CN106918104A - 一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，其包括热源、发生器、溶液除湿系统、气气换热器、闭式蒸发冷却系统、冷冻水供水系统。所述机组可利用溶液除湿系统对空气除湿，在换热器中利用排风的冷量进行预降温后，再进入闭式蒸发冷却系统进行蒸发冷却过程。由于进入闭式冷却塔的空气干球温度低、含湿量低，所以湿球温度低。在闭式蒸发冷却系统对建筑冷冻水回水降温，再利用冷冻水供水系统将制取的冷冻水输送到建筑房间内。所述溶液除湿蒸发冷却制冷机组可用于但不限用于温湿度独立控制系统冷源，解决了常规冷水机组初投资大、运行费用高等问题。该发明充分利用了蒸发冷却原理来制取冷冻水，投资费用低、运行费用低，是未来建筑冷源的优质选择。

Description

一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组
技术领域
本发明公开了一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，用于空调制冷机组选择领域。
背景技术
建筑能耗占社会总能耗的60%，而空调能耗又占建筑能耗的50%以上。空调能耗包括制冷能耗和供热能耗。制冷能耗分制冷机组能耗、冷冻循环水泵能耗、冷却循环水泵能耗，而制冷机组能耗占据了制冷能耗的一半以上。很多设计师在建筑空调冷源选择时，绝大部分会考虑电动蒸气压缩制冷、直燃式吸收式制冷两种方式，电动蒸汽压缩式制冷靠电来驱动，直燃式吸收式制冷机组靠热来驱动，这两种制冷方式的机组能耗都很大。
本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，利用溶液除湿，降低空气的含湿量，将含湿量低于4g/kg的冷空气送入闭式冷却塔，与冷冻回水接触而进行热湿交换过程，这种冷却方式最大限度可使冷却水的温度降低到空气的湿球温度。举例：当空气温度为30℃，含湿量为4g/kg时，所对应的湿球温度为13.5℃；当空气温度为35℃，含湿量为4g/kg时，所对应的湿球温度为16.5℃。当建筑空调形式采用温湿度独立控制系统时，冷冻水的供水温度可提高至18~20℃，而本发明溶液除湿蒸发冷却制冷机组可产生18℃以下的冷冻水，完全能够满足温湿度独立控制系统中冷冻水温度的要求。
本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，其功耗包括除湿溶液的再生能耗、溶液泵能耗、冷冻水泵能耗，比传统电动蒸气压缩制冷机组和直燃式吸收式制冷机组耗能低，具有更好的热经济性；因制冷空调一般发生在夏季，而夏季的太阳能一般比较充足，可充分利用太阳能作为本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组的驱动热源，既充分利用了可再生能源，又减低了制冷能耗，一举两得。尤其是对于新疆这种空气比较干燥同时太阳能资源又非常丰富的地区，该系统具有良好的推广价值，夏季基本可实现免费太阳能资源供冷。
发明内容
本发明针对传统电动蒸气压缩制冷机组和直燃式吸收式制冷机组耗能高、维修检测困难等缺点，提供了一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，所述制冷机组具备能耗低、维护简单、安全无污染、可充分利用太阳能资源的特点。
本发明公开了一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，其包括热源、发生器、溶液除湿系统、气气换热器、闭式蒸发冷却系统、冷冻水供水系统；所述机组可利用溶液除湿系统对空气除湿，在换热器中利用排风的冷量进行预降温后，再进入闭式蒸发冷却系统进行蒸发冷却过程；由于进入闭式冷却塔的空气干球温度低、含湿量低，所以湿球温度低；在闭式蒸发冷却系统对建筑冷冻水回水降温，再利用冷冻水供水系统将制取的冷冻水输送到建筑房间内；所述溶液除湿蒸发冷却制冷机组可用于但不限用于温湿度独立控制系统冷源。
