CN101832606B - 溶液除湿空调系统及其制冷除湿方法 - Google Patents

溶液除湿空调系统及其制冷除湿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种溶液除湿空调系统及其制冷除湿方法,其溶液除湿空调系统包括半导体制冷堆、溶液泵和吸收器,所述半导体制冷堆的制冷端设置有制冷槽,制热端设置有溶液再生器,制冷槽的溶液进口与溶液泵的出口相连,制冷槽的溶液出口与吸收器的溶液进口相连,吸收器的溶液出口与溶液再生器的进口相连,溶液再生器的出口与溶液泵的进口相连。其方法首先通过设置在半导体制冷堆制冷端的制冷槽将冷量传给兼做载冷剂的除湿溶液,温度降低的除湿溶液进入吸收器与吸收器内的空气直接接触换热,并吸收空气中的水分,得到温度与湿度都降低的空气,换热吸湿后的除湿溶液通过设置在半导体制冷堆制热端的溶液再生器提高浓度实现再生。

Description

溶液除湿空调系统及其制冷除湿方法技术领域[0001] 本发明涉及一种溶液除湿空调系统,同时,本发明还涉及一种溶液除湿空调系统的制冷除湿方法。背景技术[0002] 传统的舒适性空调系统为了满足室内大多数人的需要,力图营造一种大而化之的室内空气环境,将新风与一部分室内回风混合起来集中处理送入室内,努力使送风与室内空气完全混合。但是随着空调导致的健康问题、生产效率降低以及空调系统耗能量居高不下,人们发现这种传统的混合式空调存在着不小的缺陷,诸如空气品质的改善能力弱,不能满足所有人的喜好,热湿处理过程能耗大。在这种情况下,工位空调应运而生。所谓工位空调是在以工作台为个人工作单元的开放式办公空间内,把空调系统细分到每个工作位上, 工作人员可以控制送风量、送风方向以及送风温度等参数,来调节工作区域内的温度、湿度和污染物浓度,在保证局部微环境舒适的同时,能够有效利用能源的空调系统。然而,目前工位空调的空气处理方式是利用大型的制冷机组对新风集中处理,新鲜空气经过空调箱调节后通过设置的复杂风道送到每一个工作位,这种集中处理空气的方法不但没能充分发挥工位空调的灵活性,而且制冷机组和风道的使用又提高了制冷剂泄漏对环境的危害和空调系统的初投资。[0003] 另外,空调负荷分为显热负荷和潜热负荷,潜热负荷的主要来源是室内空气的湿度和室内人员的散湿量。室内空气的潜热负荷随室外气候变化较大,夏季的空气湿度较高, 潜热负荷很大,室内人员引起的潜热负荷与室内人数有关。显热负荷则随室外气候、室内设备的状况的变化而变化。潜热负荷和显热负荷会按照一定的比例变化,当动态的热湿负荷之比与设定比例不符的时候,目前,一般是优先消除显热负荷,这就导致了室内相对湿度与设计值相比或大或小。相对湿度过大,人体容易感觉不舒适;相对湿度过小,处理空气的能耗增大,造成不必要的能源消耗,由此可见,空调系统优先选择消除显热负荷既不符合节能要求又不符合舒适性要求。为了适应动态的热湿负荷变化,并考虑处理潜热负荷问题,降低室内空气湿度,近年来出现了具有溶液除湿功能的空调系统,但这类空调系统的溶液再生需要耗费额外的能量。同时,这类空调系统一般都具有独立的制冷系统和除湿系统,设备较多,初投资较大。[0004] 再者,在制冷机组中循环的工质或多或少都对臭氧层都具有破坏性,并且还具有温室效应。发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种装置简单、成本低、耗能少、无臭氧层破坏和无温室效应的溶液除湿空调系统,同时本发明的目的还在于提供一种溶液除湿空调系统的制冷除湿方法。[0006] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种溶液除湿空调系统,该溶液除湿空调系统包括半导体制冷堆、溶液泵和吸收器,所述半导体制冷堆的制冷端设置有制冷槽, 制热端设置有溶液再生器,制冷槽的溶液进口与溶液泵的出口相连,制冷槽的溶液出口与吸收器的溶液进口相连,吸收器的溶液出口与溶液再生器的进口相连,溶液再生器的出口与溶液泵的进口相连。[0007] 所述的溶液再生器的出口与所述溶液泵进口之间设置有储存溶液的溶液槽。[0008] 所述溶液再生器的出口与所述溶液槽之间设置有冷凝器。[0009] 所述溶液再生器的出口和所述溶液槽的进口通过一回热型换热器的一个换热管相连,所述吸收器的出口和所述溶液再生器的进口通过所述回热型换热器的另一个换热管相连。[0010] 所述溶液再生器内设置有辅助加热器。[0011] 所述吸收器的溶液进口与溶液出口分别设置在吸收器的两端,所述制冷槽中的溶液通过溶液喷淋器进入所述吸收器,吸收器内于溶液进口与溶液出口之间设置有蜂窝状填料层。[0012] 所述的溶液再生器上端设置有水蒸气出口,该水蒸气出口上连接设置有水蒸气导出管。[0013] 本发明的溶液除湿空调系统的制冷除湿方法的技术方案如下:[0014] 一种溶液除湿空调系统的制冷除湿方法,该方法首先通过设置在半导体制冷堆制冷端的制冷槽将冷量传给兼做载冷剂的除湿溶液,温度降低的除湿溶液进入吸收器与空气换热,并吸收空气中的水分,得到温度与湿度都降低的空气,换热吸湿后的除湿溶液通过设置在半导体制冷堆制热端的溶液再生器提高浓度实现再生。