CN105823155A - 一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气处理系统，尤其涉及一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，包括除湿循环系统和吸收式制冷系统；除湿循环系统包括除湿溶液循环流经的溶液再生式蒸发冷凝器组件和吸收式除湿器组件，除湿溶液流经吸收式除湿器组件后变为稀溶液，稀溶液流经溶液再生式蒸发冷凝器组件后变为浓溶液并进入下一除湿循环；吸收式制冷系统包括吸收器组件、表冷器组件、开式蒸发器组件；吸收器组件与开式蒸发器组件连接，吸收器组件与溶液再生式蒸发冷凝器组件连接且与吸收式除湿器组件并联；开式蒸发器组件设置有制冷剂补入口；冷量载体循环流经表冷器组件、开式蒸发器组件。本发明除湿和制冷可相互独立控制，节约能耗且结构简单。

Description

一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统
技术领域
本发明涉及空气处理系统，尤其涉及一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统。
背景技术
空调系统正愈来愈广泛地应用于生产和生活，并以前所未有的速度迅速增长。空调的使用对提高劳动生产率和改善生活起到了显著成效，但是由此却加剧了能源紧张的矛盾，一些欧美国家建筑能耗中的采暖、空调和通风的耗能约占全国总能耗的30%，我国也已达到27%左右，而且这一比例还在不断攀升。因此，科学用能、节约用能在能源短缺的当今显得越来越迫切和重要。
在当前能源紧缺，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术和吸收式除湿技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。目前美国、日本的中央空调系统，吸收式系统的约占80%以上。吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程，制冷机组一般采用闭式循环，在真空状态下运行。制冷机组单独处理显热负荷要求的冷源温度约为15℃，若要同时满足除湿负荷的要求，则要求冷源温度为5℃～7℃，因此会造成能源品味上的浪费。通过冷凝方式对空气同时进行冷却和除湿还有一个弊端就是无法适应复杂的热湿比变化。为提高能源利用效率，解决空气处理的显热与潜热比与室内热湿负荷相匹配的问题，温度和湿度独立控制系统是一个有效的解决途径。由于吸收式制冷为闭式循环，而吸收式除湿为开式循环，各系统内部组成部件无法共用和衔接。为了实现对温度和湿度的独立控制，需要同时采用溶液吸收式除湿和吸收式制冷两套系统，则会造成系统部件太多，结构复杂，生产成本高。
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吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，除湿和制冷独立控制，节约能耗且结构简单。
为实现上述目的，本发明的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，包括除湿循环系统和吸收式制冷系统；
所述除湿循环系统包括除湿溶液循环流经的溶液再生式蒸发冷凝器组件和吸收式除湿器组件，除湿溶液流经吸收式除湿器组件后变为稀溶液，稀溶液流经溶液再生式蒸发冷凝器组件后变为浓溶液并进入下一除湿循环；
所述吸收式制冷系统包括吸收器组件、表冷器组件、以水作为制冷剂的开式蒸发器组件；吸收器组件与开式蒸发器组件连接，吸收器组件与溶液再生式蒸发冷凝器组件连接且与吸收式除湿器组件并联；开式蒸发器组件设置有制冷剂补入口，制冷剂在开式蒸发器组件内蒸发后被吸收器组件内的除湿溶液吸收，除湿溶液流经吸收器组件后变为稀溶液；冷量载体循环流经表冷器组件、开式蒸发器组件。
优选的，所述除湿循环系统还包括用于为浓溶液降温的冷却器，冷却器串联于表冷器组件和开式蒸发器组件之间。
