CN103104957A - 一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组 - Google Patents

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张婷
谢晓云
从琳
李海翔
陈晓阳
江亿
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Abstract

本发明提供了一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,包括:第一气液接触交换模块;第二气液接触交换模块;第一气液接触交换模块的溶液出口通过第一管道连通第二气液接触交换模块的喷淋装置;第二气液接触交换模块的溶液出口通过第二管道连通第一气液接触交换模块的喷淋装置;热泵循环管路依次连接压缩机的第一端,冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机的第二端构成循环;其中,第一管道通过冷凝器进行热交换,第二管道通过蒸发器进行热交换。本发明利用蒸发器对再生模块出口输出的浓溶液进行冷却,利用冷凝器对除湿模块出口输出的稀溶液进行加热,有效利用了除湿模块和再生模块之间的热回收能量,使系统效率达到最优。

Description

一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组
技术领域
[0001] 本发明涉及空气处理装置领域,具体而言,涉及一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组。
背景技术
[0002] 现有传统空调系统采用冷凝除湿的方式处理空气,采用制冷机制取7/12°C低温冷冻水,将空气温度降低点露点温度以下,实现对空气的冷凝除湿。这种空调处理方式存在如下问题:制冷机组蒸发温度低,制冷效率低下;冷凝除湿后空气温度太低,有时需再热才能达到送风温度要求,造成冷热抵消、能源浪费;表冷器盘管存在凝结水,易滋生细菌。溶液调湿方式采用具有调湿性质的盐溶液作为工作介质,与新风直接接触进行热质交换,实现对空气的湿度调节过程。溶液调湿过程消除了传统空调系统的冷凝水表面,杜绝了细菌滋生;可与高温冷水机组配合使用,提高冷机的蒸发温度从而提高制冷效率,降低冷机能耗。溶液调湿方式由于在节约能源和提高室内空气品质等方面的优势,得到了广泛的关注并在越来越多的建筑中应用。
[0003] 专利CN1862121A (公开号)公开了一种利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统。该专利中蒸发器和冷凝器内置于除湿装置和再生装置内,溶液喷淋在蒸发器和冷凝器表面,与空气进行热质交换,其换热形式为逆流换热;该专利设置了两个溶液贮液器,贮液器之间设置调节阀和混液阀以调节贮液器之间的溶液流量。从热力学角度看,采用逆流喷淋的除湿装置,沿气流方向空气温度、湿度逐渐降低,与其接触的溶液也应沿气流方向温度逐渐降低、浓度逐渐增加,才能尽可能的减少不可逆损失,达到最大的热湿交换效率;再生装置反之亦然。因此,外界提供的冷源和热源,也应处于溶液循环系统中温度的最低点和最高点,而非内置于除湿装置和再生装置内。此外,该专利的两个溶液贮液器之间设置了众多阀门,系统较为复杂且难以调节,贮液器之间的溶液互相流动还造成了混合损失。因此,该专利技术的流程的热力完善度并不是最优。
发明内容
[0004] 本发明旨在提供一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,以解决现有技术中的溶液调湿新风机组存在的热湿交换效率较低,结构复杂,热力完善度不是最优的问题。
[0005] 为了实现上述目的,本发明提供了一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,包括:内部设置有新风通道的第一气液接触交换模块;内部设置有再生空气通道的第二气液接触交换模块;第一气液接触交换模块底部的溶液出口通过第一管道连通第二气液接触交换模块顶部的喷淋装置;第二气液接触交换模块底部的溶液出口通过第二管道连通第一气液接触交换模块顶部的喷淋装置;压缩机;冷凝器;膨胀阀;蒸发器;热泵循环管路依次连接压缩机的第一端,冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机的第二端构成循环;其中,第一管道通过冷凝器进行热交换,第二管道通过蒸发器进行热交换。
[0006] 进一步地,第一管道中设置有溶液循环泵。[0007] 进一步地,第二管道中设置有溶液循环泵。
[0008] 进一步地,还包括,膨胀阀,设置在热泵循环管路中。
[0009] 进一步地,膨胀阀两端分别与蒸发器和冷凝器连接。
[0010] 进一步地,第二气液接触交换模块底部设有补水阀,补水阀连通外界的补水管和第二气液接触交换模块内的溶液腔。
[0011] 进一步地,第一气液接触全热交换模块为多个气液接触全热交换模块组成的模块组。
[0012] 进一步地,第二气液接触全热交换模块为多个气液接触全热交换模块组成的模块组。
[0013] 应用本发明的技术方案,新风机组溶液与空气采用逆流换热的形式,利用热泵的蒸发器对再生模块出口底部输出的浓溶液进行冷却,利用热泵的冷凝器对除湿模块底部出口输出的稀溶液进行加热,有效利用了除湿模块和再生模块之间的热回收能量,并从处理流程上减少了不可逆损失,使系统效率达到最优。
附图说明
[0014] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0015] 图1示出了本发明的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组的结构示意图。
