CN104807116B - 一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置，包括回风处理系统和新风处理系统，采用显热换热装置，利用温度较低的送风对室内回风进行降温，同时新风的送风温度也得到升高，可以直接送入室内。回风在进入全热回收装置之前的状态点贴近于饱和线，在溶液全热回收装置中，回风和新风进行全热回收，充分利用了回风的可回收能量，减少了冷源投入的冷量，提高了新风处理装置的能效。此外，本发明通过工况切换，可以实现冬季对回风的热回收和对新风加热加湿的功能。

Description

一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置
技术领域
本发明属于暖通空调系统领域，涉及一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置。
背景技术
空调系统中，根据国家现行卫生标准的要求，需要向室内供给一定量的新鲜室外空气(新风)。国家暖通空调相关的标准一般都规定了向室内供给的最小新风量(m3/h)。室外新风由于温度和湿度以及含尘量等原因，通常不能直接送入室内，必须对其进行热湿处理。在供冷季期间，室外空气通常高温高湿，需要对室外空气降温除湿；在供暖季期间，室外空气通常低温低湿，需要对室外空气升温加湿。对室外空气进行热湿处理是空调系统的主要任务之一，对新风处理的能耗可以占到空调系统能耗的20％-30％，若室外气候条件恶劣，那么新风处理的能耗会更高，因此，降低新风处理能耗是空调系统节能的重要环节。
目前的新风处理方式大多采用板翅式换热器或转轮对新风和回风进行显热回收或全热回收，然后新风和回风混合，统一进行热湿处理，送入室内。这样的处理方式送风温度较低，往往需要对送风再热或采用二次回风与送风混合。除此之外，目前有还有一些独立的新风处理装置，例如溶液除湿、固体除湿等。从以上背景技术来看，目前尚未有一种结合溶液全热回收与冷凝除湿的新风处理装置。本专利旨在提出一种一种溶液全热回收与冷凝除湿复合的新风处理装置，利用对回风进行全热回收，使用溶液喷淋填料组成模块，采用多级模块的方式，充分回收回风的潜热，降低新风处理的能耗。此外，经过处理的新风温度和湿度合适，可以直接送入室内。
发明内容
技术问题：本发明提出了一种提高了总体能效，可以在夏季和冬季实现新风和回风的全热回收，除湿过程为贴近饱和线的溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置。
技术方案：本发明的溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置，包括回风处理系统和新风处理系统，所述回风处理系统包括按照回风方向依次连接的回风-水换热器、溶液-排风喷淋填料模块，所述新风处理系统包括按照新风方向依次连接的溶液-新风喷淋填料模块、新风-水喷淋填料模块、表冷器和送风-水换热器，回风处理系统回风方向与新风处理系统的新风方向相向设置，所述回风-水换热器与送气-水换热器之间采用水循环连接，所述溶液-排风喷淋填料模块与溶液-新风喷淋填料模块均为至少一个，且两者数量相等、对应设置，每个溶液-排风喷淋填料模块与对应的溶液-新风喷淋填料模块采用溶液循环连接，组成一个全热回收模块。
进一步的，该装置还包括与所述新风-水喷淋填料模块水循环连接的板式换热器，所述板式换热器的入口与表冷器的出口连接，冷冻水/热水依次通过表冷器和板式换热器。
在夏季工况运行时，该装置设置了送风与回风的显热换热装置，在室内回风和经过降温除湿的送风之间进行显热换热。其作用是使回风温度降低，在含湿量(kg/kg)不变的情况下，使回风的相对湿度(％)提高，回风状态贴近饱和线。同时，该装置提高送风温度，使得经过除湿处理的新风送风温度合适，可以直接送入室内。显热换热装置可采用水循环空气-空气显热换热器或热管空气-空气显热换热器。本发明设置了回风全热回收装置。由一个溶液-排风喷淋模块和一个溶液-新风喷淋模块组成单级全热回收模块，回风全热回收装置包括两级或多级全热回收模块组成。在喷淋模块和换热模块之间采用溶液循环，溶液可为LiBr、LiCl、CaCl2溶液等。由于在进入全热模块之前，回风经过了显热回收装置的降温过程，因此回风状态较贴近饱和线，经过新风和回风之间的溶液全热回收之后，新风被降温除湿，新风状态也较贴近于饱和线。在全热回收装置中，新风和回风不接触，避免了新回风污染以及漏风的问题。新风经过全热回收后，依次进入水喷淋模块和表冷模块，冷冻水依次进入表冷模块和板式换热器。在板式换热器中，喷淋水与冷冻水换热，温度降低。在喷淋模块中，喷淋水对新风初步降温除湿，在表冷器中，冷冻水对新风进一步降温除湿。
本发明装置可实现冬季和夏季工况的转换。在冬季运行时，停止回风和送风显热回收的循环水泵，在表冷器和板式换热器中通入热水。回风和新风全热回收装置运行，由于溶液凝固点低，因此冬季不会发生冻结的问题。新风经过全热回收之后，进入喷淋模块，喷淋热水对新风加湿升温，采用这种方法解决了新风冬季加湿的问题。通过喷淋模块之后，热水在表冷器中对新风进一步加热。此时，新风温度和含湿量适宜，可以直接送入室内。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
