CN103868171A - 一种热泵直膨式溶液除湿新风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热泵直膨式冷凝热梯级使用的溶液除湿系统设计。一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，包括热泵制冷循环系统、溶液系统和风系统。制冷循环系统包括压缩机、壳管冷凝器、翅片冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器；溶液系统包括新风除湿器、溶液再生器、和设置在新风除湿器与溶液再生器之间的溶液回路上的溶液泵；风系统包括新风送风机、再生风机；本发明将冷凝热分为两部分，一部分用于再生溶液的升温，一部分用于再生空气的升温，既保证了溶液的再生温度，又解决了再生空气在再生过程中会对溶液再生温度影响的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，属于溶液除湿空调机组设计。
背景技术
节能减排，建设资源节约型社会已经成为当前一项非常重要的工作，由于中央空调的能耗已占建筑总能耗的40~60%。所以，降低中央空调系统能耗成为全社会节能减排的一个重要方向。随着温湿度分控概念的提出、溶液除湿系统的开发应用，溶液系统改进和进一步节能也成为当下课题。
传统的溶液除湿系统中溶液使用浓度较高，再生难度大，再生温度要求高，制冷系统中全部的冷凝热都进入到再生溶液中，导致了制冷系统冷凝温度过高，能效比降低；在再生器中，再生空气入口温度较低，与再生溶液温度相差较大，影响再生效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种溶液除湿系统中的冷凝热使用的梯级控制，即可以解决避免制冷系统冷凝温度过高，也可以提高再生空气温度，同时达到提高制冷系统能效比和提高再生效果的目的。
本发明的具体技术方案是：一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，包括热泵制冷循环系统、溶液系统和风系统；所述热泵制冷循环系统包括压缩机、一级冷凝器、二级冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀和蒸发器构成的制冷循环回路；
所述溶液系统包括新风除湿器、溶液再生器和设置在新风除湿器与溶液再生器之间的溶液回路上的溶液泵；
所述风系统包括分别设置在新风除湿器内侧的送风风机和设置在溶液再生器内侧的再生风机；低温浓溶液进入所述新风除湿器吸收空气中水分，高温高湿的新风成为干燥风通过送风风机送入室内，低温浓溶液变成温度略高的稀溶液，稀溶液与来自溶液再生器的高温浓溶液进行热交换，稀溶液温度初步升高后在壳管冷凝器3内吸热成为高温溶液，送入溶液再生器再生，再生风机引入再生风带走稀溶液中的水分，稀溶液然后通过溶液泵经过蒸发器被降温后重新回到新风除湿器，完成一个完整的除湿再生循环。
所述一级冷凝器为壳管冷凝器，所述二级冷凝器为翅片冷凝器，所述壳管冷凝器位于所述压缩机一侧，其进气口与所述压缩机的出气口连接，所述翅片冷凝器位于所述溶液再生器与再生风机之间，其进气口与壳管冷凝器出气口相连，出气口与储液器相连。
所述溶液回路上加装经济器，利用稀溶液和浓溶液的温差，流经经济器时进行热交换。
所述的蒸发器为壳管蒸发器。
所述过滤器与膨胀阀之间设有电磁阀。
本发明一种热泵直膨式溶液除湿新风系统的有益效果是：
一、制冷剂通过二次冷凝，有效的降低了冷凝温度，提高了制冷机组的能效比，而温度被升高的再生空气能避免在溶液再生器中对溶液温度的降低，从而提高了再生效果。
二、将冷凝热分为两部分，一部分用于再生溶液的升温，一部分用于再生空气的升温，既保证了溶液的再生温度，又解决了再生空气在再生过程中会对溶液再生温度影响的难题。
三、机组采用直膨式制冷方式，有效的减少了二次热交换系统的水泵和冷水机组干式蒸发器，提高了能源利用率。
四、机组采用热泵式，冬夏季转换使用，可以起到夏季降温除湿，冬季升温加湿的效果，满足冬夏季的不同需求。
附图说明
图1为本发明系统原理示意图；
其中：1、压缩机；2、四通换向阀；3、壳管冷凝器；4、翅片式冷凝器；5、储液器；6、过滤器；7、电磁阀；（8，11）、膨胀阀；（9，12，13、20）、单向阀；10、壳管蒸发器；14、送风风机；15、再生风机；16、溶液再生器；17、溶液泵；18、经济器；19、新风除湿器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
如图1所示， 一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，包括热泵制冷循环系统、溶液系统和风系统；
所述制冷系统，压缩机1所排出的高温高压气体首先经过四通换向阀2，之后进入壳管冷凝器3与从新风除湿器19中过来的低温稀溶液进行热交换，制冷剂温度初步降低，稀溶液温度升高，达到再生温度要求，被壳管冷凝器3初步冷凝的制冷剂进入翅片式冷凝器4与流经翅片表面的再生空气进行热交换，制冷剂进一步冷却并冷凝为过冷液体，再生空气温度升高，进入溶液再生器16，过冷液体经过储液器5、过滤器6后进入膨胀阀8节流降压后进入壳管蒸发器10，吸收溶液中热量后变成过热蒸汽重新被吸入压缩机1中，完成整个制冷循环；
所述溶液系统包括新风除湿器19、溶液再生器16和设置在新风除湿器19与溶液再生器16之间的溶液回路上的溶液泵17；
