CN106705300A - 复合型空气调节装置及其调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明复合型空气调节装置及其调节方法,包括制冷剂循环回路、溶液循环回路和空气处理过程。与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过热泵换热器内置耦合于溶液处理器构建内热型再生器和内冷型除湿器,并利用热泵换热器进行溶液除湿前预冷与再生前预热,提高再生和除湿过程的热效率。充分利用冷凝废热作为溶液再生的辅助热源、利用室内排风废热加热新风、利用高温浓溶液废热加热再生用稀溶液,实现能量最大化利用。冬季工况下利用溶液再生过程实现对送风空气的加湿,利用溶液除湿降低蒸发器入口空气湿度,利用室外湿空气全热作为热泵系统的低温热源,可实现湿冷地区冬季无霜连续高效运行。夏季工况下蒸发器实现干工况运行,系统性能提升。

Description

复合型空气调节装置及其调节方法
技术领域
本发明涉及一种空气调节的装置及方法,具体说是一种溶液除湿循环和热泵循环结合的复合型空气调节系统,通过热泵换热器内置于溶液处理器构建内热型再生器和内冷型除湿器,充分利用低品位废热,并利用热泵换热器进行溶液除湿前预冷与再生前预热,实现高效节能地调节室内温湿度。属于制冷与空调技术领域。
背景技术
随着经济的迅速发展,人类的生产和生活对能源的需求日益增长,对环境的影响日渐加剧,保护环境和节约资源已成为当今世界共同关注的焦点。中国能源发展面临诸多挑战,为了减少能源的过度消耗,实现经济、社会、生态全面协调可持续发展,2015年中国能源政策白皮书中明确提出加强工业节能和实施建筑节能的要求。建筑领域能耗高、比重大,长期增长的趋势明显,同时具备较大的节能潜力,且减排成本相对较低。因此,推广建筑节能是实现我国节能减排战略的重要任务。
近几年,将传统蒸气压缩式热泵与溶液除湿技术结合起来的复合型空调系统因夏季时利用经过除湿降温后的空气消除室内潜热和部分余热,由高温冷源承担室内显热负荷,从而提高了系统制冷系数,冬季时利用除湿溶液的再生过程对空气进行加湿处理,理想地解决了系统的潜热负荷,受到了广泛关注。溶液再生过程能够采用60-80℃的低品位热能(太阳能、废热、热泵冷凝热等)实现,目前,大部分复合型空调系统都是利用太阳能或者工业废热来驱动溶液再生,过于依赖外部条件,不能稳定地工作。将冷却介质引入除湿器中构成内冷型除湿器后,能直接带走除湿过程产生的热量,实现对吸湿溶液的就近冷却,使除湿过程近似等温过程,提高除湿效率。将加热介质引入再生器中构成内热型再生器后,能就近补偿再生过程需要的热量,提高再生过程再生量和再生热效率,避免或缓解带液问题。目前大多数研究都是利用辅助热源来进行再生过程和除湿过程的辅助加热或者冷却,未涉及将热泵换热器内置于溶液处理器构建内热型再生器和内冷型除湿器,将内热源管道作为填料的支架,并利用热泵换热器进行溶液除湿前预冷与再生前预热的研究。
发明内容
针对现有溶液除湿技术中溶液再生驱动热源的利用方式及溶液处理器结构存在的缺陷,本发明基于溶液除湿循环与热泵循环结合的复合型空调系统,提出一种复合型空气调节装置及其调节方法,目的在于提供一种高效、节能的调节空气温湿度的方法,以解决溶液除湿技术中再生热源补偿、除湿冷却方式、再生/除湿器结构等技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
复合型空气调节装置,包括制冷剂循环回路、溶液循环回路和空气处理过程;
制冷剂循环回路包括压缩机、四通阀C和制冷剂循环流路,制冷剂循环流路包括依次串联的制冷剂溶液热交换器A、室内换热器、节流阀、室外换热器和制冷剂溶液热交换器B,且另设换热器辅助内热源管道A与室内换热器并联,另设换热器辅助内热源管道B与室外换热器并联;制冷剂循环流路由四通阀C进行流向的切换,以转变制冷剂的流向,实现夏季和冬季运行模式切换,夏季时,制冷剂从压缩机流出,经四通阀C导向后通过制冷剂溶液热交换器B进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器A流出的制冷剂经四通阀C导向后流回压缩机;冬季时,制冷剂从压缩机流出,经四通阀C导向通过制冷剂溶液热交换器A进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器B流出的制冷剂经四通阀C导向后流回压缩机;
溶液循环回路中,溶液依次循环流经制冷剂溶液热交换器B、内热源型溶液处理器B、溶液罐B、溶液热交换器、溶液泵A、制冷剂溶液热交换器A、内热源型溶液处理器A、溶液罐A、溶液热交换器和溶液泵B;
换热器辅助内热源管道A耦合内置于内热源型溶液处理器A内,换热器辅助内热源管道B耦合内置于内热源型溶液处理器B内;
空气处理过程包括室外空气处理流程和室内送风处理流程,
室外空气处理流程的设备包括室外风机、室外换热器和内热源型溶液处理器B,室外风机为双向风机,根据冬季和夏季运行模式切换风的流向,夏季时,室外风机吹动空气先经过室外换热器,再经过内热源型溶液处理器B;冬季时,室外风机吹动空气先经过内热源型溶液处理器B,再经过室外换热器;
室内送风处理流程的设备包括空气热交换器、内热源型溶液处理器A、室内换热器和室内风机;室内送风处理流程为:由室外新风先经过空气热交换器与室内排风进行热交换,再依次通过内热源型溶液处理器A和室内换热器处理到所需温度和湿度,由室内风机(2)送入室内。
