CN106813326B - 溶液除湿机组及具有其的空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种溶液除湿机组及具有其的空调器，溶液除湿机组包括相互连通的除湿单元和再生单元，溶液除湿机组还包括：第一表冷器，第一表冷器设置在除湿单元的进气侧，以对除湿单元进气侧的气体进行降温；第二表冷器，第二表冷器设置在除湿单元的出气侧，以对从除湿单元流出的气体进行升温。本发明的溶液除湿机组解决了现有技术中的溶液除湿机组的热泵功耗较高的问题。

Description

溶液除湿机组及具有其的空调器
技术领域
本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种溶液除湿机组及具有其的空调器。
背景技术
传统空调的除湿方式是利用表冷器把空气温度降至露点，空气中的水分饱和析出，达到除湿的效果，空气相对湿度接近100％，在除湿的同时降低了空气的温度，除湿与降温互相耦合。在实际应用中，过低的送风温度还会导致结露以及舒适性问题，因此往往要对除湿后的空气再热或者混高温空气后在送入室内，空气处理过程复杂。
溶液除湿是利用某些溶液的吸湿特性，吸收空气中的水分，达到除湿效果。经溶液处理过的空气温度由溶液温度决定，相对湿度由溶液浓度决定。溶液浓度约高，温度越低，空气含湿量越低。相同的含湿量，空气相对湿度越低，空气的干球温度越高，对应溶液的温度越高，冷却溶液的冷机蒸发温度越高，系统COP越高。因此，溶液除湿方式相对于传统的表冷除湿，不仅空气处理过程更简单，还具有更高的能效比，在提倡节能减排的今天，具有重要意义。
常规的溶液除湿空调分为除湿段和再生段两部分。除湿段是低温的除湿溶液在空气中喷淋，吸收空气中的水分，溶液浓度变稀；再生段是高温的再生溶液在空气喷淋，溶液中的水分蒸发到空气中，溶液浓度变高。运行的时候，要把一部分除湿溶液和再生溶液进行交换，维持两侧溶液浓度，以实现连续稳定的运行。
溶液空调的主要功能是对空气除湿，因此出风的相对湿度越低，除湿量越大，所需要的除湿溶液越浓。因为除湿溶液浓度要低于再生溶液，所以除湿溶液浓度越高，再生溶液的浓度也越高。溶液浓度越高，再生温度越高。在热泵式溶液空调中，再生温度直接影响热泵系统的冷凝温度，冷凝温度越高，热泵的功耗越高。因此，降低送风相对湿度，会导致机组功耗的增加，系统能效比降低。在夏季，冷凝温度过高，容易引发排气温度保护，高压保护等问题，影响系统的运行稳定性。如果把溶液浓度降下来，送风相对湿度升高，含湿量降低，除湿量会减小。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种溶液除湿机组及具有其的空调器，以解决现有技术中的溶液除湿机组的热泵功耗较高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种溶液除湿机组，包括相互连通的除湿单元和再生单元，溶液除湿机组还包括：第一表冷器，第一表冷器设置在除湿单元的进气侧，以对除湿单元进气侧的气体进行降温；第二表冷器，第二表冷器设置在除湿单元的出气侧，以对从除湿单元流出的气体进行升温。
进一步地，溶液除湿机组还包括：载冷剂循环管路，载冷剂循环管路与第一表冷器和第二表冷器均连通，以使载冷剂循环管路、第一表冷器和第二表冷器之间形成载冷剂循环回路。
进一步地，载冷剂循环管路包括：第一循环管路，第一循环管路的一端与第一表冷器连通，第一循环管路的另一端与第二表冷器连通。
进一步地，载冷剂循环管路还包括：第二循环管路，第二循环管路的一端与第一表冷器连通，第二循环管路的另一端与第二表冷器连通。
进一步地，第一循环管路上设置有储液箱，储液箱的出口与第二表冷器的进口连通，储液箱的进口与第一表冷器的出口连通。
进一步地，第一循环管路上设置有载冷剂泵，载冷剂泵设置在储液箱的出口和第二表冷器之间的管路上，以使储液箱内的液体流入第二表冷器内。
进一步地，溶液除湿机组还包括第三循环管路、第四循环管路和级间流换热器，第三循环管路和第四循环管路均与级间流换热器连接以通过级间流换热器换热；其中，第三循环管路的一端与除湿单元的储液箱连通，第三循环管路的另一端与再生单元的储液箱连通；第四循环管路的一端与除湿单元的储液箱连通，第四循环管路的另一端与再生单元的储液箱连通。