附图说明
图1是本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组的示意图。
其中，1、热源；2、蒸汽泵；3、发生器；4、溶液泵；5、水气换热器；6.1、喷嘴；6.2、喷嘴；7.1、网栅；7.2、网栅；8.1、水池；8.2、水池；9.1、风机；9.2、风机；10.1、风管；10.2、风管；11、气气换热器；12、冷冻水泵；13、冷冻水供水干管；14、冷冻水回水干管；15、旁通管；16、旁通阀；17、吸收塔进风口；18、风管出口；19、吸收塔；20、闭式冷却塔；21、止回阀；22、补水泵；23、补水箱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明所述的一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组作进一步说明。
如附图所示，一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，包括热源1、发生器3、溶液除湿系统、气气换热器11、闭式蒸发冷却系统、冷冻水供水系统；所述机组可利用溶液除湿系统对空气除湿，在气气换热器11中利用风管10.2中排风的冷量进行预降温后，再进入闭式蒸发冷却系统进行蒸发冷却过程；由于进入闭式冷却塔20的空气干球温度低、含湿量低，所以湿球温度低；在闭式蒸发冷却系统中对建筑冷冻水回水降温，再利用冷冻水供水系统将制取的冷冻水输送到建筑房间内；所述溶液除湿蒸发冷却制冷机组可用于但不限用于温湿度独立控制系统冷源。
热源1可以是燃煤锅炉、燃油锅炉、电锅炉、燃气锅炉、太阳能集热器，或者是上述热源的组合形式；所能提供的热媒温度能驱动发生器3内除湿溶液从稀溶液到浓溶液的发生过程。
溶液除湿系统包括吸收塔19、溶液泵4、发生器3、水气换热器5、风机9.1、喷嘴6.1、网栅7.1、水池8.1；除湿溶液可以是溴化锂溶液、氯化钙溶液等；溶液除湿系统中所有设备均采用耐腐蚀的材料生产；除湿浓溶液从喷嘴6.1喷出，沿着塑料或木条组成的网栅7.1向下流动，空气在风机9.1的作用下从吸收塔19的吸收塔进风口17进入并向上流动，在接触的过程中，空气中的水蒸气被除湿浓溶液吸收，含湿量降低，除湿浓溶液变成稀溶液落在水池8.1中；溶液泵4将水池8.1中的除湿稀溶液打入发生器3，在热源1的作用下，除湿稀溶液变成除湿浓溶液；除湿浓溶液进入水气换热器5冷却；冷却后进入吸收塔19从喷嘴6.1喷出；除湿后的空气含湿量低于4g/kg，后经过风管10.1进入气气换热器11。
来自吸收塔19的被除湿之后的空气在气气换热器11中与来自冷却塔20的空气进行显热交换，来自吸收塔19的空气温度降低。
闭式蒸发冷却系统包括闭式冷却塔20、喷嘴6.2、网栅7.2、水池8.2、风机9.2、风管10.2；所述风机9.2与吸收塔的风机9.1、溶液泵4联动运行；因进入闭式蒸发冷却系统的空气含湿量低于4g/kg，当进入该闭式蒸发冷却系统的空气温度低于30℃时，所制取的冷冻水温度低于18℃；从冷却塔20流出的空气，先进入气气换热器11，与吸收塔19出来的空气进行显热交换，后进入水气交换器5，与从发生器3出来的除湿浓溶液换热，除湿浓溶液的温度降低。
冷冻水供水系统包括冷冻水泵12、冷冻水供水干管13、冷冻水回水干管14、旁通管15、旁通阀16；所述冷冻水泵12可以是一次泵系统，也可以是一次泵和二次泵组合系统；所述旁通管15内流量基于末端负荷利用旁通阀16调节，当末端负荷变大时，旁通阀16开度变小，旁通管15内流量变小；当末端负荷变小时，旁通阀16开度变大，旁通管15内流量变大；冷冻水泵12和补水泵22联动开启，利用补水泵22从补水箱23中抽水，给旁通管15内补水，止回阀21保证旁通管15内流体流动的方向只能是从冷冻水供水干管13流向冷冻水回水干管14；补水量等于冷冻水在冷却塔20内的蒸发量。