内热源型溶液处理器A与内热源型溶液处理器B的结构相同,内热源型溶液处理器A包括外壳、溶液进口管路、溶液出口管路、布液板、空气进口管路、空气出口管路、内热源管路进出口A、内热源管路进出口B、填料和换热器辅助内热源管道A;换热器辅助内热源管道A同时作为填料的支架;内热源管路进出口A和内热源管路进出口B分别连接于换热器辅助内热源管道A的上下两端,换热器辅助内热源管道A设于外壳内部,换热器辅助内热源管道A包括至少两层沿横向面布置的并排管、纵向设置的支撑连通管和纵向设置的支撑管,两层并排管之间的一条对角线之间支撑有支撑连通管,另一条对角线之间支撑有支撑连通管,支撑连通管与并排管之间构成弓字型的制冷剂流路,填料放置于每层并排管上;溶液从外壳顶部的溶液进口管路进入内热源型溶液处理器A,先流到布液板上,经过布液板上均匀分布的小孔滴到填料上,使整个填料处于润湿状态,溶液沿填料由上往下流动;空气从外壳下部四周布置的空气进口管路进入内热源型溶液处理器A,从下往上在填料的空隙间流动,从外壳上部四周布置的空气出口管路离开内热源型溶液处理器A;空气和溶液在内热源型溶液处理器A内相互逆流而行,进行热质交换;
当内热源型溶液处理器A用作内热型再生器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口A进入,沿着换热器辅助内热源管道A由上而下流动同时放出热量用于溶液再生,冷却凝结后从内热源管路进出口B离开;
当内热源型溶液处理器A用作内冷型除湿器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口B进入,沿着换热器辅助内热源管道A由下而上流动同时吸收溶液除湿过程热量,汽化后从内热源管路进出口A离开。
室内换热器所在的支路上,室内换热器的两端分别串联调节阀A和调节阀C;换热器辅助内热源管道A所在的支路上,换热器辅助内热源管道A的两端分别串联调节阀B和调节阀D;且调节阀A和调节阀B位于制冷剂流向的同一侧;室外换热器所在的支路上,室外换热器的两端分别串联调节阀E和调节阀G,换热器辅助内热源管道B所在的支路上,换热器辅助内热源管道B的两端分别串联调节阀F和调节阀H;且调节阀E、调节阀F位于制冷剂流向的同一侧。
夏季运行时,所述室内换热器为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器A为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道A为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器A为内冷型除湿器,所述室外换热器为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器B为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道B为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器B为内热型再生器;
冬季运行时,所述室内换热器为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器A为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道A为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器A为内热型再生器,所述室外换热器为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器B为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道B为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器B为内冷型除湿器。
复合型空气调节装置的空气调节方法,包括制冷剂循环、溶液循环和空气处理过程;
夏季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀G与调节阀H分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热给室外空气;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀E与调节阀F后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀C与调节阀D分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收除湿后新风的热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀A与调节阀B后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和吸收了冷凝器的冷凝热后升温的室外空气进行热质交换,溶液将水分释放给室外空气后变成浓溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵A进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对新风除湿,溶液吸收新风中的水分后变成稀溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵B,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经热泵系统的冷凝器吸收冷凝热后温度升高,再经溶液再生器,将之前吸收的冷凝热放出给溶液,用于溶液再生;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,与室内排风进行热量交换,温度降低,然后进入内冷型除湿器除湿后,再经过热泵系统的蒸发器继续降温,送往室内实现空气调节;