进一步地，第四循环管路上设置有再生泵，再生泵的进口与再生单元的储液箱连通，再生泵的出口与除湿单元的储液箱连通。
进一步地，第三循环管路上设置有除湿泵，除湿泵的进口与除湿单元的储液箱连通，除湿泵的出口与再生单元的储液箱连通。
进一步地，溶液除湿机组还包括：第一换热管路；冷凝器，冷凝器包括第一换热通道和第二换热通道，冷凝器的第一换热通道与再生单元的第二喷淋管路连通，冷凝器的第二换热通道与第一换热管路连通。
进一步地，溶液除湿机组还包括：第二换热管路；蒸发器，蒸发器包括第三换热通道和第四换热通道，蒸发器的第三换热通道与除湿单元的第一喷淋管路连通，蒸发器的第四换热通道与第二换热管路连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括溶液除湿机组，溶液除湿机组为上述的溶液除湿机组。
本发明的溶液除湿机组通过除湿单元、再生单元、第一表冷器和第二表冷器实现了空气除湿，其中，除湿单元和再生单元相互连通，第一表冷器设置在除湿单元的进气口处，第二表冷器设置在除湿单元的出气口处。在具体的除湿过程中，除湿单元包括第一喷淋管路，通过第一喷淋管路实现了低温的除湿溶液在空气中喷淋，吸收空气中的水分，从而完成了对空气的除湿且降低了除湿溶液的浓度，再生单元包括第二喷淋管路，通过第二喷淋管路实现了高温的再生溶液在空气中喷淋，溶液中的水分蒸发到空气中，再生溶液浓度变高，通过除湿单元和再生单元相互连通可以保证在除湿过程中，除湿单元内的除湿溶液和再生单元内的再生溶液进行交换，从而维持两侧溶液浓度平衡。
在本发明中，通过在除湿单元的进气口设置第一表冷器，可以使进入除湿单元的空气先经过第一表冷器，实现对进口空气的降温，降温后的空气进入除湿单元进行除湿，经过除湿后的空气经过第二表冷器，流经第二表冷器的空气被加热，使得送风的相对湿度降低，满足了室内送风的需求，从而可以适当降低除湿单元的除湿溶液浓度，降低了再生单元的再生溶液的浓度，以此降低再生温度，热泵系统的冷凝温度下降，热泵的功耗降低，最终解决了现有技术中的因溶液除湿机组内除湿溶液浓度过高而产生的热泵功耗较高的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的溶液除湿机组的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、除湿单元；11、第一喷淋管路；20、再生单元；21、第二喷淋管路；30、第一表冷器；40、第二表冷器；50、储液箱；60、载冷剂泵；70、冷凝器；80、蒸发器；90、级间流换热器；100、再生泵；110、除湿泵；120、第一循环管路；130、第二循环管路；140、第三循环管路；150、第四循环管路；160、第一换热管路；170、第二换热管路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种溶液除湿机组，请参考图1，溶液除湿机组包括相互连通的除湿单元10和再生单元20，溶液除湿机组还包括：第一表冷器30，第一表冷器30设置在除湿单元10的进气侧，以对除湿单元10进气侧的气体进行降温；第二表冷器40，第二表冷器40设置在除湿单元10的出气侧，以对从除湿单元10流出的气体进行升温。
本发明的溶液除湿机组通过除湿单元10、再生单元20、第一表冷器30和第二表冷器40实现了空气除湿，其中，除湿单元10和再生单元20相互连通，第一表冷器30设置在除湿单元10的进气口处，第二表冷器40设置在除湿单元10的出气口处。在具体的除湿过程中，除湿单元10包括第一喷淋管路11，通过第一喷淋管路11实现了低温的除湿溶液在空气中喷淋，吸收空气中的水分，从而完成了对空气的除湿且降低了除湿溶液的浓度，再生单元20包括第二喷淋管路21，通过第二喷淋管路21实现了高温的再生溶液在空气中喷淋，溶液中的水分蒸发到空气中，再生溶液浓度变高，通过除湿单元10和再生单元20相互连通可以保证在除湿过程中，除湿单元10内的除湿溶液和再生单元20内的再生溶液进行交换，从而维持两侧溶液浓度平衡。