所述风系统包括分别设置在新风除湿器内侧的送风风机14和设置在溶液再生器16内侧的再生风机15，低温浓溶液进入所述新风除湿器19吸收空气中水分，高温高湿的新风成为干燥风通过送风风机14送入室内，低温浓溶液变成温度略高的稀溶液，稀溶液与来自溶液再生器16的高温浓溶液进行热交换，稀溶液温度初步升高后在壳管冷凝器3内吸热成为高温溶液，送入溶液再生器16再生，再生风机14引入再生风带走稀溶液中的水分，稀溶液然后通过溶液泵17经过蒸发器被降温后重新回到新风除湿器19，完成一个完整的除湿再生循环。
所述风系统包括新风系统和再生风系统两个独立系统，新风系统是利用送风风机14将室外新风通过除湿干燥处理后送入室内，再生风系统是利用再生风机15引入再生风带走稀溶液中的水分，以达到溶液再生的目的。
进一步的，在所述溶液回路上加装经济器，利用稀溶液和浓溶液的温差，流经经济器时进行热交换，分别达到降温和升温的目的，起到节能的效果。
溶液系统的工作过程是：低温浓溶液进入新风除湿器19吸收空气中水分，溶液变成温度略高的稀溶液，高温高湿的新风成为干燥风通过送风风机14送入室内，稀溶液继续在经济器18与来自溶液再生器16的高温浓溶液进行热交换，稀溶液温度升高送入溶液再生器16再生，然后通过溶液泵17重新回到新风除湿器16，完成一个完整的除湿再生循环。
所述的再生风先通过翅片式冷凝器提高温度，再进入再生器。
压缩机排出的高温制冷剂先在壳管冷凝器内与溶液换热，然后再通过翅片冷凝器与空气换热。
本发明一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，冬夏季可以切换使用，夏季运行制冷循环，对新鲜空气降温除湿送入室内；冬季运行制热循环，对新鲜空气升温加湿送入室内。
实施例1：以处理风量为6000m3/h的全新风溶液除湿机组为例，夏季制冷工况运行，制冷系统压缩机1所排出的高温高压气体进入壳管冷凝器3与从新风除湿器19中过来的低温稀溶液进行热交换，制冷剂温度初步降低，稀溶液温度升高，达到再生温度要求，被初步冷凝的制冷剂进入翅片式冷凝器4与流经翅片表面的再生空气进行热交换，制冷剂进一步冷却并冷凝为过冷液体，再生空气温度升高，进入溶液再生器16，过冷液体经过储液器5、过滤器6后进入膨胀阀8节流降压后进入壳管蒸发器10，吸收溶液中热量后变成过热蒸汽重新被吸入压缩机1中，完成整个制冷循环。
此循环中，通过壳管冷凝器3和翅片冷凝器4的逐级冷凝，将制冷剂冷凝温度降至40℃，机组制冷量约可提高30%，制冷能效比可提高约35%。
在冬季热泵运行中，压缩机1所排出的高温高压气体通过四通换向阀2转换方向，进入壳管蒸发器（热泵运行时作为壳管冷凝器）10与从溶液再生器16(热泵运行时作为溶液除湿器使用）中过来的低温稀溶液进行热交换，制冷剂温度降低，稀溶液温度升高，达到再生温度要求，过冷制冷剂液体经过储液器5、过滤器6后进入膨胀阀11节流降压后进入到翅片冷凝器4（热泵运行作为蒸发器使用）吸收再生风中的热量后初步蒸发，然后再进入壳管冷凝器3（热泵运行时作为蒸发器使用）完全蒸发变成过热蒸汽重新被吸入压缩机中，完成整个热泵循环。
此循环中，机组有效的将室外空气的热能转移到溶液中，将室外空气进行预热和加湿后送入室内。
上述实施例为本发明的一种较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1. 一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，其特征在于，包括热泵制冷循环系统、溶液系统和风系统；所述热泵制冷循环系统包括压缩机、一级冷凝器、二级冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀和蒸发器构成的制冷循环回路；
所述溶液系统包括新风除湿器、溶液再生器和设置在新风除湿器与溶液再生器之间的溶液回路上的溶液泵；
所述风系统包括分别设置在新风除湿器内侧的送风风机和设置在溶液再生器内侧的再生风机；低温浓溶液进入所述新风除湿器吸收空气中水分，高温高湿的新风成为干燥风通过送风风机送入室内，低温浓溶液变成温度略高的稀溶液，稀溶液与来自溶液再生器的高温浓溶液进行热交换，稀溶液温度初步升高后在壳管冷凝器3内吸热成为高温溶液，送入溶液再生器再生，再生风机引入再生风带走稀溶液中的水分，稀溶液然后通过溶液泵经过蒸发器被降温后重新回到新风除湿器，完成一个完整的除湿再生循环。
2.根据权利要求1所述的一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，其特征在于，所述一级冷凝器为壳管冷凝器，所述二级冷凝器为翅片冷凝器，所述壳管冷凝器位于所述压缩机一侧，其进气口与所述压缩机的出气口连接，所述翅片冷凝器位于所述溶液再生器与再生风机之间，其进气口与壳管冷凝器出气口相连，出气口与储液器相连。
3.根据权利要求2所述的一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，其特征在于，所述溶液回路上加装经济器，利用稀溶液和浓溶液的温差，流经经济器时进行热交换。
4.根据权利要求3所述的一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，其特征在于，所述的蒸发器为壳管蒸发器。
5.根据权利要求4所述的一种热泵直膨式溶液除湿新风系统，其特征在于，所述过滤器与膨胀阀之间设有电磁阀。
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