CN106051975A - 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法 - Google Patents

一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106051975A
CN106051975A CN201610404050.5A CN201610404050A CN106051975A CN 106051975 A CN106051975 A CN 106051975A CN 201610404050 A CN201610404050 A CN 201610404050A CN 106051975 A CN106051975 A CN 106051975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dehumidification
air
indoor
heat exchanger
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610404050.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106051975B (zh
Inventor
苏伟
张小松
张舒阳
魏宏阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201610404050.5A priority Critical patent/CN106051975B/zh
Publication of CN106051975A publication Critical patent/CN106051975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106051975B publication Critical patent/CN106051975B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plant or systems with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/006Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass for preventing frost
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1458Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification using regenerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/02System or Device comprising a heat pump as a subsystem, e.g. combined with humidification/dehumidification, heating, natural energy or with hybrid system
    • F24F2203/021Compression cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plant, or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plant, or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741Compression machines, plant, or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

本发明公开了一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法,包括制冷剂循环回路和溶液除湿/加湿循环回路,制冷剂循环回路包括通过连通管路一依次串联在一起的压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内换热器(3)、再生冷凝器(4)、节流阀(5)、室外换热器(6);溶液除湿/加湿循环回路包括通过连通管路二依次串联在一起的热回收换热器(10)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、热回收换热器(10)、室外除湿膜组件(7)、除湿溶液储存槽(8)。本发明利用膜除湿组件将室外空气潜热转换为显热,避免了结霜,将除湿溶液引入的水分再生为室内加湿。

Description

一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置及方法,属于膜法除湿、蒸气压缩制冷和除霜技术领域。
背景技术
[0002]空气源热栗是一种兼具结构简单、配置灵活、制冷制热能效高的设备,越来越受到青睐。但在一些湿度较高的夏热冬冷地区,当冬季室外温度低于(TC时热栗的室外翅片换热器常常存在结霜问题,导致空气源热栗能效降低和运行稳定性变差,这严重制约了空气源热栗的使用范围和发展。与此同时,室内由于冬季供暖温度上升,相对湿度下降,引起空气干燥,人体舒适性下降,而目前尚未见到在冬季可以同时控制室内温湿度的空调产品。因此,如何有效的解决空气源热栗的结霜问题,提高空气源热栗运行能效,同时为室内提供一个舒适的温湿度热环境,是空气源热栗发展所面临的一个重要问题。