在本实施例中，通过在除湿单元10的进气口设置第一表冷器30，可以使进入除湿单元10的空气先经过第一表冷器30，实现对进口空气的降温，降温后的空气进入除湿单元10进行除湿，经过除湿后的空气经过第二表冷器40，流经第二表冷器40的空气被加热，使得送风的相对湿度降低，满足了室内送风的需求，从而可以适当降低除湿单元10的除湿溶液浓度，降低了再生单元20的再生溶液的浓度，以此降低再生温度，热泵系统的冷凝温度下降，热泵的功耗降低，最终解决了现有技术中的因溶液除湿机组内除湿溶液浓度过高而产生的热泵功耗较高的问题。
为了能够使第一表冷器30和第二表冷器40内的载冷剂实现内部循环，溶液除湿机组还包括：载冷剂循环管路，载冷剂循环管路与第一表冷器30和第二表冷器40均连通，以使载冷剂循环管路、第一表冷器30和第二表冷器40之间形成载冷剂循环回路。通过在第一表冷器30和第二表冷器40之间设置有载冷剂循环管路，能够使载冷剂循环管路、第一表冷器30和第二表冷器40之间形成载冷剂循环回路，从而保证载冷剂在第一表冷器30和第二表冷器40内循环。
为了能够通过第一表冷器30和第二表冷器40降低送风的相对湿度，载冷剂循环管路包括：第一循环管路120，第一循环管路120的一端与第一表冷器30连通，第一循环管路120的另一端与第二表冷器40连通。
在本实施例中，通过在溶液除湿机组上设置有第一循环管路120，其中，第一循环管路120的一端与第一表冷器30连通，第一循环管路120的另一端与第二表冷器40连通，以此将第一表冷器30和第二表冷器40连通。
为了能够使载冷剂在第一表冷器30和第二表冷器40内实现循环，载冷剂循环管路还包括：第二循环管路130，第二循环管路130的一端与第一表冷器30连通，第二循环管路130的另一端与第二表冷器40连通。通过在溶液除湿机组上设置有第二循环管路130，第二循环管路130的一端与第一表冷器30连通，第二循环管路130的另一端与第二表冷器40连通，并通过第一循环管路120和第二循环管路130的设置可以使得载冷剂在第一表冷器30和第二表冷器40内实现循环。
为了能够在第一表冷器30和第二表冷器40内提供足够的载冷剂，第一循环管路120上设置有储液箱50，储液箱50的出口与第二表冷器40的进口连通，储液箱50的进口与第一表冷器30的出口连通。
在本实施例中，通过在第一循环管路120上设置有储液箱50，其中，储液箱50的出口与第二表冷器40的进口连通，储液箱50的进口与第一表冷器30的出口连通，以此使储液箱50内的载冷剂先进入第二表冷器40，通过除湿单元10内排除的空气对载冷剂过冷，过冷后的载冷剂进入第一表冷器30，载冷剂对进入除湿单元的空气进行降温处理。
为了能够使储液箱50内的载冷剂进入第二表冷器40，第一循环管路120上设置有载冷剂泵60，载冷剂泵60设置在储液箱50的出口和第二表冷器40之间的管路上，以使储液箱50内的液体流入第二表冷器40内。
为了能够降低除湿单元10内的除湿溶液和再生单元20内的再生溶液进行交换时的冷量损失，如图1所示，溶液除湿机组还包括第三循环管路140、第四循环管路150和级间流换热器90，第三循环管路140和第四循环管路150均与级间流换热器90连接以通过级间流换热器90换热；其中，第三循环管路140的一端与除湿单元10的储液箱连通，第三循环管路140的另一端与再生单元20的储液箱连通；第四循环管路150的一端与除湿单元10的储液箱连通，第四循环管路150的另一端与再生单元20的储液箱连通。
在本实施例中，第三循环管路140的一端与除湿单元10的储液箱连通，第三循环管路140的另一端与再生单元20的储液箱连通；第四循环管路150的一端与除湿单元10的储液箱连通，第四循环管路150的另一端与再生单元20的储液箱连通，通过第三循环管路140和第四循环管路150能够使除湿单元10内的除湿溶液和再生单元20内的再生溶液进行交换，从而维持两侧溶液浓度平衡。通过将第三循环管路140和第四循环管路150均与级间流换热器90连接，可以利用级间流换热器90降低除湿单元10内的除湿溶液和再生单元20内的再生溶液进行交换时的冷量损失。
优选地，第四循环管路150上设置有再生泵100，再生泵100的进口与再生单元20的储液箱连通，再生泵100的出口与除湿单元10的储液箱连通。
优选地，第三循环管路140上设置有除湿泵110，除湿泵110的进口与除湿单元10的储液箱连通，除湿泵110的出口与再生单元20的储液箱连通。