冬季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀A与调节阀B分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热用于加热内热型再生器出口新风;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀C与调节阀D后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀E与调节阀F分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收室外空气热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀G与调节阀H后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和在空气热交换器中吸收了室内空气热量后升温的新风进行热质交换,溶液将水分释放给新风后变成浓溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵B进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对室外空气除湿,溶液吸收室外空气的水分后变成稀溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵A,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经过溶液除湿器降低含湿量,湿空气中的潜热将释放转化为溶液和空气的显热,除湿后的空气再经过热泵系统的蒸发器,作为热泵系统的低温热源;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,和室内排风进行热量交换,温度升高,然后进入溶液再生器被加湿,再经过热泵系统的冷凝器提升温度,满足冬季室内温湿度要求。
与现有技术相比,本发明的主要有益效果有:
(1)本系统通过热泵换热器内置于溶液处理器构建内热型再生器和内冷型除湿器,利用热泵换热器进行溶液除湿前预冷与再生前预热,提高再生过程和除湿过程的热效率,实现高效节能地调节室内温湿度。
(2)本系统将热回收作为重要的节能手段,充分利用冷凝废热作为溶液再生的辅助热源、利用室内排风废热加热新风、利用高温浓溶液废热加热再生用稀溶液,对能量进行了最大化利用,实现了节能减排。
(3)内热源型溶液处理器中空气与溶液逆流进行热质交换,空气进出口采用四面同时流动,有利于形成紊流,保证空气均匀地进入内热源型溶液处理器和溶液充分接触,提高热质交换过程性能。换热器辅助热源内置耦合于溶液处理器中,同时作为填料的支架,提高再生或除湿效果,并优化结构。
(4)冬季工况下利用溶液再生过程实现对送风空气的加湿,无需再配备额外电加湿设备,节省了电加湿所用电能,同时利用溶液除湿降低蒸发器入口空气湿度,有效抑制了冬季蒸发器表面结霜,可实现冬季无霜连续高效运行,特别适合在湿冷地区推广应用。
(5)夏季工况下系统热湿解耦,蒸发器实现干工况运行,蒸发温度提高;冬季工况下,充分利用室外湿空气全热作为热泵蒸发器的低温热源,提高了能源利用率,冬夏两季的性能系数得到全面提升。
(6)本发明的方法只需要将技术已经很成熟的蒸汽压缩式热泵循环和溶液除湿冷却装置加以耦合和改造即可实现。本系统作为全新风系统时性能最为优异,也可作为一次回风系统。适用于医院、商场等人口流通量大、对于空气质量要求高的场所。
附图说明
图1是本发明的复合型空气调节装置的示意图;
图2是本发明的复合型空气调节装置夏季运行模式示意图;
图3是本发明的复合型空气调节装置冬季运行模式示意图;
图4是内热源型溶液处理器A用作内热型再生器时的运行模式示意图;
图5是内热源型溶液处理器A用作内冷型除湿器时的运行模式示意图。
其中:1-压缩机,2-室内风机,3-室内换热器,4-调节阀A,5-调节阀B,6-制冷剂溶液热交换器A,7-内热源型溶液处理器A,8-换热器辅助内热源管道A,9-空气热交换器,10-调节阀C,11-调节阀D,12-溶液罐A,13-溶液泵A,14-节流阀,15-溶液热交换器,16-溶液泵B,17-溶液罐B,18-调节阀E,19-调节阀F,20-换热器辅助内热源管道B,21-内热源型溶液处理器B,22-制冷剂溶液热交换器B,23-调节阀H,24-调节阀G,25-室外换热器,26-室外风机,27-四通阀;28-布液板,29-溶液进口管路,,30-空气出口管路,31-内热源管路进出口A,32-空气进口管路,33-溶液出口管路,34-内热源管路进出口B,35-外壳。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,复合型空气调节装置,包括制冷剂循环回路、溶液循环回路和空气处理过程;