[0003]目前,热栗主要的除霜技术有逆循环除霜、热气旁通除霜和电加热除霜等,但是这些除霜方法需要额外消耗电能,降低热栗制热效率的同时影响了室内的热舒适性和供热的稳定性。近年来,一些研究者提出了很多新型的除霜和抑制结霜的方法,典型的有浙江大学陈光明提出的一种无霜型空气源热栗系统(专利申请号:CN200910098008.5),该装置利用防冻溶液作为载热介质吸收室外低温空气热量,再将溶液的热量传给室外蒸发器,从而避免了空气源热栗的结霜,但是该系统没有很好的解决溶液的再生问题且系统复杂,溶液腐蚀严重,耗能较高。西安交通大学王沣浩等人提出了一种蓄热除湿耦合型无霜空气源热栗热水器(专利申请号:CN201210520800.7),该装置在热栗系统中添加了一个蓄热装置,作为除湿再生工况的低温热源,解决了除霜时能量来源不足的问题,但该系统需在制热除霜模式间不断切换,造成室内供暖的不稳定性;广东西屋康达空调有限公司提出专利申请“一种节能型无霜空气源热栗系统”(申请号:201310435416.1),该系统针对水溶性防冻液需要浓缩再生的问题,提出了一种采用憎水性防冻液态作为低温载热介质,从而避免了溶液再生的问题,但该溶液存在导热系数较低,换热效果差等问题。
发明内容
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置及方法,能够在保证空气源热栗冬季无霜的条件下,为室内加湿,实现空气源热栗机组连续、高效、稳定、可靠运行,解决了现有技术中溶液难以再生及冬季室内干燥的问题。
[0005]技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0006] —种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,包括制冷剂循环回路和溶液循环回路,制冷剂循环回路包括压缩机(I)、室内换热器(3)、再生冷凝器(4)、节流阀
(5)、室外换热器(6)。溶液循环回路包括溶液储存槽(8)、循环栗(9)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、室外除湿膜组件(7),其中:
[0007]压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口相连,室内换热器(3)的低温高压制冷剂蒸汽出口与再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂蒸汽入口相连,再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂液体出口通过节流阀(5)与室外换热器
(6)的低温低压制冷剂液体入口连接。室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口与压缩机
(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接。
[0008]除湿膜组件(7)的低温除湿稀溶液出口与溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液入口连接,溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接,冷凝再生器(4)的高温除湿稀溶液出口与室内加湿膜组件(11)的高温除湿稀溶液入口的连接,室内加湿膜组件(11)的高温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接。
[0009]除湿膜组件(7)上开设有室外空气进口和室外干燥空气出口,而除湿膜组件(7)的室外干燥空气出口与室外换热器(6)的室外干燥空气入口连接。室内换热器(3)上开设有室内空气进口和高温室内空气出口。室内换热器(3)的高温室内空气出口与室内加湿膜组件
(II)的高温室内空气进口连接,室内加湿膜组件(11)上设有高温室内湿空气出口,而室外换热器(6)上设有干燥低温室外空气出口。
[0010]进一步地:还包括热回收换热器(10),溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接,热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接。室内加湿膜组件(11)的高温除湿浓溶液出口与热回收换热器(10)的高温除湿浓溶液入口连接,热回收换热器(10)的低温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接。
[0011]优选的:所述室内换热器(3)和室外换热器(6)均为风冷换热器,且所述室内换热器(3)的室内空气进口处装有室内风机(12)。而除湿膜组件(7)的室外空气进口处装有室外风机(13)。
[0012]优选的:所述溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口通过循环栗(9)与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接。
[0013]优选的:所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)内均为空气走壳程,溶液走管程的中空纤维膜管束。