为了能够通过冷凝器70加热再生单元20内的再生溶液，溶液除湿机组还包括：第一换热管路160；冷凝器70，冷凝器70包括第一换热通道和第二换热通道，冷凝器70的第一换热通道与再生单元20的第二喷淋管路21连通，冷凝器70的第二换热通道与第一换热管路160连通。
在本实施例中，溶液除湿机组还包括：第一换热管路160和冷凝器70，其中，冷凝器70包括第一换热通道和第二换热通道，冷凝器70的第一换热通道与再生单元20的第二喷淋管路21连通，冷凝器70的第二换热通道与第一换热管路160连通，从而可以使第一换热管路160和再生单元20的第二喷淋管路21通过冷凝器70换热，以此加热再生单元20内的再生溶液。
为了能够通过蒸发器80实现对除湿单元10内的除湿溶液的降温，溶液除湿机组还包括：第二换热管路170；蒸发器80，蒸发器80包括第三换热通道和第四换热通道，蒸发器80的第三换热通道与除湿单元10的第一喷淋管路11连通，蒸发器80的第四换热通道与第二换热管路170连通。
在本实施例中，溶液除湿机组还包括：第二换热管路170和蒸发器80，其中，蒸发器80包括第三换热通道和第四换热通道，蒸发器80的第三换热通道与除湿单元10的第一喷淋管路11连通，蒸发器80的第四换热通道与第二换热管路170连通，以此实现了第二换热管路170和除湿单元10的第一喷淋管路11通过蒸发器80换热，从而实现对除湿单元10内的除湿溶液的降温。
在本实施例中，第一换热管路160和第二换热管路170为整个换热循环管路的分支管路。
在本实施例中，第四循环管路150上的再生泵100，再生泵100的出口与冷凝器70的第一换热通道的进口连通，从而将再生溶液送入冷凝器70内，通过冷凝器70对再生溶液加热。
相应地，第三循环管路140上的除湿泵110，除湿泵110的出口与蒸发器80的第三换热通道的进口连通，从而将除湿溶液送入蒸发器80内，以此通过蒸发器80降低除湿溶液的温度。
针对本发明的溶液除湿机组的具体运行过程：
本发明的溶液除湿机组在除湿单元10的进风口安装一个预冷表冷器(第一表冷器30)，出风口安装一个再热表冷器(第二表冷器40)，两个表冷器管路串联。通过一个水泵(载冷剂泵60)，从储液箱(储液箱50)把水打入再热表冷器，被出风冷却以后在进入预冷表冷器，冷却进风，最后流回储液箱。
储液箱中的水也可以用其他载冷剂替代。表冷器的形式可以是铜管铝翅片，也可以是其他形式的空气-水换热器。
本发明还提供了一种空调器，包括溶液除湿机组，溶液除湿机组为上述的溶液除湿机组。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的溶液除湿机组通过除湿单元10、再生单元20、第一表冷器30和第二表冷器40实现了空气除湿，其中，除湿单元10和再生单元20相互连通，第一表冷器30设置在除湿单元10的进气口处，第二表冷器40设置在除湿单元10的出气口处。在具体的除湿过程中，除湿单元10包括第一喷淋管路11，通过第一喷淋管路11实现了低温的除湿溶液在空气中喷淋，吸收空气中的水分，从而完成了对空气的除湿且降低了除湿溶液的浓度，再生单元20包括第二喷淋管路21，通过第二喷淋管路21实现了高温的再生溶液在空气中喷淋，溶液中的水分蒸发到空气中，再生溶液浓度变高，通过除湿单元10和再生单元20相互连通可以保证在除湿过程中，除湿单元10内的除湿溶液和再生单元20内的再生溶液进行交换，从而维持两侧溶液浓度平衡。
在本实施例中，通过在除湿单元10的进气口设置第一表冷器30，可以使进入除湿单元10的空气先经过第一表冷器30，实现对进口空气的降温，降温后的空气进入除湿单元10进行除湿，经过除湿后的空气经过第二表冷器40，流经第二表冷器40的空气被加热，使得送风的相对湿度降低，满足了室内送风的需求，从而可以适当降低除湿单元10的除湿溶液浓度，降低了再生单元20的再生溶液的浓度，以此降低再生温度，热泵系统的冷凝温度下降，热泵的功耗降低，最终解决了现有技术中的因溶液除湿机组内除湿溶液浓度过高而产生的热泵功耗较高的问题。
本发明的溶液除湿机组通过对出风再热，降低了出风的相对湿度，与原系统相比，相同的出风相对湿度下，原系统的溶液浓度更高，会导致再生温度高，热泵系统冷凝温度偏高，功耗偏大，且在恶劣工况下容易造成排气温度过高，高压保护等问题。本发明的溶液除湿机组降低了溶液浓度，提高了送风温度，降低了送风相对湿度，减小了热泵系统功耗，节能的同时提高了可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种溶液除湿机组，包括相互连通的除湿单元(10)和再生单元(20)，其特征在于，溶液除湿机组还包括：