[0015] 在所述兼做载冷剂的除湿溶液进入所述制冷槽之前对其进行预冷,在所述兼做载冷剂的除湿溶液进入所述再生器之前对其进行预热。[0016] 所述除湿溶液为氯化钙、氯化锂或三甘醇的水溶液。[0017] 本发明的溶液除湿空调系统的制冷除湿方法采用半导体制冷堆制冷,并利用半导体制冷堆的制热端产生的热量来实现除湿溶液的再生,合理利用了能源,解决了现有技术中采用溶液除湿时,由于溶液再生需要耗费额外能量而造成的能源浪费的问题,更进一步, 本发明采用半导体制冷堆进行制冷,避免了现有技术中因制冷机组中的工质泄露而对臭氧层的破坏。同时,本发明的装置简单、使用灵活、成本低;构件少、质量轻,设备初投资少,适合作为微型空调使用。[0018] 本发明的溶液再生器出口与溶液槽进口之间设置有冷凝器,冷凝器可以将在半导体制冷堆制热端吸热后温度升高的溶液预先冷凝到常温或低于常温,可以解决半导体制冷堆制冷量不足问题。[0019] 本发明的溶液再生器出口与溶液槽之间的溶液和吸收器出口与溶液再生器进口之间的溶液通过一回热型换热器换热。这样溶液再生器出口与溶液槽之间的溶液向吸收器出口与溶液再生器进口之间的溶液传热,再生器入口溶液的温度升高,提高了再生效率,进入溶液槽的溶液的温度降低,那么流过半导体制冷堆制冷端的溶液的温度较低,可以解决半导体制冷堆制冷量不足问题。[0020] 本发明的溶液再生器内设置有辅助加热器,可在半导体制冷堆制热端发热量不足以将稀溶液中吸湿量完全蒸发时使用,对溶液再生器内的溶液加热,实现溶液的再生。[0021] 本发明的溶液再生器上端设置有水蒸气出口,溶液再生器中产生的水蒸气可以通过水蒸气导出管排出室外,不增大室内空气的含湿量。附图说明[0022] 图1是本发明实施例1的系统原理示意图;[0023] 图2是本发明实施例2的系统原理示意图。具体实施方式[0024] 一种溶液除湿空调系统的制冷除湿方法,该方法采用半导体制冷堆进行制冷,该方法首先通过冷凝器或回热型换热器对兼做载冷剂的除湿溶液进行预冷,然后通过设置在半导体制冷堆制冷端的制冷槽将冷量传给制冷槽内兼做载冷剂的除湿溶液,温度降低的除湿溶液进入吸收器与空气换热,并吸收空气中的水分,得到温度与湿度都降低的空气,换热吸湿后的除湿溶液从吸收器中出来后对其进行预热,预热后的溶液进入设置在半导体制冷堆制热端的溶液再生器中,并与半导体制冷堆制热端进行换热,吸收热量,除湿溶液中的水分蒸发,浓度提高实现再生。在使用回热型换热器时可让进入制冷槽前的溶液与进入再生器前的溶液进行换热,实现回热。[0025] 本实施例中的除湿溶液为氯化钙、氯化锂或三甘醇的水溶液。[0026] 实施例1 :[0027] 在图1中,一种溶液除湿空调系统,包括半导体制冷堆5、溶液泵2和吸收器6,半导体制冷堆5的制冷端设置有制冷槽3,制热端设置有溶液再生器4,溶液再生器4内设置有辅助加热器9,制冷槽3的溶液进口与溶液泵2的出口相连,制冷槽3的溶液出口通过溶液喷淋器8与吸收器6的溶液进口相连,吸收器6的溶液出口与溶液再生器4的进口相连, 溶液再生器4的出口与蒸发式冷凝器10的进口相连,蒸发式冷凝器10的出口与储存溶液的溶液槽1的进口相连,溶液槽1的出口与溶液泵2的进口相连。溶液再生器4上端设置有水蒸气出口 11,由于蒸发式冷凝器在蒸发的过程中会产生水蒸气,蒸发式冷凝器10的上端也设置有水蒸气出口,溶液再生器4与蒸发式冷凝器10内产生的水蒸气通过水蒸气导出管排出。[0028] 吸收器6的溶液进口与溶液出口分别设置在吸收器6的两端头部位,吸收器6内于溶液进口与溶液出口之间设置有蜂窝状填料层。[0029] 吸收器6的空气出口处设置有轴流风机7,轴流风机7用于将被冷却除湿后的空气送往风口处。[0030] 本实施例的冷凝器为蒸发式冷凝器也可以是其他形式的冷凝器。若采用水冷式的冷凝器,冷凝器的上端即不需要设置有水蒸气出口。[0031] 本实施例中的辅助加热器可以采用电加热、太阳能加热也可以采用工业废热进行加热。[0032] 实施例2 :[0033] 在图2中,本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中没有蒸发式冷凝器,溶液再生器4出口与溶液槽1之间的溶液和吸收器6出口与溶液再生器4进口之间的溶液通过回热型换热器12换热。[0034] 上述本实施例的空调系统的主要工作过程为:兼做载冷剂的除湿溶液在溶液泵2 的作用下进入设置在半导体制冷堆5的制冷端的制冷槽3,并在制冷槽3中与半导体制冷堆 5进行热交换,除湿溶液的温度降低,温度降低后的除湿溶液由吸收器6上端的溶液入口进入吸收器6中,并与从外界进入吸收器6的空气进行热交换,同时,除湿溶液吸收空气中的水分对空气进行除湿,从而得到温度和湿度都降低的空气,低温干燥的空气将被轴流风机7 送往风口处,吸湿后浓度降低的除湿溶液由吸收器6下端的溶液出口出来进入溶液再生器 4,并与半导体制冷堆的制热端进行热交换,吸收热量,除湿溶液中的水分蒸发,浓度提高实现再生,再生后的除湿溶液从溶液再生器4出来进入溶液槽1,然后在溶液泵2的作用下进入下一个循环。