[0014]优选的:所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)中的膜为无机分子筛膜、高分子聚合物膜或液膜。
[0015]优选的:所述除湿溶液为溴化锂盐溶液,氯化锂盐溶液或氯化钙盐溶液。
[0016]优选的:还包括四通换向阀(2),所述压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口通过四通换向阀(2)与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口连接。室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口通过四通换向阀(2)与压缩机(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接。
[0017] —种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置的膜法除湿和室内再生加湿的方法,
[0018]在蒸气压缩制冷循环过程中,高温低压制冷剂蒸汽经压缩机(I)压缩后得到高温高压制冷剂蒸汽,高温高压制冷剂蒸汽进入室内换热器(3),在室内换热器(3)内与室内空气的冷凝换热,得到低温高压制冷剂蒸汽和高温室内空气。低温高压制冷剂蒸汽进入冷凝再生器(4)内,在冷凝再生器(4)中为来自于热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液提供热量,完成过冷后变为低温高压制冷剂液体和高温除湿稀溶液。低温高压制冷剂液体经过节流阀(5)节流降压到蒸发压力和蒸发温度得到低温低压制冷剂液体,低温低压制冷剂液体进入到室外换热器(6)中,在室外换热器(6)中低温低压制冷剂液体吸收来自于除湿膜组件(7)的干燥室外空气的热量,变成高温低压制冷剂蒸汽和低温干燥室外空气,高温低压制冷剂蒸汽进入压缩机(I)内,在压缩机(I)中,高温低压制冷剂蒸汽压缩变成高温高压制冷剂蒸汽。
[0019] 在溶液循环过程中,室外空气和低温除湿浓溶液分别进入除湿膜组件(7)中,室外空气走壳程,低温除湿浓溶液走管程,由于膜具有选择透过性,低温除湿浓溶液侧蒸气分压力大于空气中水蒸气分压力,将空气潜热转换为显热,完成溶液对空气的除湿。除湿后的低温除湿浓溶液变为低温除湿稀溶液,室外空气变为干燥室外空气,低温除湿稀溶液从除湿膜组件(7)中排入溶液储存槽(8)。溶液储存槽(8)中低温除湿稀溶液通过循环栗(9),首先经过热回收换热器(10)进行初步加热,得到初级加热除湿稀溶液,之后初级加热除湿稀溶液进入再生冷凝器(4)进一步加热,得到高温除湿稀溶液,高温除湿稀溶液最后进入室内加湿膜组件(11),在室内加湿膜组件(11)中与从室内换热器(3)出来的高温室内空气进行热湿交换,完成对空气的加湿和溶液的再生,得到高温除湿浓溶液和高温室内湿空气。
[0020] 室外空气首先经过室内加湿膜组件(11)进行除湿过程,将空气潜热转换为显热,得到干燥室外空气,干燥室外空气在进入室外换热器(6)进行换热过程,得到干燥低温室外空气。室内空气依次通过室内换热器(3)加热得到高温室内空气,高温室内空气进入到室内膜组件(11)加湿,得到高温室内湿空气。
[0021]有益效果:本发明提供的一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置及方法,相比现有技术,具有以下有益效果:
[0022] 1.本发明通过膜法除湿装置对进入室外换热器的空气进行除湿干燥从而防止空气源热栗结霜,与传统溶液除湿无霜空气源热栗装置相比,闭式的溶液循环有效的防止室外环境杂质对除湿溶液的污染,减少了过滤和除杂装置。膜法除湿设备很好的避免了溶液液滴的夹带问题,不会对周围环境、设备及人员造成污染和伤害,另外,膜法除湿是非接触式调湿方法,降低了除湿溶液对设备的腐蚀损耗。
[0023] 2.本发明对于除湿溶液再生热源上选用了采用部分冷凝热进行溶液再生,与其它传统的电加热再生装置相比,具有更高的能量利用率,一方面很好的利用了冷凝器换热器冷凝后的余热进行溶液再生,减少了热量损失。另一方面对冷凝后的制冷剂进行进一步过冷,提高了蒸气压缩机组的制冷效率。
[0024] 3.本发明针对冬季室内环境比较干燥,热舒适性较差以及常规空调没有加湿功能的问题,通过有效结合室内换热器和溶液再生循环中的加湿膜组件,实现了溶液再生和室内加湿一体化。既提升了能效利用率,又对干燥环境进行加湿,提高了环境的热舒适性。
附图说明
[0025]图1是本发明一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置结构示意图.
[0026]图中:压缩机I,四通换向阀2,室内换热器3,再生冷凝器4,节流阀5,室外换热器6,除湿溶液储存槽8,循环栗9,热回收换热器10,室内加湿膜组件11,室内风机12和室外风机13ο
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0028] —种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,如图1所示:包括制冷剂循环回路和溶液循环回路,制冷剂循环回路包括压缩机(I)、室内换热器(3)、再生冷凝器
(4)、节流阀(5)、室外换热器(6)。溶液循环回路包括溶液储存槽(8)、循环栗(9)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、室外除湿膜组件(7),其中:
[0029]压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口相连,室内换热器(3)的低温高压制冷剂蒸汽出口与再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂蒸汽入口相连,再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂液体出口通过节流阀(5)与室外换热器
(6)的低温低压制冷剂液体入口连接。室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口与压缩机
(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接。上述流程构成了蒸气压缩式热栗循环回路。
[0030]除湿膜组件(7)的低温除湿稀溶液出口与溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液入口连接,溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接,冷凝再生器(4)的高温除湿稀溶液出口与室内加湿膜组件(11)的高温除湿稀溶液入口的连接,室内加湿膜组件(11)的高温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接。
[0031]除湿膜组件(7)上开设有室外空气进口和室外干燥空气出口,而除湿膜组件(7)的室外干燥空气出口与室外换热器(6)的室外干燥空气入口连接。室内换热器(3)上开设有室内空气进口和高温室内空气出口。室内换热器(3)的高温室内空气出口与室内加湿膜组件
(II)的高温室内空气进口连接,室内加湿膜组件(11)上设有高温室内湿空气出口,而室外换热器(6)上设有干燥低温室外空气出口。室外除湿膜组件(7)位于室外换热器(6)进风入口处对空气进行除湿干燥,室内加湿膜组件(11)位于室外换热器(6)出风口处,用于加湿室内空气。
[0032]还包括用来进行热量回收的热回收换热器(10),溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接,热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接。室内加湿膜组件(11)的高温除湿浓溶液出口与热回收换热器(10)的高温除湿浓溶液入口连接,热回收换热器(10)的低温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接。
[0033]所述室内换热器(3)和室外换热器(6)均为风冷换热器,且所述室内换热器(3)的室内空气进口处装有室内风机(12)。而除湿膜组件(7)的室外空气进口处装有室外风机
(13)。
[0034]所述溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口通过循环栗(9)与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接。
[0035]所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)内均为空气走壳程,溶液走管程的中空纤维膜管束。
[0036]所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)中的膜为无机分子筛膜、高分子聚合物膜或液膜。
[0037] 所述除湿溶液为溴化锂盐溶液,氯化锂盐溶液或氯化钙盐溶液。
[0038]还包括四通换向阀(2),所述压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口通过四通换向阀(2)与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口连接。室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口通过四通换向阀(2)与压缩机(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接。
[0039] —种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置的膜法除湿和室内再生加湿的方法,
[0040]在蒸气压缩制冷循环过程中,高温低压制冷剂蒸汽经压缩机(I)压缩后得到高温高压制冷剂蒸汽,高温高压制冷剂蒸汽进入室内换热器(3),在室内换热器(3)内与室内空气的冷凝换热,得到低温高压制冷剂蒸汽和高温室内空气。低温高压制冷剂蒸汽进入冷凝再生器(4)内,在冷凝再生器(4)中为来自于热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液提供热量,完成过冷后变为低温高压制冷剂液体和高温除湿稀溶液。低温高压制冷剂液体经过节流阀(5)节流降压到蒸发压力和蒸发温度得到低温低压制冷剂液体,低温低压制冷剂液体进入到室外换热器(6)中,在室外换热器(6)中低温低压制冷剂液体吸收来自于除湿膜组件(7)的干燥室外空气的热量,变成高温低压制冷剂蒸汽和低温干燥室外空气,高温低压制冷剂蒸汽进入压缩机(I)内,在压缩机(I)中,高温低压制冷剂蒸汽压缩变成高温高压制冷剂蒸汽。