优选的，所述除湿循环系统还包括使浓溶液被预冷并使稀溶液被预热的换热器组件，从溶液再生式蒸发冷凝器组件流出的浓溶液流经换热器组件后流入吸收式除湿器组件和吸收器组件，从吸收式除湿器组件和吸收器组件流出的稀溶液流经换热器组件后流入溶液再生式蒸发冷凝器组件。
优选的，所述除湿循环系统还包括浓溶液泵和稀溶液泵，从溶液再生式蒸发冷凝器组件流出的浓溶液流经浓溶液泵后流入换热器组件；从吸收式除湿器组件流出的稀溶液流经稀溶液泵后流入换热器组件。
优选的，所述除湿循环系统还包括浓溶液缓冲箱组件和稀溶液缓冲箱组件，浓溶液缓冲箱组件用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时储蓄浓溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时放出浓溶液，稀溶液缓冲箱组件用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时放出稀溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时储蓄稀溶液；沿着除湿溶液的流动方向，浓溶液缓冲箱组件设置于溶液再生式蒸发冷凝器组件和换热器组件之间，稀溶液缓冲箱组件设置于吸收式除湿器组件和换热器组件之间。
优选的，室内空气先流经所述吸收式除湿器组件除湿，再流经表冷器组件降温，然后排入室内。
优选的，所述除湿溶液为溴化锂溶液、氯化锂溶液或氯化钙溶液。
本发明的有益效果：本发明的除湿循环系统和吸收式制冷系统同时采用开式循环，吸收过程和除湿过程采用同一种吸收式溶液，本发明的空调系统无需冷凝器，结构简单，开式循环将除湿过程和制冷过程进行结合，系统只有一种除湿溶液、系统没有冷凝负荷、系统部件少、结构简单、能源利用效率高。本发明的一种压缩式制冷与溶液再生除湿耦合的空调系统，可实现对空气的湿度、温度相互独立控制，可适应对热湿比变化复杂的空气进行处理，使得控制更加精准，有利于提高空气的送风品质，整个空调系统结构简单，运行及控制方便。
附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图。
图2为本发明的实施例二的结构示意图。
附图标记包括：
1—溶液再生式蒸发冷凝器组件2—吸收式除湿器组件
3—吸收器组件
4—表冷器组件5—开式蒸发器组件6—冷却器
7—换热器组件
81—浓溶液泵82—稀溶液泵
91—浓溶液缓冲箱组件92—稀溶液缓冲箱组件
10—流量调节阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例一。
如1图所示，本发明的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，包括除湿循环系统和吸收式制冷系统；所述除湿循环系统包括除湿溶液循环流经的溶液再生式蒸发冷凝器组件1和吸收式除湿器组件2，除湿溶液流经吸收式除湿器组件2后变为稀溶液，稀溶液流经溶液再生式蒸发冷凝器组件1后变为浓溶液并进入下一除湿循环；所述吸收式制冷系统包括吸收器组件3、表冷器组件4、以水作为制冷剂的开式蒸发器组件5；吸收器组件3与开式蒸发器组件5连接，吸收器组件3与溶液再生式蒸发冷凝器组件1连接且与吸收式除湿器组件2并联；开式蒸发器组件5设置有制冷剂补入口，制冷剂在开式蒸发器组件5内蒸发后被吸收器组件3内的除湿溶液吸收，除湿溶液流经吸收器组件3后变为稀溶液；冷量载体循环流经表冷器组件4、开式蒸发器组件5。
本发明所述的浓溶液和稀溶液为相对概念，经溶液再生式蒸发冷凝器组件1蒸发后且尚未吸收湿气的除湿溶液为浓溶液，吸收湿气后且尚未被溶液再生式蒸发冷凝器组件1蒸发水分的除湿溶液为浓溶液。
本发明的除湿循环系统的工作原理是，室内的空气通入吸收式除湿器组件2后，空气与浓溶液接触，浓溶液将空气中的水汽吸收，使空气干燥，达到对空气除湿的目的；浓溶液吸湿后浓度降低变为稀溶液，稀溶液流经溶液再生式蒸发冷凝器组件1时，溶液再生式蒸发冷凝器组件1可利用太阳能、天然气、废热等为热源对稀溶液进行加热蒸发再生，还可以利用低品位的热能对稀溶液进行再生，包括地热能、发动机余热、工业废热等。