Claims (10)

1. 一种溶液除湿空调系统,其特征在于:该溶液除湿空调系统包括半导体制冷堆、溶液泵和吸收器,所述半导体制冷堆的制冷端设置有制冷槽,制热端设置有溶液再生器,制冷槽的溶液进口与溶液泵的出口相连,制冷槽的溶液出口与吸收器的溶液进口相连,吸收器的溶液出口与溶液再生器的进口相连,溶液再生器的出口与溶液泵的进口相连。
2.根据权利要求1所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述的溶液再生器的出口与所述溶液泵进口之间设置有储存溶液的溶液槽。
3.根据权利要求2所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述溶液再生器的出口与所述溶液槽之间设置有冷凝器。
4.根据权利要求2所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述溶液再生器的出口和所述溶液槽的进口通过一回热型换热器的一个换热管相连,所述吸收器的出口和所述溶液再生器的进口通过所述回热型换热器的另一个换热管相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述溶液再生器内设置有辅助加热器。
6.根据权利要求5所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述吸收器的溶液进口与溶液出口分别设置在吸收器的两端,所述制冷槽中的溶液通过溶液喷淋器进入所述吸收器,吸收器内于溶液进口与溶液出口之间设置有蜂窝状填料层。
7.根据权利要求1所述的溶液除湿空调系统,其特征在于:所述的溶液再生器上端设置有水蒸气出口,该水蒸气出口上连接设置有水蒸气导出管。
8. 一种溶液除湿空调系统的制冷除湿方法,其特征在于:该方法首先通过设置在半导体制冷堆制冷端的制冷槽将冷量传给兼做载冷剂的除湿溶液,温度降低的除湿溶液进入吸收器与吸收器内的空气直接接触换热,并吸收空气中的水分,得到温度与湿度都降低的空气,换热吸湿后的除湿溶液进入设置在半导体制冷堆制热端的溶液再生器、通过吸收半导体制冷堆制热端的热量蒸发水分实现再生。
9.根据权利要求8所述的溶液除湿空调系统的制冷除湿方法,其特征在于:在所述兼做载冷剂的除湿溶液进入所述制冷槽之前对其进行预冷,在所述兼做载冷剂的除湿溶液进入所述再生器之前对其进行预热。
10.根据权利要求9所述的溶液除湿空调系统的制冷除湿方法,其特征在于:所述除湿溶液为氯化钙、氯化锂或三甘醇的水溶液。
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