气进气口通过一段管道直接连接在空气源热泵机组的热空气排气口上，以通过该管道把这些热空气引入溶液再生器。

也就是说，方案一是通过管道及其喇叭罩、方案二是通过直接连通的空气进气口与热空气排气口的管道，来把从空气源热泵机组排出的热空气引入(与现有技术相比较)相对独立存在的溶液再生器中的。热空气进入溶液再生器后，与从稀溶液喷淋嘴中喷淋出的稀溶液交汇，稀溶液的水分蒸发并分离出后，得到再生了的浓溶液。再生后的浓溶液再被输送到溶液除湿装置的除湿器中，对送入的室内的空气进行除湿处理。然后，把除湿后的空气送入到制冷装置中进行制冷、直至把干、冷、清洁的空气送入进空调房间中。如此反复循环。

与现有技术相同，在本发明中所述的除湿溶液，可以是CaCl₂、LiBr或LiCl的卤素盐溶液或者两种卤素盐溶液的混合液，也可以是三甘醇或者乙二醇等有机溶液。

与现有技术相比较，本发明有如下优越性：

1、由于目前在空调系统中使用空气源热泵机组的比例越来越大，在空气源热泵机组中，冷凝器的散热量又非常可观，其中排出的热气温度大约在70℃左右。而这些热量目前均基本排入进大气中了。采用本发明后，空气源热泵机组中的冷凝器散热的这种低位热能就得到了充分的利用，为在空调系统中除湿降耗创造了更加有利的条件。

2、由于加热除湿后的稀溶液的是从空气源热泵机组中引入的热风，因此，在浓缩再生的过程中，稀溶液仅仅只与热空气交汇、换热——没有与冷凝器接触，于是，不存在对冷凝器的腐蚀问题。这样，①系统中的冷凝器的使用寿命得到延长，进而为延长整个系统的使用寿命创造了必要条件；②在冷凝器的材料选择方面，不需要像现有技术那样，因要防止腐蚀而再去专门选择或研制新的材料，故又极大地节省了成本。

3、由于从空气源热泵机组排出热空气是通过管道及其喇叭罩或者直接通过管道引入溶液再生器中的，或者说，空气源热泵机组和进溶液再生器是相对独立的。在采用本发明改造原来没有除湿装置的空调系统时，原已安装好的制冷系统部分完全不必解体重建。这样一来，又大大地节省了改造成本，为充分利用低位热能、进而对空调环境进行除湿节能又提供了极好的条件。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明中的第一种结构示意图

图2——本发明中的第二种结构示意图

图3——本发明中的第三种结构示意图

图4——本发明中的第四种结构示意图

图5——本发明中的第五种结构示意图

图6——本发明中的第六种结构示意图

图7——本发明中的第七种结构示意图

图8——本发明中的第八种结构示意图

具体实施方式

实施例1(参考图1)：

一种带有溶液除湿装置的空调系统。该空调系统包括：采用空气源热泵机组1的制冷装置、带有溶液再生器6的溶液除湿装置。其中的空气源热泵机组1有一个通过流动的空气带走其内的冷凝器2所散发热量之后的热空气排气口4，其中的溶液再生器6有一空气进气口7。该溶液再生器6的空气进气口7通过一段管道11连接有一个喇叭罩5，该喇叭罩5笼罩在空气源热泵机组1的热空气排气口4的上方，以汇集从该热空气排气口4所排出的热空气、并通过管道11把这些热空气引入溶液再生器6。

在本例中，溶液再生器6为闭式再生器。空气源热泵机组1包括机组壳、对称地安装在该机组壳内并分别置于各一个进风口后的两排冷凝器2、在两排冷凝器2上方中间的一台送风机3，所述的热空气排气口4位于该机组壳上方。因此，本例的闭式溶液再生器6的空气进气口7位于空气源热泵机组1的热空气排气口4的正上方。

在本例中，喇叭罩的外形是圆锥面5。

实施例2(参考图2)：

本例的主要组成部分与实施例1的基本相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，该空气源热泵机组1的组壳内只设置了一排位于其进风口后的冷凝器2，其热空气排气口4位于其机组壳侧面的上部。因此，本例的闭式溶液再生器6的空气进气口7位于空气源热泵机组1的热空气排气口4的侧上方、并正对着从该热空气排气口4排出的热空气的主流中心。

实施例3(参考图3)：

本例的主要组成部分与实施例1的相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，其中的喇叭罩的外形是圆锥曲面5′。

实施例4(参考图4)：

本例的主要组成部分与实施例1的基本相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，其中的空气进气口7通过一段管道11直接连接在空气源热泵机组1的热空气排气口4上，以通过该管道11把这些热空气引入溶液再生器6。显然，与实施例1中的喇叭罩5相比较，在改造原来没有除湿装置的空调系统时，也仅仅影响到该热空气排气口4的管口部分，仍然不必在整体上解体原有的空调系统。但其效果却比用喇叭罩的好。因此，是选用喇叭罩、还是选用直接连接的管道11，应根据各方面条件和/或要求确定。

实施例5(参考图5)：

本例的主要组成部分与实施例2的基本相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，本例的溶液再生器6的空气进气口7与空气源热泵机组1的热空气排气口4之间有一段把它们直接连通的管道11′。也就是说，该空气进气口7是通过一段管道11′直接连接在空气源热泵机组1的热空气排气口4上的，通过该管道11′，就能把热空气引入溶液再生器6中。