制冷剂循环回路包括压缩机1、四通阀C27和制冷剂循环流路,制冷剂循环流路包括依次串联的压缩机1、制冷剂溶液热交换器A6、室内换热器3、节流阀14、室外换热器25和制冷剂溶液热交换器B22,且另设换热器辅助内热源管道A8与室内换热器3并联,另设换热器辅助内热源管道B20与室外换热器25并联,制冷剂循环回路由四通阀C27进行管路的切换,以转变制冷剂的流向,进行夏季和冬季运行模式切换;夏季时,制冷剂从压缩机流出,经四通阀C导向后通过制冷剂溶液热交换器B进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器A流出的制冷剂经四通阀C导向后流回压缩机;冬季时,制冷剂从压缩机流出,经四通阀C导向通过制冷剂溶液热交换器A进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器B流出的制冷剂经四通阀C导向后流回压缩机;
溶液循环回路中,溶液依次循环流经制冷剂溶液热交换器B22、内热源型溶液处理器B21、溶液罐B17、溶液热交换器15、溶液泵A13、制冷剂溶液热交换器A6、内热源型溶液处理器A7、溶液罐A12、溶液热交换器15和溶液泵B16;
空气处理过程包括室外空气处理流程和室内送风处理流程,
室外空气处理流程的设备包括室外风机26、室外换热器25和内热源型溶液处理器B21,室外风机26为双向风机,根据冬季和夏季运行模式切换风的流向,夏季时,室外风机吹动空气先经过室外换热器,再经过内热源型溶液处理器B;冬季时,室外风机吹动空气先经过内热源型溶液处理器B,再经过室外换热器;
室内送风处理流程由室外新风先经过空气热交换器(9)与室内排风进行热交换,再依次通过内热源型溶液处理器A(7)和室内换热器(3)处理到所需温度和湿度,由室内风机(2)送入室内,设备包括空气热交换器9、内热源型溶液处理器A7、室内换热器3和室内风机2;
换热器辅助内热源管道A8耦合内置于内热源型溶液处理器A7内,换热器辅助内热源管道B20耦合内置于内热源型溶液处理器B21内。
内热源型溶液处理器A7与内热源型溶液处理器B21的结构相同,如图4所示,内热源型溶液处理器A包括外壳35、溶液进口管路29、溶液出口管路33、布液板28、空气进口管路32、空气出口管路30、内热源管路进出口A31、内热源管路进出口B34、换热器辅助内热源管道A8同时作为填料支架;内热源管路进出口A31和内热源管路进出口B34分别连接于换热器辅助内热源管道A8的上下两端,换热器辅助内热源管道A8设于外壳35内部,换热器辅助内热源管道A8包括至少一对纵向设置的支撑连通管和至少两层沿横向面布置的并排管,支撑连通管对角支撑于两层并排管之间,且支撑连通管与并排管之间构成弓字型的制冷剂流路,填料放置于换热器辅助内热源管道A8的横向面并列管上;溶液从外壳顶部的溶液进口管路29进入内热源型溶液处理器A7,先流到布液板28上,经过布液板上均匀分布的小孔滴到填料上,使整个填料处于润湿状态,溶液沿填料由上往下流动;空气从外壳下部四周布置的空气进口管路进入内热源型溶液处理器A,从下往上在填料的空隙间流动,从外壳上部四周布置的空气出口管路离开内热源型溶液处理器A;空气和溶液在内热源型溶液处理器A内相互逆流而行,进行热质交换;空气进出口采用的是四面同时流动,有利于形成紊流,保证空气均匀地进入内热源型溶液处理器,和溶液充分接触,提高热质交换过程性能;
如图4所示,当内热源型溶液处理器A用作内热型再生器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口A31进入,沿着换热器辅助内热源管道A由上而下流动同时放出热量用于溶液再生,冷却凝结后从内热源管路进出口B34离开;
如图5所示,当内热源型溶液处理器A用作内冷型除湿器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口B34进入,沿着换热器辅助内热源管道A由下而上流动同时吸收溶液除湿过程热量,汽化后从内热源管路进出口A31离开。
室内换热器3所在的支路上,室内换热器3的两端分别串联调节阀A4和调节阀C10;换热器辅助内热源管道A8所在的支路上,换热器辅助内热源管道A8的两端分别串联调节阀B5和调节阀D11;且调节阀A4和调节阀B5位于制冷剂流向的同一侧;室外换热器25所在的支路上,,室外换热器25的两端分别串联调节阀E18和调节阀G24,换热器辅助内热源管道B20所在的支路上,换热器辅助内热源管道B20的两端分别串联调节阀F19和调节阀H23;且调节阀E18、调节阀F19位于制冷剂流向的同一侧。
如图2所示,夏季运行时,所述室内换热器3为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器A6为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道A8为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器A7为内冷型除湿器,所述室外换热器25为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器B22为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道B20为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器B21为内热型再生器;所述室外风机26为双向风机。