[0041] 在溶液循环过程中,室外空气和低温除湿浓溶液分别进入除湿膜组件(7)中,室外空气走壳程,低温除湿浓溶液走管程,由于膜具有选择透过性,低温除湿浓溶液侧蒸气分压力大于空气中水蒸气分压力,将空气潜热转换为显热,完成溶液对空气的除湿。除湿后的低温除湿浓溶液变为低温除湿稀溶液,室外空气变为干燥室外空气,低温除湿稀溶液从除湿膜组件(7)中排入溶液储存槽(8)。溶液储存槽(8)中低温除湿稀溶液通过循环栗(9),首先经过热回收换热器(10)进行初步加热,得到初级加热除湿稀溶液,之后初级加热除湿稀溶液进入再生冷凝器(4)进一步加热,得到高温除湿稀溶液,高温除湿稀溶液最后进入室内加湿膜组件(11),在室内加湿膜组件(11)中与从室内换热器(3)出来的高温室内空气进行热湿交换,完成对空气的加湿和溶液的再生,得到高温除湿浓溶液和高温室内湿空气。
[0042] 室外空气首先经过室内加湿膜组件(11)进行除湿过程,将空气潜热转换为显热,得到干燥室外空气,干燥室外空气在进入室外换热器(6)进行换热过程,得到干燥低温室外空气。室内空气依次通过室内换热器(3)加热得到高温室内空气,高温室内空气进入到室内膜组件(11)加湿,得到高温室内湿空气。
[0043]制热时,本发明实施例的工作原理如下:
[0044]该方法主要包括蒸气压缩制冷循环、溶液循环两个过程;
[0045]在蒸气压缩制冷循环过程中,制冷剂经压缩机(I)压缩后,进入室内换热器(3)冷凝,为用户提供热量,之后进入冷凝再生器(4)为溶液提供热量,完成过冷后变为高压制冷剂液体,经过节流阀(5)节流降压到蒸发压力和蒸发温度,在室外换热器(6)中制冷剂吸收热量,进入压缩机(I),完成蒸气压缩制冷循环。
[0046]在溶液循环过程中,室外空气和浓溶液分别进入除湿膜组件(7),空气走壳程,除湿溶液走管程,由于膜具有选择透过性,溶液侧蒸气分压力大于空气中水蒸气分压力,将空气潜热转换为显热,完成溶液对空气的除湿。除湿后的溶液变为稀溶液,从除湿膜组件(7)中排入溶液储存槽(8);溶液储存槽(8)中稀溶液通过循环栗(8),首先经过热回收换热器
(10)进行初步加热,之后进入再生冷凝器(4)进一步加热,最后进入室内加湿膜组件(11),与从室内换热器(3)出来的高温气体进行热湿交换,完成对空气的加湿和溶液的再生。
[0047]本发明中室外空气首先经过除湿膜组件(11)进行除湿过程,将空气潜热转换为显热,在进入室外换热器(6)进行换热过程,避免结霜的同时,提高了换热效率;室内空气分别分别通过室内换热器(3)加热和室内膜组件(11)加湿过程,提升了冬季室内热环境的舒适性。
[0048]制冷剂循环回路包括通过连通管路一依次串联在一起的压缩机(I)、四通换向阀
(2)、室内换热器(3)、再生冷凝器(4)、节流阀(5)、室外换热器(6)。具体的,所述压缩机(I)的排气口经四通换向阀(2)与室内换热器(3)的入口相连,室内换热器(3)的出口与再生冷凝器(4)入口相连,再生冷凝器(4)的出口和节流阀(5)相连,节流阀(5)与室外换热器(6)的入口相连,室外换热器(6)的出口经四通换向阀(2)和压缩机(I)的吸气口相连,上述流程构成了蒸气压缩式热栗循环回路。溶液除湿/加湿循环回路包括通过连通管路二依次串联在一起的热回收换热器(10)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、热回收换热器(10)、室外除湿膜组件(7)、除湿溶液储存槽(8),溶液除湿/加湿循环回路包括除湿溶液储存槽(8)、循环栗(9)、热回收换热器(10)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、室外除湿膜组件(7)和连通管路二。除湿溶液储存槽(8)出口溶液通过管路二经循环栗(9)、热回收换热器(10)与再生冷凝器(4)入口相连,溶液经再生冷凝器(4)出口与室内加湿膜组件(11)相连,室内加湿膜组件(11)出口溶液经热回收换热器(10)后进入室外除湿膜组件(7)入口,完成除湿后返回溶液储存槽(8)。
[0049]除湿溶液利用热栗系统的部分冷凝热提供再生热能,通过室内再生冷凝器(4)与室内换热器(3)进行溶液再生,并将除湿溶液引入的水分加湿室内环境。
[0050]室外除湿膜组件与室外换热器进风口相连,对进入换热器的空气进行除湿干燥。室内加湿膜组件与室内换热器出风口相连接,用于加湿室内空气。
[0051]溶液除湿/加湿循环回路中,设有溶液热回收器,用来进行热量回收,该溶液热回收器分别与溶液储存槽出口、再生冷凝器入口和室内加湿膜组件出口和室外除湿膜组件入口相连接,提尚能效利用率。
[0052]本发明通过在室外换热器入口设置膜除湿组件,将室外空气潜热转换为显热,同时对空气进行除湿,避免了室外翅片换热器表面结霜;通过设置冷凝再生器将部分冷凝热量传递给除湿溶液,提高再生溶液温度,进一步在室内换热器出口设置加湿膜组件对室内空气进行加湿,提高室内环境热舒适性,同时实现除湿溶液的再生;此外,还通过设置溶液热回收换热器回收再生后溶液的热能,减小循环过程中的热损能耗。膜组件具有选择透过性,只允许水蒸气透过,有效避免液滴被夹带到空气中,从而避免了腐蚀的发生,同时还具有能量利用率高的优点。