第一表冷器(30)，所述第一表冷器(30)设置在所述除湿单元(10)的进气侧，以对所述除湿单元(10)进气侧的气体进行降温；
第二表冷器(40)，所述第二表冷器(40)设置在所述除湿单元(10)的出气侧，以对从所述除湿单元(10)流出的气体进行升温；
载冷剂循环管路，所述载冷剂循环管路与所述第一表冷器(30)和所述第二表冷器(40)均连通，以使所述载冷剂循环管路、所述第一表冷器(30)和所述第二表冷器(40)之间形成载冷剂循环回路；
所述载冷剂循环管路包括：第一循环管路(120)，所述第一循环管路(120)的一端与所述第一表冷器(30)连通，所述第一循环管路(120)的另一端与所述第二表冷器(40)连通；第二循环管路(130)，所述第二循环管路(130)的一端与所述第一表冷器(30)连通，所述第二循环管路(130)的另一端与所述第二表冷器(40)连通；
所述第一循环管路(120)上设置有储液箱(50)，所述储液箱(50)的出口与所述第二表冷器(40)的进口连通，所述储液箱(50)的进口与所述第一表冷器(30)的出口连通。
2.根据权利要求1所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述第一循环管路(120)上设置有载冷剂泵(60)，所述载冷剂泵(60)设置在所述储液箱(50)的出口和所述第二表冷器(40)之间的管路上，以使所述储液箱(50)内的液体流入所述第二表冷器(40)内。
3.根据权利要求1所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述溶液除湿机组还包括第三循环管路(140)、第四循环管路(150)和级间流换热器(90)，所述第三循环管路(140)和所述第四循环管路(150)均与所述级间流换热器(90)连接以通过所述级间流换热器(90)换热；其中，所述第三循环管路(140)的一端与所述除湿单元(10)的储液箱连通，所述第三循环管路(140)的另一端与所述再生单元(20)的储液箱连通；所述第四循环管路(150)的一端与所述除湿单元(10)的储液箱连通，所述第四循环管路(150)的另一端与所述再生单元(20)的储液箱连通。
4.根据权利要求3所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述第四循环管路(150)上设置有再生泵(100)，所述再生泵(100)的进口与所述再生单元(20)的储液箱连通，所述再生泵(100)的出口与所述除湿单元(10)的储液箱连通。
5.根据权利要求3所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述第三循环管路(140)上设置有除湿泵(110)，所述除湿泵(110)的进口与所述除湿单元(10)的储液箱连通，所述除湿泵(110)的出口与所述再生单元(20)的储液箱连通。
6.根据权利要求1所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述溶液除湿机组还包括：
第一换热管路(160)；
冷凝器(70)，所述冷凝器(70)包括第一换热通道和第二换热通道，所述冷凝器(70)的所述第一换热通道与所述再生单元(20)的第二喷淋管路(21)连通，所述冷凝器(70)的第二换热通道与所述第一换热管路(160)连通。
7.根据权利要求1所述的溶液除湿机组，其特征在于，所述溶液除湿机组还包括：
第二换热管路(170)；
蒸发器(80)，所述蒸发器(80)包括第三换热通道和第四换热通道，所述蒸发器(80)的所述第三换热通道与所述除湿单元(10)的第一喷淋管路(11)连通，所述蒸发器(80)的第四换热通道与所述第二换热管路(170)连通。
8.一种空调器，包括溶液除湿机组，其特征在于，所述溶液除湿机组为权利要求1至7中任一项所述的溶液除湿机组。
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