如图3所示,冬季运行时,所述室内换热器3为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器A6为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道A8为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器A7为内热型再生器,所述室外换热器25为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器B22为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道B20为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器B21为内冷型除湿器;所述室外风机26为双向风机。
复合型空气调节装置的空气调节方法,包括制冷剂循环、溶液循环和空气处理过程;
(1)如图2所示,夏季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀G与调节阀H分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热给室外空气;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀E与调节阀F后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀C与调节阀D分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收除湿后新风的热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀A与调节阀B后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和吸收了冷凝器的冷凝热后升温的室外空气进行热质交换,溶液将水分释放给室外空气后变成浓溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵A进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对新风除湿,溶液吸收新风中的水分后变成稀溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵B,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经热泵系统的冷凝器吸收冷凝热后温度升高,再经溶液再生器,将之前吸收的冷凝热放出给溶液,用于溶液再生;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,与室内排风进行热量交换,温度降低,然后进入内冷型除湿器除湿后,再经过热泵系统的蒸发器继续降温,送往室内实现空气调节;
(2)如图1所示,冬季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀A与调节阀B分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热用于加热再生器出口新风;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀C与调节阀D后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀E与调节阀F分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收室外空气热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀G与调节阀H后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和在空气热交换器中吸收了室内空气热量后升温的新风进行热质交换,溶液将水分释放给新风后变成浓溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵B进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对室外空气除湿,溶液吸收室外空气的水分后变成稀溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵A,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经过溶液除湿器降低含湿量,湿空气中的潜热将释放转化为溶液和空气的显热,除湿后的空气再经过热泵系统的蒸发器,作为热泵系统的低温热源;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,和室内排风进行热量交换,温度升高,然后进入溶液再生器被加湿,再经过热泵系统的冷凝器提升温度,满足冬季室内温湿度要求。