实施例6(参考图6)：

本例的空气源热泵机组1、把热空气引入溶液再生器中的导引机构(喇叭罩5)与实施例1相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，本例的溶液再生器6′为开式再生器。在该溶液再生器6′的空气进气口7前，还增设有对引入的热空气进行再加热的加热设备10——为电热丝、或现有的热交换器等。显然，使用加热设备10，是在来自于空气源热泵机组1的热空气，还不足以使溶液的浓缩再生达到理想效果的情况下增设的。如果选用的机组完全能够达到理想效果，也可不用这加热设备10(见实施例7)。

实施例7(参考图7)：

本例的主要组成部分与实施例6的基本相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，本例没有增设所谓的加热设备10，而是在连接所述的空气进气口7与喇叭罩5之间的管道11中增设了辅助送风机9。显然，这是在来自于空气源热泵机组1的空热气，已足以使溶液的浓缩再生达到理想效果，但其送风动力却不足的情况下的举例。

实施例8(参考图8)：

本例的主要组成部分与实施例7的基本相同，相同的内容不赘述。不同的方面是，本例的空气进气口7是通过一段管道11′直接连接在空气源热泵机组1的热空气排气口4上的，即是，通过该管道11′把这些热空气引入溶液再生器6′。所述辅助送风机9也是增设在该管道11′中的。

显然，上述各例并非穷举。

例如，在实施例1、2、3、4或5中，如果原有的空气源热泵机组的送风机3的动力，在本发明中显得不足的话。根据具体情况，既可以用增大其动力的方法；也可以如实施例7、8那样，在喇叭罩(5或5′)和再生器空气进气口之间的连接管道11内附加辅助送风机。当然，辅助送风机的选择，应由再生器所要求的风压、风量、管道尺寸等因素决定。

又例如，在实施例1、2、3、4或5中，如果来自于空气源热泵机组1的热空气，还不足以使溶液的浓缩再生达到理想效果的。可以像实施例6那样，再增设一套再加热的加热设备于溶液再生器的空气进气口7处。

显然，在实施例1、2、3、6、7中，其喇叭罩(5或5′)的大小、相对于空气源热泵机组1的热空气排气口4的距离，均应由具体工程而定。作为一个原则，该喇叭罩(5或5′)的更详细结构及其位置应当保证：①从空气源热泵机组1排气口4排出的热风，能够尽可能多地进入溶液再生器的空气进气口7；②不能造成现有的空气源热泵机组1的进气口与其排气口之间的风“短路”。

同样显然的是，为了进一步提高最终进入空调使用房间中的空气的品质，在热空气被刚刚引入后的管道(11或11′)口处，还可以再增设一道前置的过滤器8(仅在图6、7、8中示意画出)。

进一步讲，在用喇叭罩引入热空气进溶液再生器的结构中，还可以是一个喇叭罩对着2个、4个、甚至更多的空气源热泵机组的热空气排气口进行收集；或者，是一个喇叭罩对应一个空气源热泵机组，然后是多个喇叭罩收集的热空气混合后进入一个或多个溶液再生器。在用管道引入热空气进溶液再生器的结构中，还可以是多个空气源热泵机组通过与之对应的管道直接连接后，汇集到一个管道上进入溶液再生器。

更进一步讲，在高层建筑中使用空气源热泵机组时，热泵机组一般是放在层楼内部的，在该建筑专放空气源热泵机组的层内部，通过合理建筑隔离布置，设置一个总的热空气排气口(来自于空气源热泵机组的冷凝器侧的排气)进入一个隔离的房间，该房间布置溶液再生器。溶液再生器充分利用了干热空气后，干热空气生成湿热空气，最后排到大气中。

Claims (5)

1. 一种带有溶液除湿装置的空调系统，该空调系统包括采用空气源热泵机组的制冷装置、带有溶液再生器的溶液除湿装置；其中的空气源热泵机组(1)有一个通过流动的空气带走其内的冷凝器(2)所散发热量之后的热空气排气口(4)，其中的溶液再生器有一空气进气口(7)，其特征在于，该空气进气口(7)通过一段管道(11)连接有一个喇叭罩(5)，该喇叭罩(5)笼罩在空气源热泵机组(1)的热空气排气口(4)的上方，以汇集从该热空气排气口(4)所排出的热空气、并通过管道(11)把这些热空气引入溶液再生器。

2. 根据权利要求1所述的带有溶液除湿装置的空调系统，其特征在于，所述喇叭罩的外形为圆锥面(5)或者圆锥曲面(5′)。

3. 根据权利要求1或2所述的带有溶液除湿装置的空调系统，其特征在于，所述的溶液再生器为闭式再生器或开式再生器。

4. 根据权利要求1或2所述的带有溶液除湿装置的空调系统，其特征在于，所述溶液再生器的空气进气口(7)与喇叭罩(5)之间的管道(11)中增设有辅助送风机(9)。

5. 根据权利要求3所述的带有溶液除湿装置的空调系统，其特征在于，所述溶液再生器的空气进气口(7)与喇叭罩(5)之间的管道(11)中增设有辅助送风机(9)。

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