CN105841268A - 废水余热驱动式干风冷水空调系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水余热驱动式干风冷水空调系统，包括风机、空空换热器、除湿换热器、蒸发冷却器、小温差换热末端(风机盘管)、第一循环泵、第二循环泵、第一电磁阀和第二电磁阀等形成的空气回路、冷却水回路和余热废水管道。本发明利用除湿换热器制得干风冷水，利用废水余热使除湿换热器再生，实现了低品位热能回收利用，且能耗低、占用面积小、经济实用性高。

Description

废水余热驱动式干风冷水空调系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种废水余热驱动式干风冷水空调系统及其运行方法，属于制冷空调系统设计和制造的技术领域。

背景技术

随着经济的发展和生活水平的提高，人们对工作和生活的舒适性要求也越来越高，同时随着化石能源的逐渐枯竭，能源问题也日渐突出。这对能源的消耗大户——空调系统提出了更高的要求。另一方面，大量的低品位余热浪费现象严重。当前对低品位热水一般采用继续提高品位的方式再利用，但是需要进一步投入能源。若降温排放废水，不仅增加成本，而且给生态环境带来很大压力。因此最好的解决方式是直接利用。

目前国内白酒生产企业在酿造车间根据工艺要求分为恒温发酵区和蒸馏区。恒温发酵区需要空调大量制冷，保持区域内20-22℃恒温；而蒸馏区排出低品位废水较多，水温一般在50-52℃。目前国内白酒酿造行业中，对余热废水的应用模式主要有采暖、制造沼气等，无直接回收能量用于制冷的有效措施。

本发明主要是针对白酒酿造行业或其他酒制品或其他酿造生产活动中产生50℃左右的低品位余热废水，同时就近区域需求较多的制冷负荷的企业，提供一种直接利用低品位余热废水制造干风、冷水的空调系统的系统方案。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种直接利用低品位余热废水制造干风、冷水的空调系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种废水余热驱动式干风冷水空调系统，包括风机、空空换热器、除湿换热器、蒸发冷却器、小温差换热末端(即风机盘管)、第一循环泵、第二循环泵、第一电磁阀和第二电磁阀；其中空空换热器具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；

其中，风机的一端为进气口，另一端与空空换热器的第一输入端相连，空空换热器的第一输出端与除湿换热器的进风口相连，除湿换热器的出风口与蒸发冷却器的进风口相连，蒸发冷却器的出风口与空空换热器的第二输入端相连，从而形成空气回路；

第一循环泵的一端与余热废水的管道连接，另一端与第一电磁阀连接，第一电磁阀与除湿换热器的溶液入口相连，从而构成余热废水管道；以及

蒸发冷却器的出水口与第二循环泵相连，并通过第二电磁阀分成第一路和第二路，第一路与除湿换热器的溶液入口相连，第二路与小温差换热末端(风机盘管)的溶液入口相连，除湿换热器的溶液出口与小温差换热末端(风机盘管)的溶液出口相连，除湿换热器的溶液出口还连接蒸发冷却器的进水端，从而形成冷却水回路。

进一步地，废水余热驱动式干风冷水空调系统还包括冷水补水阀，冷水补水阀与蒸发冷却器的进水端连接，并与除湿换热器的溶液出口并联。

进一步地，除湿换热器利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。

进一步地，除湿换热器是一种固体除湿设备，通过在翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生。

进一步地，除湿换热器的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。

本发明还提供了一种上述废水余热驱动式干风冷水空调系统的运行方法，包括：

在空气回路中，室外新风被送入空空换热器，新风在空空换热器中与蒸发冷却器中排出的低温高湿空气换热，之后进入除湿换热器，新风被除湿干燥后形成干燥空气，干燥空气然后被送至蒸发冷却器中被吸湿，使得蒸发冷却器的内部水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气；低温高湿空气被送至空空换热器中预冷新风，温度升高后成为废气被排出；

在冷却水回路中，冷却水在蒸发冷却器中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气，其余冷却水在温度降低后通过蒸发冷却器的出水端，其余冷却水中的一小部分进入除湿换热器，带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至蒸发冷却器，循环往复；其余冷却水中的大部分进入需冷负荷区，通过小温差换热末端(风机盘管)进行换热制冷，冷却水吸热后温度升高成为较高温度的回水，回水返回蒸发冷却器再次进行降温处理。