[0053]以上所述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润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:包括制冷剂循环回路和溶液循环回路,制冷剂循环回路包括压缩机(I)、室内换热器(3)、再生冷凝器(4)、节流阀(5)、室外换热器(6);溶液循环回路包括溶液储存槽(8)、循环栗(9)、再生冷凝器(4)、室内加湿膜组件(11)、室外除湿膜组件(7),其中: 压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口相连,室内换热器(3)的低温高压制冷剂蒸汽出口与再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂蒸汽入口相连,再生冷凝器(4)的低温高压制冷剂液体出口通过节流阀(5)与室外换热器(6)的低温低压制冷剂液体入口连接;室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口与压缩机(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接; 除湿膜组件(7)的低温除湿稀溶液出口与溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液入口连接,溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接,冷凝再生器(4)的高温除湿稀溶液出口与室内加湿膜组件(11)的高温除湿稀溶液入口的连接,室内加湿膜组件(I I)的高温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接; 除湿膜组件(7)上开设有室外空气进口和室外干燥空气出口,而除湿膜组件(7)的室外干燥空气出口与室外换热器(6)的室外干燥空气入口连接;室内换热器(3)上开设有室内空气进口和高温室内空气出口;室内换热器(3)的高温室内空气出口与室内加湿膜组件(11)的高温室内空气进口连接,室内加湿膜组件(11)上设有高温室内湿空气出口,而室外换热器(6)上设有干燥低温室外空气出口。
2.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:还包括热回收换热器(10),溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接,热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液出口与冷凝再生器(4)的初级加热除湿稀溶液入口连接;室内加湿膜组件(11)的高温除湿浓溶液出口与热回收换热器(10)的高温除湿浓溶液入口连接,热回收换热器(10)的低温除湿浓溶液出口与除湿膜组件(7)的低温除湿浓溶液入口连接。
3.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:所述室内换热器(3)和室外换热器(6)均为风冷换热器,且所述室内换热器(3)的室内空气进口处装有室内风机(12);而除湿膜组件(7)的室外空气进口处装有室外风机(13)。
4.根据权利要求2所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:所述溶液储存槽(8)的低温除湿稀溶液出口通过循环栗(9)与热回收换热器(10)的低温除湿稀溶液入口连接。
5.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)内均为空气走壳程,溶液走管程的中空纤维膜管束。
6.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:所述室内加湿膜组件(11)和室外除湿膜组件(7)中的膜为无机分子筛膜、高分子聚合物膜或液膜。
7.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:所述除湿溶液为溴化锂盐溶液,氯化锂盐溶液或氯化钙盐溶液。
8.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置,其特征在于:还包括四通换向阀(2),所述压缩机(I)的高温高压制冷剂蒸汽排气口通过四通换向阀(2)与室内换热器(3)的高温高压制冷剂蒸汽入口连接;室外换热器(6)的高温低压制冷剂蒸汽出口通过四通换向阀(2)与压缩机(I)的高温低压制冷剂蒸汽入口连接。
9.根据权利要求1所述的基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热栗装置的膜法除湿和室内再生加湿的方法,其特征在于: 在蒸气压缩制冷循环过程中,高温低压制冷剂蒸汽经压缩机(I)压缩后得到高温高压制冷剂蒸汽,高温高压制冷剂蒸汽进入室内换热器(3),在室内换热器(3)内与室内空气的冷凝换热,得到低温高压制冷剂蒸汽和高温室内空气;低温高压制冷剂蒸汽进入冷凝再生器(4)内,在冷凝再生器(4)中为来自于热回收换热器(10)的初级加热除湿稀溶液提供热量,完成过冷后变为低温高压制冷剂液体和高温除湿稀溶液;低温高压制冷剂液体经过节流阀(5)节流降压到蒸发压力和蒸发温度得到低温低压制冷剂液体,低温低压制冷剂液体进入到室外换热器(6)中,在室外换热器(6)中低温低压制冷剂液体吸收来自于除湿膜组件(7)的干燥室外空气的热量,变成高温低压制冷剂蒸汽和低温干燥室外空气,高温低压制冷剂蒸汽进入压缩机(I)内,在压缩机(I)中,高温低压制冷剂蒸汽压缩变成高温高压制冷剂蒸汽; 在溶液循环过程中,室外空气和低温除湿浓溶液分别进入除湿膜组件(7)中,室外空气走壳程,低温除湿浓溶液走管程,由于膜具有选择透过性,低温除湿浓溶液侧蒸气分压力大于空气中水蒸气分压力,将空气潜热转换为显热,完成溶液对空气的除湿;除湿后的低温除湿浓溶液变为低温除湿稀溶液,室外空气变为干燥室外空气,低温除湿稀溶液从除湿膜组件(7)中排入溶液储存槽(8);溶液储存槽(8)中低温除湿稀溶液通过循环栗(9),首先经过热回收换热器(10)进行初步加热,得到初级加热除湿稀溶液,之后初级加热除湿稀溶液进入再生冷凝器(4)进一步加热,得到高温除湿稀溶液,高温除湿稀溶液最后进入室内加湿膜组件(11),在室内加湿膜组件(11)中与从室内换热器(3)出来的高温室内空气进行热湿交换,完成对空气的加湿和溶液的再生,得到高温除湿浓溶液和高温室内湿空气; 室外空气首先经过室内加湿膜组件(11)进行除湿过程,将空气潜热转换为显热,得到干燥室外空气,干燥室外空气在进入室外换热器(6)进行换热过程,得到干燥低温室外空气;室内空气依次通过室内换热器(3)加热得到高温室内空气,高温室内空气进入到室内膜组件(11)加湿,得到高温室内湿空气。