目前，新风处理最常用的方式为冷凝除湿配合回风-新风显热回收或回风-新风全热回收，该方式的空气处理过程是新风与回风先通过热回收装置，然后对新风进行冷凝除湿，被处理过后的新风直接送入室内。本装置与上述装置的区别在于空气处理流程不同。本装置送风与回风之间设置了显热换热装置，这个装置具有两点优势：第一，利用温度较低的送风对室内回风进行降温，使得回风在进入全热回收装置之前的状态点贴近于饱和线，因此新风在经过与回风的全热回收过程之后也贴近于饱和线，然后可以直接进入喷淋模块和表冷器进一步降温除湿。而在传统装置中，新风经过全热回收之后的状态离饱和线仍有一段距离，需要先对新风降温，才能除湿。第二，经过全热回收后，新风的送风温度也得到升高，可以直接送入室内。因此，本装置可以作为温湿度独立控制系统的除湿设备使用，与显热处理设备配合，可以使用热湿比在较大的范围内变化。
本装置充分利用了回风的可回收能量，减少了冷源投入的冷量，提高了新风处理装置的总体能效。目前的回风-新风显热回收多采用板翅式空气-空气换热器，回风-新风全热回收多采用转轮全热回收。本装置的热回收是采用溶液全热回收，热回收效率高于板翅式空气-空气显热回收，热回收效率与转轮全热回收相当，成本低于转轮全热回收。由于溶液的凝固点低，因此本装置在冬季无需考虑防冻的问题，可以在冬季实现新风和回风的全热回收。
本装置在冬季运行时，可以实现新风升温加湿的工况，在喷淋模块中，采用热水对新风喷淋，对新风初步升温和加湿，然后新风进入表冷器与热水换热，进一步升温。此时，新风的温度和湿度均已处理合适，可以直接送入室内。
除冷凝除湿之外，目前的新风处理装置还包括溶液调湿新风处理方式、固体除湿新风处理。与溶液调湿新风处理方式相比，本装置采用溶液全热回收和冷凝除湿复合的方式，兼具溶液除湿全热回收效率高，冷凝除湿无腐蚀问题的优点。在与冷冻水/热水换热环节的工质为水，不采用除湿溶液(如LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl2溶液)，因此，避免了溶液的腐蚀问题。由于没有腐蚀问题，本装置的换热器均可采用普通的管翅式换热器和板式换热器，而无需采用特制的防腐换热器，可大幅降低成本。与固体除湿方式相比，本装置的空气处理流程有所不同。固体除湿流程的空气除湿过程为等焓过程，而本装置的除湿过程为贴近饱和线的过程，通过冷凝除湿方式，冷冻水可以对空气直接除湿。因此，本装置不涉及到吸湿剂的再生问题，因此生产、制作简单，成本可以大幅下降。
附图说明
图1为溶液除湿和冷凝除湿复合新风处理装置原理图。
图中有：回风-水换热器1、溶液-排风喷淋填料模块2、送风-水换热器3、表冷器4、新风-水喷淋填料模块5、溶液-新风喷淋填料模块6、板式换热器7、水泵8、溶液泵9。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
图1示出了溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置，该装置包括回风处理系统和新风处理系统，所述回风处理系统包括依次连接的回风-水换热器1、溶液-排风喷淋填料模块2，所述新风处理系统包括依次连接的送风-水换热器3、表冷器4、新风-水喷淋填料模块5和溶液-新风喷淋填料模块6，所述回风-水换热器1与对应的送气-水换热器3之间采用水循环连接。溶液-排风喷淋填料模块2与溶液-新风喷淋填料模块6均为至少一个，且两者数量相等、对应设置，每个溶液-排风喷淋填料模块2与对应的溶液-新风喷淋填料模块6采用溶液循环连接，组成一个全热回收模块。新风-水喷淋填料模块5与板式换热器7之间水循环连接，所述板式换热器7的入口与表冷器4的出口连接，冷冻水/热水依次通过表冷器4和板式换热器7。
夏季运行时，表冷器4和板式换热器7中通入冷冻水。新风依次通过溶液-新风喷淋填料模块6，新风-水喷淋填料模块5，表冷器4和送气-水换热器3；回风依次通过回风-水换热器1和溶液-排风喷淋填料模块2。冬季运行时，表冷器4和板式换热器7中通入热水，关闭回风-送风显热回收装置的循环水泵。新风依次通过溶液-新风喷淋填料模块6，新风-水喷淋填料模块5，表冷器4和送气-水换热器3；回风依次通过回风-水换热器1和溶液-排风喷淋填料模块2。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置，其特征在于，该装置包括回风处理系统和新风处理系统，所述回风处理系统包括按照回风方向依次连接的回风-水换热器(1)、溶液-排风喷淋填料模块(2)，所述新风处理系统包括按照新风方向依次连接的溶液-新风喷淋填料模块(6)、新风-水喷淋填料模块(5)、表冷器(4)和送风-水换热器(3)，回风处理系统回风方向与新风处理系统的新风方向相向设置，所述回风-水换热器(1)与送气-水换热器(3)之间采用水循环连接，所述溶液-排风喷淋填料模块(2)与溶液-新风喷淋填料模块(6)均为至少一个，且两者数量相等、对应设置，每个溶液-排风喷淋填料模块(2)与对应的溶液-新风喷淋填料模块(6)采用溶液循环连接，组成一个全热回收模块。
2.根据权利要求1所述的溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置，其特征在于，该装置还包括与所述新风-水喷淋填料模块(5)水循环连接的板式换热器(7)，所述板式换热器(7)的入口与表冷器(4)的出口连接，冷冻水/热水依次通过表冷器(4)和板式换热器(7)。
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