具体实施方式
[0016] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0017] 本发明的目的在于提供一种结构简单、高效的热泵驱动逆流式溶液调湿新风机组,机组中溶液与空气热质交换采用逆流的形式,热泵的蒸发器与冷凝器分布设置于溶液循环系统中温度的最低点和最高点,以尽量减少热质交换过程中的不可逆损失;该机组溶液输送管路结构简单,减少了除湿溶液与再生溶液间的混合损失,提高了机组的整体效率。
[0018] 参见图1所示,图中示出了本发明的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组夏季运行的示意图。本发明的新风机组的主要部件包括:气液接触全热交换模块1、压缩机2、蒸发器3、冷凝器4、溶液循环泵5、膨胀阀6、补水阀7。
[0019] 气液接触全热交换模块I中,空气直接与喷淋出的溶液接触,新风经过第一气液接触全热交换模块A,与温度较低的浓溶液进行热质交换,降温除湿后送入室内。再生空气经过第二气液接触全热交换模块B,与温度较高的稀溶液进行热质交换,加热加湿后排到室夕卜。夏季时,第一气液接触全热交换模块A作为除湿模块,第二气液接触全热交换模块B作为再生模块,二者均采用逆流换热形式。模块A下方出口的稀溶液,流出模块A后通过第一管道与冷凝器4中从压缩机2流出的高温制冷工质换热,溶液被加热后由第一管道中的溶液循环泵5送至模块B顶部喷淋再生,再生后的浓溶液从模块B下方出口流出模块B后,与蒸发器3中从膨胀阀6流出的低温制冷工质换热,溶液被冷却后由第二管道及设置在第二管道中的溶液循环泵5送至模块A顶部喷淋除湿,吸收空气中的水分后溶液浓度变稀,再送到再生模块B中浓缩,如此循环。同时,制冷剂工质在热泵的管路中在压缩机2、蒸发器3和冷凝器4之间循环。膨胀阀6两端分别与蒸发器3和冷凝器4连接。溶液再生模块B底部设有补水阀7,连通外界的补水管和溶液再生模块B底部的溶液腔。补水阀7用于控制模块B中的溶液浓度。新风机组一方面利用热泵的蒸发器对除湿浓溶液进行冷却,以增强溶液除湿能力并吸收除湿过程中释放的潜热;另一方面利用热泵的冷凝器对再生稀溶液进行加热,溶液即被浓缩再生。
[0020] 新风机组冬季运行的原理与夏季类似,不同之处在于通过设置于热泵系统中的四通阀切换使制冷剂流向相反,冷凝器4作为蒸发器,冷却模块B中的溶液对再生空气除湿冷却,蒸发器3作为冷凝器,加热模块A中的溶液对新风进行加热加湿,经过加热加湿后的温暖湿润的新风送到室内。
[0021] 在过渡季节,新风机组可不开启制冷剂循环系统,仅运行A、B模块,通过溶液在两个模块之间与空气的全热交换,实现全热回收工况运行,即可实现向室内供给新风。
[0022] 在本实施例中,第一气液接触全热交换模块A和第二气液接触全热交换模块B均为一个气液接触全热交换装置,优选地,二者均也可以是多组气液接触全热交换装置组成的模块组。
[0023] 本发明提出的这种使用热泵驱动的,逆流式的溶液调湿新风机组。该新风机组溶液与空气采用逆流换热的形式,同时利用热泵的蒸发器对再生模块出口的浓溶液进行冷却,利用热泵的冷凝器对除湿模块出口的稀溶液进行加热,有效利用了除湿模块和再生模块之间的热回收能量,并从处理流程上优化减少了不可逆损失,使系统效率达到最优。
[0024] 本发明通过调节制冷系统蒸发器的冷量,可以调节除湿溶液的温度,同时通过适当的补水控制除湿溶液的浓度,实现对新风除湿和降温。
[0025] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,包括: 内部设置有新风通道的第一气液接触交换模块(A); 内部设置有再生空气通道的第二气液接触交换模块(B); 所述第一气液接触交换模块(A)底部的溶液出口通过第一管道连通所述第二气液接触交换模块(B)顶部的喷淋装置;所述第二气液接触交换模块(B)底部的溶液出口通过第二管道连通所述第一气液接触交换模块(A)顶部的喷淋装置; 压缩机(2);冷凝器(4);膨胀阀(6);蒸发器(3); 热泵循环管路依次连接压缩机(2)的第一端,所述冷凝器(4)、所述膨胀阀(6)、所述蒸发器(3)、所述压缩机(2)的第二端构成循环; 其中,所述第一管道通过所述冷凝器(4)进行热交换,所述第二管道通过所述蒸发器(3)进行热交换。
2.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述第一管道中设置有溶液循环泵。
3.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述第二管道中设置有溶液循环泵。
4.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述膨胀阀(6)两端分别与所述蒸发器(3)和所述冷凝器(4)连接。
5.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述第二气液接触交换模块(B)底部设有补水阀(7),所述补水阀(7)连通外界的补水管和所述第二气液接触交换模块(B)内的溶液腔。
6.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述第一气液接触全热交换模块(A)为多个气液接触全热交换模块组成的模块组。
7.根据权利要求1所述的热泵驱动的逆流式溶液调湿新风机组,其特征在于,所述第二气液接触全热交换模块(B)为多个气液接触全热交换模块组成的模块组。
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