CN201610404050.5A 2016-06-08 2016-06-08 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法 Active CN106051975B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610404050.5A CN106051975B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610404050.5A CN106051975B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106051975A true CN106051975A (zh) 2016-10-26
CN106051975B CN106051975B (zh) 2019-01-25

Family

ID=57170656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610404050.5A Active CN106051975B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106051975B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106369868A (zh) * 2016-11-07 2017-02-01 高秀民 磁制冷式冷库及制冷方法
CN106482386A (zh) * 2016-11-07 2017-03-08 高秀民 绿色环保电动冷藏车及制冷方法
CN106500432A (zh) * 2016-11-07 2017-03-15 高秀民 制冷式冷库及制冷方法
CN106524563A (zh) * 2016-11-07 2017-03-22 高秀民 半导体制冷热管式电动冷藏车及制冷方法
CN107218644A (zh) * 2017-05-19 2017-09-29 东南大学 一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统
CN109186119A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 浙江理工大学 膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法
WO2019062440A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 青岛海尔空调电子有限公司 新风系统及新风加湿控制方法
WO2019062441A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 青岛海尔空调电子有限公司 加湿系统、空调器及其加湿控制方法
CN110319616A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 上海理工大学 无霜型燃气热泵系统
CN111089349A (zh) * 2019-12-17 2020-05-01 珠海格力电器股份有限公司 空调室外机及其化霜方法、空调
CN111769299A (zh) * 2019-04-01 2020-10-13 盾安汽车热管理科技有限公司 带除湿功能的电池热管理系统及其除湿方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233435A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Miyazaki Prefecture 吸収式除湿空調システム
JP2010151376A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置、空調システム
CN101975421A (zh) * 2010-09-21 2011-02-16 华南理工大学 一种热泵驱动的膜式液体除湿与蓄能装置
CN102252380A (zh) * 2011-06-30 2011-11-23 北京华创瑞风空调科技有限公司 带新风预处理装置的溶液调湿空调机组

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233435A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Miyazaki Prefecture 吸収式除湿空調システム
JP2010151376A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置、空調システム
JP4835688B2 (ja) * 2008-12-25 2011-12-14 三菱電機株式会社 空気調和装置、空調システム