进一步地，当运行周期切换至再生状态时，控制第一电磁阀和第二电磁阀，使冷却水回路切至余热废水管路，从而余热废水进入除湿换热器的溶液入口，热量使得除湿换热器的干燥剂脱附水分再生，使得干燥剂得以循环利用；脱附的水分被流经除湿换热器的空气带走。

进一步地，在除湿换热器的再生过程完成后，控制第一电磁阀和第二电磁阀，将余热管路切至冷却水回路，循环往复。

进一步地，在空气回路中，室外新风在空气换热器中与蒸发冷却器中排出的低温高湿空气换热后，出来的新风的温度降低含湿量不变。

进一步地，由于蒸发冷却器的进水端连接有冷水补水阀，外接冷水能够通过冷水补水阀即时补充被蒸发的损失水量。

本发明的废水余热驱动式干风冷水空调系统及其运行方法的技术效果包括：

(1)本发明提出的废水余热驱动式干风冷水空调系统，利用除湿换热器制得干风冷水，与利用冷却塔制取冷水等传统方法相比，能耗低，占地面积小，经济实用性高。

(2)利用废水余热使除湿换热器再生，充分利用现有工业生活中的低品位能源，节能高效。

(3)除湿换热器利用蒸发冷却器制取的冷却水带走吸附热，解决了传统固体干燥剂难以等温除湿的问题；除湿换热器利用废水余热再生，使冷水系统具有较高性能的同时，不再受到再生热源的限制。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的废水余热驱动式干风冷水空调系统的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种基于除湿换热器的废水余热驱动式干风冷水空调系统，包括风机1、空空换热器2、第一循环泵3、第一电磁阀4、除湿换热器5、蒸发冷却器6、第二循环泵7、和第二电磁阀8和小温差换热末端(风机盘管)9，还包括相关连接风道和相关连接管道。其中，空空换热器2具有第一输入端2a、第一输出端2b、第二输入端2c和第二输出端2d。

其中，风机1的一端为进气口，另一端与空空换热器2的第一输入端2a相连，空空换热器2的第一输出端2a与除湿换热器5的进风口相连，除湿换热器5的出风口与蒸发冷却器6的进风口相连，蒸发冷却器6的出风口与空空换热器2的第二输入端2c相连，从而形成空气回路。

第一循环泵3的一端与余热废水的管道连接，另一端与第一电磁阀4连接，第一电磁阀4与除湿换热器5的溶液入口相连，从而构成余热废水管道。

蒸发冷却器6的出水口与第二循环泵7相连，并通过第二电磁阀8分成第一路和第二路，其中，第一路与除湿换热器5的溶液入口相连，第二路与小温差换热末端(风机盘管)9的溶液入口相连，除湿换热器5的溶液出口与小温差换热末端(风机盘管)9的溶液出口相连，除湿换热器5的溶液出口还连接蒸发冷却器6的进水端，从而形成冷却水回路。

另外，本实施例的废水余热驱动式干风冷水空调系统还包括冷水补水阀10，冷水补水阀10与蒸发冷却器6的进水端连接，并与除湿换热器5的溶液出口并联。

本实施例中的除湿换热器5是一种固体除湿设备，通过在传统的翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生，即利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。除湿换热器5的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。

本实施例的废水余热驱动式干风冷水空调系统的运行过程包括：

在空气回路中，室外新风被送入空空换热器2，新风在空空换热器2中与蒸发冷却器6中排出的低温高湿空气换热，出来的新风的温度降低含湿量不变，之后进入除湿换热器5，新风被除湿干燥后形成干燥空气，干燥空气然后被送至蒸发冷却器6中被吸湿，使得蒸发冷却器6的内部水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气；低温高湿空气被送至空空换热器2中预冷新风，温度升高后成为废气被排出。

在冷却水回路中，冷却水在蒸发冷却器6中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气，其余冷却水在温度降低后通过蒸发冷却器6的出水端，其余冷却水中的一小部分进入除湿换热器5，带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至蒸发冷却器6，循环往复；其余冷却水中的大部分进入需冷负荷区，通过小温差换热末端(风机盘管)9进行换热制冷，冷却水吸热后温度升高成为较高温度的回水，回水返回蒸发冷却器6再次进行降温处理。

当运行周期切换至再生状态时，控制第一电磁阀4和第二电磁阀8，使冷却水回路切至余热废水管路，从而余热废水进入除湿换热器5的溶液入口，热量使得除湿换热器5的干燥剂脱附水分再生，使得干燥剂得以循环利用；脱附的水分被流经除湿换热器5的空气带走。