Claims (5)

1.复合型空气调节装置,其特征在于:包括制冷剂循环回路、溶液循环回路和空气处理过程;
制冷剂循环回路包括压缩机(1)、四通阀C(27)和制冷剂循环流路,制冷剂循环流路包括依次串联的制冷剂溶液热交换器A(6)、室内换热器(3)、节流阀(14)、室外换热器(25)和制冷剂溶液热交换器B(22),且另设换热器辅助内热源管道A(8)与室内换热器(3)并联,另设换热器辅助内热源管道B(20)与室外换热器(25)并联;制冷剂循环流路由四通阀C(27)进行流向的切换,以转变制冷剂的流向,实现夏季和冬季运行模式切换,夏季时,制冷剂从压缩机(1)流出,经四通阀C(27)导向后通过制冷剂溶液热交换器B(22)进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器A(6)流出的制冷剂经四通阀C(27)导向后流回压缩机(1);冬季时,制冷剂从压缩机(1)流出,经四通阀C(27)导向通过制冷剂溶液热交换器A(6)进入制冷剂循环流路,从制冷剂溶液热交换器B(22)流出的制冷剂经四通阀C(27)导向后流回压缩机(1);
溶液循环回路中,溶液依次循环流经制冷剂溶液热交换器B(22)、内热源型溶液处理器B(21)、溶液罐B(17)、溶液热交换器(15)、溶液泵A(13)、制冷剂溶液热交换器A(6)、内热源型溶液处理器A(7)、溶液罐A(12)、溶液热交换器(15)和溶液泵B(16);
换热器辅助内热源管道A(8)耦合内置于内热源型溶液处理器A(7)内,换热器辅助内热源管道B(20)耦合内置于内热源型溶液处理器B(21)内;
空气处理过程包括室外空气处理流程和室内送风处理流程,
室外空气处理流程的设备包括室外风机(26)、室外换热器(25)和内热源型溶液处理器B(21),室外风机(26)为双向风机,根据冬季和夏季运行模式切换风的流向,夏季时,室外风机(26)吹动空气先经过室外换热器(25),再经过内热源型溶液处理器B(21);冬季时,室外风机(26)吹动空气先经过内热源型溶液处理器B(21),再经过室外换热器(25);
室内送风处理流程的设备包括空气热交换器(9)、内热源型溶液处理器A(7)、室内换热器(3)和室内风机(2);室内送风处理流程为:室外新风先经过空气热交换器(9)与室内排风进行热交换,再依次通过内热源型溶液处理器A(7)和室内换热器(3)处理到所需温度和湿度,由室内风机(2)送入室内。
2.根据权利1所述的复合型空气调节装置,其特征在于:内热源型溶液处理器A(7)与内热源型溶液处理器B(21)的结构相同,内热源型溶液处理器A包括外壳(35)、溶液进口管路(29)、溶液出口管路(33)、布液板(28)、空气进口管路(32)、空气出口管路(30)、内热源管路进出口A(31)、内热源管路进出口B(34)、填料和换热器辅助内热源管道A(8);换热器辅助内热源管道A(8)同时作为填料的支架;内热源管路进出口A(31)和内热源管路进出口B(34)分别连接于换热器辅助内热源管道A(8)的上下两端,换热器辅助内热源管道A(8)设于外壳(35)内部,换热器辅助内热源管道A(8)包括至少两层沿横向面布置的并排管、纵向设置的支撑连通管和纵向设置的支撑管,两层并排管之间的一条对角线之间支撑有支撑连通管,另一条对角线之间支撑有支撑连通管,支撑连通管与并排管之间构成弓字型的制冷剂流路,填料放置于每层并排管上;溶液从外壳顶部的溶液进口管路(29)进入内热源型溶液处理器A(7),先流到布液板(28)上,经过布液板上均匀分布的小孔滴到填料上,使整个填料处于润湿状态,溶液沿填料由上往下流动;空气从外壳下部四周布置的空气进口管路进入内热源型溶液处理器A,从下往上在填料的空隙间流动,从外壳上部四周布置的空气出口管路离开内热源型溶液处理器A;空气和溶液在内热源型溶液处理器A内相互逆流而行,进行热质交换;
当内热源型溶液处理器A用作内热型再生器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口A(31)进入,沿着换热器辅助内热源管道A由上而下流动同时放出热量用于溶液再生,冷却凝结后从内热源管路进出口B(34)离开;
当内热源型溶液处理器A用作内冷型除湿器时,其内部的制冷剂由内热源管路进出口B(34)进入,沿着换热器辅助内热源管道A由下而上流动同时吸收溶液除湿过程热量,汽化后从内热源管路进出口A(31)离开。
3.根据权利要求1所述的复合型空气调节装置,其特征在于:室内换热器(3)所在的支路上,室内换热器(3)的两端分别串联调节阀A(4)和调节阀C(10);换热器辅助内热源管道A(8)所在的支路上,换热器辅助内热源管道A(8)的两端分别串联调节阀B(5)和调节阀D(11);且调节阀A(4)和调节阀B(5)位于制冷剂流向的同一侧;室外换热器(25)所在的支路上,室外换热器(25)的两端分别串联调节阀E(18)和调节阀G(24),换热器辅助内热源管道B(20)所在的支路上,换热器辅助内热源管道B(20)的两端分别串联调节阀F(19)和调节阀H(23);且调节阀E(18)、调节阀F(19)位于制冷剂流向的同一侧。
4.根据权利3要求所述的复合型空气调节装置,其特征在于:
夏季运行时,所述室内换热器(3)为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器A(6)为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道A(8)为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器A(7)为内冷型除湿器,所述室外换热器(25)为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器B(22)为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道B(20)为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器B(21)为内热型再生器;
冬季运行时,所述室内换热器(3)为热泵系统的冷凝器,所述制冷剂溶液热交换器A(6)为溶液预热器,所述换热器辅助内热源管道A(8)为再生器内热源,所述内热源型溶液处理器A(7)为内热型再生器,所述室外换热器(25)为热泵系统的蒸发器,所述制冷剂溶液热交换器B(22)为溶液预冷器,所述换热器辅助内热源管道B(20)为除湿器内冷源,所述内热源型溶液处理器B(21)为内冷型除湿器。
5.根据权利要求4所述的复合型空气调节装置的空气调节方法,其特征在于:包括制冷剂循环、溶液循环和空气处理过程;
(1)夏季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀G与调节阀H分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热给室外空气;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀E与调节阀F后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀C与调节阀D分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收除湿后新风的热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀A与调节阀B后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和吸收了冷凝器的冷凝热后升温的室外空气进行热质交换,溶液将水分释放给室外空气后变成浓溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵A进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对新风除湿,溶液吸收新风中的水分后变成稀溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵B,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经热泵系统的冷凝器吸收冷凝热后温度升高,再经溶液再生器,将之前吸收的冷凝热放出给溶液,用于溶液再生;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,与室内排风进行热量交换,温度降低,然后进入内冷型除湿器除湿后,再经过热泵系统的蒸发器继续降温,送往室内实现空气调节;
(2)冬季时,制冷剂循环过程:制冷剂经压缩机高压送出后,先在溶液预热器中放出一部分冷凝热量加热溶液,然后经调节阀A与调节阀B分成两路,一路进入热泵系统的冷凝器中冷却凝结,放出冷凝热用于加热内热型再生器出口新风;另一路经再生器内热源,放出热量用于溶液再生补偿热量,两路并联的制冷剂经调节阀C与调节阀D后汇合,一起经节流阀节流降压,然后又经调节阀E与调节阀F分成两路,一路进入热泵系统的蒸发器中吸收室外空气热量从而汽化;另一路经除湿器内冷源,吸收溶液除湿过程产生的热量从而汽化,两路并联的制冷剂经调节阀G与调节阀H后汇合,在溶液预冷器中继续冷却用于除湿的溶液,吸收溶液的热量,最后被压缩机吸入;
溶液循环过程:再生溶液与压缩机排出的高温气体在溶液预热器中进行热量交换,溶液在进入内热型再生器前被预热,然后进入内热型再生器,和在空气热交换器中吸收了室内空气热量后升温的新风进行热质交换,溶液将水分释放给新风后变成浓溶液,进入溶液罐A,由溶液罐A流出的浓溶液经溶液热交换器放出热量,再经溶液泵B进入溶液预冷器,在其中被制冷剂冷却继续放出热量,然后进入内冷型除湿器对室外空气除湿,溶液吸收室外空气的水分后变成稀溶液,进入溶液罐B,由溶液罐B流出的稀溶液经溶液热交换器,吸收来自浓溶液的热量温度升高后,经溶液泵A,进入溶液预热器;溶液再生过程的补偿热量来自再生器内热源中制冷剂放出的冷凝热,溶液除湿过程的产生的热量由除湿器内冷源中的制冷剂带走;
室外空气处理流程:室外空气先经过溶液除湿器降低含湿量,湿空气中的潜热将释放转化为溶液和空气的显热,除湿后的空气再经过热泵系统的蒸发器,作为热泵系统的低温热源;
室内送风处理流程:室外新风先经过空气热交换器,和室内排风进行热量交换,温度升高,然后进入溶液再生器被加湿,再经过热泵系统的冷凝器提升温度,满足冬季室内温湿度要求。
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