本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，当吸收塔风口17和风管出口18未连接在一起时，宜放置在机房外；当所述制冷机组需放置在机房时，需保证风管出口18通向室外，机房内始终保持通风干燥的情况；无论所述制冷机组放置在机房内还是机房外，都应保证吸收塔进风口17和风管出口18之间的直线距离大于10m，以防止出现气流短路的情况；
本发明一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，当吸收塔风口17和风管出口18连接在一起时，所述制冷机组对放置地点无明确要求。

Claims (6)

1.本发明公开了一种溶液除湿蒸发冷却制冷机组，其特征在于，包括热源、发生器、溶液除湿系统、气气换热器、闭式蒸发冷却系统、冷冻水供水系统；所述机组可利用溶液除湿系统对空气除湿，在换热器中利用排风的冷量进行预降温后，再进入闭式蒸发冷却系统进行蒸发冷却过程；由于进入闭式冷却塔的空气干球温度低、含湿量低，所以湿球温度低；在闭式蒸发冷却系统对建筑冷冻水回水降温，再利用冷冻水供水系统将制取的冷冻水输送到建筑房间内；所述溶液除湿蒸发冷却制冷机组可用于但不限用于温湿度独立控制系统冷源。
2.根据权利要求1所述的热源，其特征在于，可以是燃煤锅炉、燃油锅炉、电锅炉、燃气锅炉、太阳能集热器，或者是集中热源的组合形式；所能提供的热媒温度能驱动发生器内除湿溶液从稀溶液到浓溶液的发生过程。
3.根据权利要求1所述的溶液除湿系统，其特征在于，包括吸收塔、溶液泵、发生器、水气换热器、风机、喷嘴、网栅、水池；除湿溶液可以是溴化锂溶液、氯化钙溶液等；溶液除湿系统中所有设备均采用耐腐蚀的材料生产；除湿浓溶液从喷嘴喷出，沿着塑料或木条组成的网栅向下流动，空气在风机的作用下从吸收塔的进风口进入并向上流动，在接触的过程中，空气中的水蒸气被除湿浓溶液吸收，相对湿度降低，除湿浓溶液变成稀溶液落在水池中；溶液泵将水池中的除湿稀溶液打入发生器，在热源的作用下，除湿稀溶液变成除湿浓溶液；除湿浓溶液进入水气换热器冷却；冷却后进入吸收塔从喷嘴喷出；除湿后的空气含湿量低于4g/kg，后进入气气换热器。
4.根据权利要求1所述的气气换热器，其特征在于，来自吸收塔的被除湿之后的空气在气气换热器中与来自闭式蒸发冷却系统的空气进行显热交换，来自吸收塔的空气温度降低。
5.根据权利要求1所述的闭式蒸发冷却系统，其特征在于，包括闭式冷却塔、喷嘴、风管、风机、水池、网栅；所述风机与吸收塔的风机、溶液泵联动运行；因进入闭式蒸发冷却系统的空气含湿量低于4g/kg，当进入该闭式蒸发冷却系统的空气温度低于30℃时，所制取的冷冻水温度低于18℃；从冷却塔流出的空气，先进入气气换热器，与吸收塔出来的空气进行显热交换，后进入水气交换器，与从发生器出来的除湿浓溶液换热，除湿浓溶液的温度降低。
6.根据权利要求1所述的冷冻水供水系统，其特征在于，包括冷冻水泵、供水干管、回水干管、旁通管、旁通阀；所述冷冻水泵可以是一次泵系统，也可以是一次泵和二次泵组合系统；所述旁通管内流量基于末端负荷利用旁通阀调节，当末端负荷变大时，旁通阀开度变小，旁通管内流量变小；当末端负荷变小时，旁通阀开度变大，旁通管内流量变大；利用补水泵从补水箱中抽水，给旁通管内补水，止回阀保证旁通管内流体流动的方向只能是从冷冻水供水干管流向冷冻水回水干管；补水量等于冷冻水在冷却塔内的蒸发量。
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