在除湿换热器5的再生过程完成后，控制第一电磁阀4和第二电磁阀8，将余热管路切至冷却水回路，循环往复。

本实施例中，由于蒸发冷却器6的进水端连接有冷水补水阀10，外接冷水能够通过冷水补水阀10即时补充被蒸发的损失水量。

本实施的系统通过利用除湿换热器制作干风，利用蒸发冷却器实现除湿与蒸发冷却结合制取冷却水，承担空调系统的显热负荷。对除湿换热器的再生采取干燥剂利用余热可再生的方法实现水分的脱附，从而恢复除湿换热器的除湿能力。在系统运行过程中，除湿换热器的再生回路是间歇工作的，由设定的运行周期决定。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，包括风机、空空换热器、除湿换热器、蒸发冷却器、小温差换热末端、第一循环泵、第二循环泵、第一电磁阀和第二电磁阀；其中所述空空换热器具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；

其中，所述风机的一端为进气口，另一端与所述空空换热器的所述第一输入端相连，所述空空换热器的所述第一输出端与所述除湿换热器的进风口相连，所述除湿换热器的出风口与所述蒸发冷却器的进风口相连，所述蒸发冷却器的出风口与所述空空换热器的第二输入端相连，从而形成空气回路；

所述第一循环泵的一端与余热废水的管道连接，另一端与所述第一电磁阀连接，所述第一电磁阀与所述除湿换热器的溶液入口相连，从而构成余热废水管道；以及

所述蒸发冷却器的出水口与所述第二循环泵相连，并通过所述第二电磁阀分成第一路和第二路，所述第一路与所述除湿换热器的溶液入口相连，所述第二路与所述小温差换热末端的溶液入口相连，所述除湿换热器的溶液出口与所述小温差换热末端的溶液出口相连，所述除湿换热器的溶液出口还连接所述蒸发冷却器的进水端，从而形成冷却水回路。

2.根据权利要求1所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，所述废水余热驱动式干风冷水空调系统还包括冷水补水阀，所述冷水补水阀与所述蒸发冷却器的进水端连接，并与所述除湿换热器的溶液出口并联。

3.根据权利要求1所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，所述除湿换热器利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。

4.根据权利要求1所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，所述除湿换热器是一种固体除湿设备，通过在所述翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生。

5.根据权利要求1所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，所述除湿换热器的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。

6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法包括：

在所述空气回路中，室外新风被送入所述空空换热器，所述新风在所述空空换热器中与所述蒸发冷却器中排出的低温高湿空气换热，之后进入所述除湿换热器，所述新风被除湿干燥后形成干燥空气，所述干燥空气然后被送至所述蒸发冷却器中被吸湿，使得所述蒸发冷却器的内部水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气；所述低温高湿空气被送至所述空空换热器中预冷新风，温度升高后成为废气被排出；

在冷却水回路中，冷却水在所述蒸发冷却器中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气，其余冷却水在温度降低后通过所述蒸发冷却器的出水端，所述其余冷却水中的一小部分进入所述除湿换热器，带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至所述蒸发冷却器，循环往复；所述其余冷却水中的大部分进入需冷负荷区，通过所述小温差换热末端进行换热制冷，冷却水吸热后温度升高成为回水，所述回水返回所述蒸发冷却器再次进行降温处理。

7.根据权利要求6所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，当运行周期切换至再生状态时，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，使所述冷却水回路切至所述余热废水管路，从而余热废水进入所述除湿换热器的溶液入口，热量使得所述除湿换热器的干燥剂脱附水分再生，使得所述干燥剂得以循环利用；脱附的水分被流经所述除湿换热器的空气带走。

8.根据权利要求7所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，在所述除湿换热器的再生过程完成后，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，将所述余热管路切至所述冷却水回路，循环往复。

9.根据权利要求6所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，在所述空气回路中，室外新风在所述空气换热器中与所述蒸发冷却器中排出的低温高湿空气换热后，出来的新风的温度降低含湿量不变。

10.根据权利要求6所述的废水余热驱动式干风冷水空调系统，其特征在于，由于所述蒸发冷却器的进水端连接有冷水补水阀，外接冷水能够通过所述冷水补水阀即时补充被蒸发的损失水量。