本发明的吸收式制冷系统的工作原理是，制冷剂在开式蒸发器组件5蒸发，并从冷量载体吸收热量，使得冷量载体温度降低，冷量载体流经表冷器组件4时与流经的空气进行热交换，实现对空气进行降温；吸收器组件3从开式蒸发器组件5吸收制冷剂后使制冷剂被除湿溶液吸收，除湿溶液在溶液再生式蒸发冷凝器组件1被加热蒸发后排到大气中，从而省去了闭式循环系统中的冷凝器。冷量的制取通过蒸发器中水分的蒸发吸热完成，蒸发用的水分需要由外界补充。
本发明的除湿循环系统和吸收式制冷系统同时采用开式循环，吸收过程和除湿过程采用同一种吸收式溶液，本发明的空调系统无需冷凝器，结构简单，开式循环将除湿过程和制冷过程进行结合，系统只有一种除湿溶液、系统没有冷凝负荷、系统部件少、结构简单、能源利用效率高。
本发明的一种压缩式制冷与溶液再生除湿耦合的空调系统，可实现对空气的湿度、温度相互独立控制，可适应对热湿比变化复杂的空气进行处理，使得控制更加精准，有利于提高空气的送风品质，整个空调系统结构简单，运行及控制方便。
具体可在除湿溶液流通管路中或/和冷量载体流通管路中安装有流量调节阀10，可以根据室内热湿负荷的变化对浓溶液的流量进行灵活调节。
本发明的冷量载体为水。所述除湿溶液为溴化锂溶液、氯化锂溶液或氯化钙溶液。
优选的，室内空气先流经所述吸收式除湿器组件2除湿，再流经表冷器组件4降温，然后排入室内。蒸发器组件产生的冷冻水为表冷器组件4和收式除湿器组件提供冷量。新风或房间回风在收式除湿器组件中进行除湿冷却后，进入表冷器中被冷冻水降温，从而实现湿度和温度的独立控制。
实施例二。
如图2所示，本实施例与实施例一不同之处在于，所述除湿循环系统还包括用于为浓溶液降温的冷却器6，冷却器6串联于表冷器组件4和开式蒸发器组件5之间。
从溶液再生式蒸发冷凝器组件1流出的浓溶液流经冷却器6组件降温后流入吸收式除湿器组件2。具体的，冷却器6组件也可为吸收式除湿器组件2的一部分，使吸收式除湿器组件2为内冷型除湿器，本发明的空调系统，利用制冷循环系统中产生的部分冷却水对浓溶液进行降温，提高了浓溶液的除湿能力。
优选的，所述除湿循环系统还包括使浓溶液被预冷并使稀溶液被预热的换热器组件7，从溶液再生式蒸发冷凝器组件1流出的浓溶液流经换热器组件7后流入吸收式除湿器组件2和吸收器组件3，从吸收式除湿器组件2和吸收器组件3流出的稀溶液流经换热器组件7后流入溶液再生式蒸发冷凝器组件1。预冷后的浓溶液分成两部分，一部分送入吸收器组件3中吸收从蒸发器组件中蒸发出来的水分，另外一部分送入收式除湿器组件中与热湿空气逆向流动发生热质交换，吸收热湿空气中的水分。被预冷后的浓溶液除湿能力更强，被预热后的稀溶液更容易蒸发水分，本发明的空调系统，在不增加能耗的前提下，提高了除湿能力。
优选的，所述除湿循环系统还包括浓溶液泵81和稀溶液泵82，从溶液再生式蒸发冷凝器组件1流出的浓溶液流经浓溶液泵81后流入换热器组件7；从吸收式除湿器组件2流出的稀溶液流经稀溶液泵82后流入换热器组件7。通过分别调控浓溶液泵81和稀溶液泵82，可分别控制浓溶液和稀溶液的流速，实现控制除湿效率，同时不影响本发明的空调系统的制冷效果。
优选的，所述除湿循环系统还包括浓溶液缓冲箱组件91和稀溶液缓冲箱组件92，浓溶液缓冲箱组件91用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时储蓄浓溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时放出浓溶液，稀溶液缓冲箱组件92用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时放出稀溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时储蓄稀溶液；沿着除湿溶液的流动方向，浓溶液缓冲箱组件91设置于溶液再生式蒸发冷凝器组件1和换热器组件7之间，稀溶液缓冲箱组件92设置于吸收式除湿器组件2和换热器组件7之间。浓溶液缓冲箱组件91和稀溶液缓冲箱组件92可根据浓溶液和稀溶液的流速的差异，储蓄或放出除湿溶液，使得在调控除湿效率时，保证除湿溶液的供需平衡。
本实施例的其余特征均参照实施例一的解释，在此不再赘述。
综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：包括除湿循环系统和吸收式制冷系统；
所述除湿循环系统包括除湿溶液循环流经的溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）和吸收式除湿器组件（2），除湿溶液流经吸收式除湿器组件（2）后变为稀溶液，稀溶液流经溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）后变为浓溶液并进入下一除湿循环；
所述吸收式制冷系统包括吸收器组件（3）、表冷器组件（4）、以水作为制冷剂的开式蒸发器组件（5）；吸收器组件（3）与开式蒸发器组件（5）连接，吸收器组件（3）与溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）连接且与吸收式除湿器组件（2）并联；开式蒸发器组件（5）设置有制冷剂补入口，制冷剂在开式蒸发器组件（5）内蒸发后被吸收器组件（3）内的除湿溶液吸收，除湿溶液流经吸收器组件（3）后变为稀溶液；冷量载体循环流经表冷器组件（4）、开式蒸发器组件（5）。
2.根据权利要求1所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：所述除湿循环系统还包括用于为浓溶液降温的冷却器（6），冷却器（6）串联于表冷器组件（4）和开式蒸发器组件（5）之间。
3.根据权利要求1所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：所述除湿循环系统还包括使浓溶液被预冷并使稀溶液被预热的换热器组件（7），从溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）流出的浓溶液流经换热器组件（7）后流入吸收式除湿器组件（2）和吸收器组件（3），从吸收式除湿器组件（2）和吸收器组件（3）流出的稀溶液流经换热器组件（7）后流入溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）。
4.根据权利要求3所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：所述除湿循环系统还包括浓溶液泵（81）和稀溶液泵（82），从溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）流出的浓溶液流经浓溶液泵（81）后流入换热器组件（7）；从吸收式除湿器组件（2）流出的稀溶液流经稀溶液泵（82）后流入换热器组件（7）。
5.根据权利要求4所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：所述除湿循环系统还包括浓溶液缓冲箱组件（91）和稀溶液缓冲箱组件（92），浓溶液缓冲箱组件（91）用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时储蓄浓溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时放出浓溶液，稀溶液缓冲箱组件（92）用于在浓溶液的流速小于稀溶液的流速时放出稀溶液且在浓溶液的流速大于稀溶液的流速时储蓄稀溶液；沿着除湿溶液的流动方向，浓溶液缓冲箱组件（91）设置于溶液再生式蒸发冷凝器组件（1）和换热器组件（7）之间，稀溶液缓冲箱组件（92）设置于吸收式除湿器组件（2）和换热器组件（7）之间。
6.根据权利要求1所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：室内空气先流经所述吸收式除湿器组件（2）除湿，再流经表冷器组件（4）降温，然后排入室内。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的一种吸收式除湿和吸收式制冷耦合的空调系统，其特征在于：所述除湿溶液为溴化锂溶液、氯化锂溶液或氯化钙溶液。
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