CN101975421A (zh) * 2010-09-21 2011-02-16 华南理工大学 一种热泵驱动的膜式液体除湿与蓄能装置
CN102252380A (zh) * 2011-06-30 2011-11-23 北京华创瑞风空调科技有限公司 带新风预处理装置的溶液调湿空调机组

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106369868A (zh) * 2016-11-07 2017-02-01 高秀民 磁制冷式冷库及制冷方法
CN106482386A (zh) * 2016-11-07 2017-03-08 高秀民 绿色环保电动冷藏车及制冷方法
CN106500432A (zh) * 2016-11-07 2017-03-15 高秀民 制冷式冷库及制冷方法
CN106524563A (zh) * 2016-11-07 2017-03-22 高秀民 半导体制冷热管式电动冷藏车及制冷方法
CN107218644A (zh) * 2017-05-19 2017-09-29 东南大学 一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统
CN107218644B (zh) * 2017-05-19 2019-07-30 东南大学 一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统
WO2019062440A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 青岛海尔空调电子有限公司 新风系统及新风加湿控制方法
WO2019062441A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 青岛海尔空调电子有限公司 加湿系统、空调器及其加湿控制方法
CN109186119A (zh) * 2018-08-27 2019-01-11 浙江理工大学 膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法
CN109186119B (zh) * 2018-08-27 2020-12-11 浙江理工大学 膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法
CN111769299A (zh) * 2019-04-01 2020-10-13 盾安汽车热管理科技有限公司 带除湿功能的电池热管理系统及其除湿方法
CN111769299B (zh) * 2019-04-01 2021-06-11 盾安汽车热管理科技有限公司 带除湿功能的电池热管理系统及其除湿方法
CN110319616A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 上海理工大学 无霜型燃气热泵系统
CN111089349A (zh) * 2019-12-17 2020-05-01 珠海格力电器股份有限公司 空调室外机及其化霜方法、空调

Also Published As

Publication number Publication date
CN106051975B (zh) 2019-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106051975B (zh) 一种基于膜法除湿和室内再生加湿的无霜空气源热泵装置及方法
CN106091187B (zh) 一种低温热源吸收式耦合空调装置及调控方法
CN203824009U (zh) 冷凝热回收新风换气机
CN104456798A (zh) 实现能量平衡的热泵驱动溶液调湿及生活热水制取系统
CN107255336A (zh) 一种单风道紧凑型热泵驱动的溶液除湿新风处理机组
CN201016499Y (zh) 太阳能梯级利用式空调系统
CN100419340C (zh) 排风潜能回收液体除湿空调系统
CN107449027A (zh) 一种太阳能与空气源热泵耦合热水系统
CN107255329A (zh) 一种基于能源塔的过渡季节低耗能供冷系统
CN105299952B (zh) 空调净化除湿多功能机组及使用方法
CN107388657B (zh) 一种基于低压压缩溶液再生的无霜空气源热泵系统
CN106288097B (zh) 跨临界循环与溶液除湿系统复合的空气处理系统
CN104566734A (zh) 一种热泵驱动的内冷型溶液除湿新风机组
CN103868171A (zh) 一种热泵直膨式溶液除湿新风系统
CN204881113U (zh) 一种太阳能与热泵联合一体化的多功能干燥系统
CN203797832U (zh) 一种热泵直膨式溶液除湿新风系统
CN106766355B (zh) 一种温湿度独立控制空调系统
CN207849600U (zh) 一种高效节能的数据机房冷却空调系统
CN203291698U (zh) 一种高效节能空气除湿系统
CN104776709A (zh) 一种太阳能与热泵联合一体化的多功能干燥系统
CN106871280B (zh) 一种热泵驱动的两级溶液除湿空调系统
CN109780641A (zh) 一种无新风型地埋管溶液除湿系统
CN103994505A (zh) 排风源热泵驱动新风的系统
CN108444278A (zh) 连续置换式除湿烘干设备
CN106839202A (zh) 一种空调器及其除湿方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant