CN109539441A - 一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,从自然高温冷源的液体经过冷水泵后分成两路,一路通过第一调节阀后流入去除显热的干式室内末端装置后回流至自然高温冷源;另一路通过溶液式新风处理机组调节阀后流入溶液式新风处理机组,然后从溶液式新风处理机组流出后回流至自然高温冷源;溶液式新风处理机组回流的管路分成两路,一路经过第四调节阀后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;所述去除显热的干式室内末端装置包括干式风机盘管或辐射板。本发明大大降低了电能的消耗、减少了环境污染。

Description

一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域,尤其涉及一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统。
背景技术
传统空调系统夏季对空气降温和除湿处理釆用热湿耦合控制方法,即同时去除室内显热和潜热负荷,经过冷冻除湿后空气的湿度虽然可以满足设计要求,但是由于送风温度达到了露点温度,并不满足舒适性空调的要求,通常需要进行再热才能送入室内。由于采用热湿耦合处理方式,为了满足除湿的要求,需要更低温度的冷冻水。在一般建筑体的空调系统中,夏季负荷30%左右为潜热负荷,而70%左右为显热负荷,如果不考虑冷冻除湿所需的低温冷源,显热负荷可以采取高温冷源来处理,所以传统的热湿耦合处理空气方式既限制了某些自然高温冷源的利用,也降低了制冷设备的能效。同时,传统的热湿耦合处理空调方式在夏季运行时都不可避免的出现潮湿表面或积水,这些地方常常滋生大量的霉菌,从而降低了室内空气品质。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,该系统采用天然冷源深井水作为空调显热和浓溶液冷却及室外新风预冷的冷源,通过太阳能集热加热器以太阳能作为稀溶液再生的热源。
一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,包括:自然高温冷源、溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置;
自然高温冷源的液体经过冷水泵后分成两路,一路通过第一调节阀后流入去除显热的干式室内末端装置的入口,然后再从去除显热的干式室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;另一路通过溶液式新风处理机组调节阀后流入溶液式新风处理机组,然后从溶液式新风处理机组流出后也回流至自然高温冷源;
溶液式新风处理机组回流的管路分成两路,一路经过第四调节阀后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
所述去除显热的干式室内末端装置包括干式风机盘管或辐射板。
进一步地,如上所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,包括给溶液式新风处理机组内的溶液不断进行更新的溶液再生装置,该溶液再生装置包括:稀溶液罐、浓溶液罐、再生器、太阳能集热加热器;
稀溶液罐内的稀溶液经过稀溶液泵后泵入再生器的容器内,稀溶液从所述容器的底部流出后通过再生溶液泵后分成两路,一路经过第十一调节阀后流入浓溶液罐,浓溶液罐内的溶液经过溶液式新风处理机组后变稀,变稀后的稀溶液再经过第六调节阀后回流至稀溶液罐内;另一路经过第八调节阀后经过太阳能集热加热器加热后,从太阳能集热加热器的出口流出后分成两路,一路经过第九调节阀后喷淋在再生器的填料板上,另一路经过第十调节阀后再经过辅助加热器后喷淋喷淋在再生器的填料板上;再生室外新风进入再生器与喷淋在填料板上的高温稀溶液充分接触,带走稀溶液释放的水分,实现溶液的再生。
进一步的,如上所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,所述溶液式新风处理机组包括:
溶液换热器、换热器、溶液除湿器;从自然高温冷源泵出的液体分成两路,一路通过溶液换热器,另一路通过换热器,从液换热器和换热器流出的液体汇合后分成两路,一路经过第四调节阀后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
溶液除湿器内的浓溶液在溶液泵的驱动下首先进入溶液换热器冷却降温后方进入溶液除湿器形成循环;浓溶液罐内的溶液经过第七调节阀后进入溶液除湿器,然后从溶液除湿器的出口再经过第六调节阀后流入稀溶液罐。
进一步的,如上所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,所述溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置包括至少两组,从自然高温冷源泵出的液体分别经过每组溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置。
有益效果:
(1)由于热湿独立处理,所以可以采用高温冷源,本系统不采用制冷机而采用天然冷源深井水,大大降低了电能的消耗、减少了环境污染。
(2)采用干式风机盘管或辐射板从根本上消除了霉菌滋生的场所,此外采用盐溶液在溶液再生器中与室外新风直接接触,在对新风进行除湿冷却的同时还可以对室外新风进行杀菌和降尘,所以本系统的空气品质大大提升。
(3)太阳能再生方式减少了市政热能或电能的消耗。
附图说明
图1为本发明基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统结构示意图;
附图说明:
1-冷水泵;2-二层干式风机盘管或辐射板,2'-一层干式风机盘管或辐射板;3-二层第一调节阀,3'-一层第一调节阀,4-二层第二调节阀,4'-一层第二调节阀;5-二层第三调节阀,5'-一层第三调节阀,6-二层第四调节阀,6'-一层第四调节阀,7-二层第五调节阀,7'-一层第五调节阀,8-二层换热器,8'-一层换热器,9-二层溶液除湿器,9'-一层液除湿器,10-二层溶液泵,10'-一层溶液泵,11-二层溶液换热器,11'-一层溶液换热器,12-二层第六调节阀,12'-一层第六调节阀,13-稀溶液罐,14-二层第七调节阀,14'-一层第七调节阀,15-浓溶液罐,16-稀溶液泵,17-再生器,18-再生溶液泵,19-第八调节阀,20-太阳能集热加热器,21-第九调节阀;22-第十调节阀,23-辅助加热器,24-第十一调节阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,包括:自然高温冷源、溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置;
自然高温冷源的液体经过冷水泵1后分成两路,一路通过第一调节阀3后流入去除显热的干式室内末端装置的入口,然后再从去除显热的干式室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;另一路通过溶液式新风处理机组调节阀后流入溶液式新风处理机组,然后从溶液式新风处理机组流出后也回流至自然高温冷源;
溶液式新风处理机组回流的管路分成两路,一路经过第四调节阀6后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀7后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
自然高温冷源液体的温度高于室内空气的露点温度时,自然高温冷源的液体经过冷水泵后分成两路,一路通过第一调节阀流入去除显热的干式室内末端装置,之后回流至自然高温冷源;另一路通过新风处理机组调节阀后流入新风处理机组,之后也回流至自然高温冷源;而当自然高温冷源液体的温度低于室内空气的露点温度时,第一调节阀和第四调节阀关闭、第五调节阀打开,即自然高温冷源的液体先全部进入溶液式新风处理机组,温度适度升高后,再进入去除显热的干式室内末端装置,最后回流至自然高温冷源;所述去除显热的室内末端装置包括干式风机盘管或辐射板。再生器内的稀溶液在再生溶液泵的驱动下流经太阳能集热加热器被加热,获得溶液再生所需的能量,太阳能再生方式减少了市政热能或电能的消耗。本发明大大降低了电能的消耗、减少了环境污染。
所述去除显热的干式室内末端装置包括干式风机盘管或辐射板2。
本发明实施例提供的空调系统还包括给溶液式新风处理机组内的溶液不断进行更新的溶液再生装置,该溶液再生装置包括:稀溶液罐13、浓溶液罐15、再生器17、太阳能集热加热器20;
稀溶液罐13内的稀溶液经过稀溶液泵16后泵入再生器17的容器内,稀溶液从所述容器的底部流出后通过再生溶液泵18后分成两路,一路经过第十一调节阀24后流入浓溶液罐15,浓溶液罐15内的溶液经过溶液式新风处理机组后变稀,变稀后的稀溶液再经过第六调节阀12后回流至稀溶液罐13内;另一路经过第八调节阀19后经过太阳能集热加热器20加热后,从太阳能集热加热器20的出口流出后分成两路,一路经过第九调节阀21后喷淋在再生器17的填料板上,另一路经过第十调节阀22后再经过辅助加热器23后喷淋喷淋在再生器17的填料板上;再生室外新风进入再生器与喷淋在填料板上的高温稀溶液充分接触,带走稀溶液释放的水分,实现溶液的再生。
进一步地,所述溶液式新风处理机组包括:溶液换热器11、换热器8、溶液除湿器9;从自然高温冷源泵出的液体分成两路,一路通过溶液换热器11,另一路通过换热器8,从液换热器11和换热器8流出的液体汇合后分成两路,一路经过第四调节阀6后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀7后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
溶液除湿器9内的浓溶液在溶液泵10的驱动下首先进入溶液换热器11冷却降温后方进入溶液除湿器9形成循环;浓溶液罐15内的溶液经过第七调节阀14后进入溶液除湿器9,然后从溶液除湿器9的出口再经过第六调节阀12后流入稀溶液罐13。
所述溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置包括至少两组,从自然高温冷源泵出的液体分别经过每组溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置。
其工作原理如下:
当深井冷水温度高于室内设计空气状态的露点温度时,深井底部附近的冷水在冷水泵1的驱动下分成两部分,一部分经二层第一调节阀3或者一层第一调节阀3'分别对应进入二层干式风机盘管或辐射板2、或者一层干式风机盘管或辐射板2'去除室内显热,然后回流至深井;另一部分分成两路,一路经过二层第三调节阀5或者一层第三调节阀5'进入二层换热器8或者一层换热器8',然后从二层换热器8或者一层换热器8'的出口流出;另一路经过二层第二调节阀4或者一层第二调节阀4'进入二层溶液换热器11或者一层溶液换热器11',通过二层换热器8或者一层换热器8'对室外新风进行预冷;通过二层溶液换热器11或者一层溶液换热器11'对溶液除湿器内的浓溶液进行冷却,以去除室外新风显热和溶液吸湿的吸收热。
而当深井冷水温度低于室内设计空气状态的露点温度时,二层第一调节阀3或者一层第一调节阀3'和二层第四调节阀6或者一层第四调节阀6'关闭,二层第五调节阀7或者一层第五调节阀7'打开,深井冷水先经二层换热器8或者一层换热器8'和二层溶液换热器11或者一层溶液换热器11'汇合后,再经二层第五调节阀7或者一层第五调节阀7'进入二层干式风机盘管或辐射板2或者一层干式风机盘管或辐射板2'。
室外新风先经二层换热器8或者一层换热器8'预冷后,再进入二层溶液除湿器9或者一层液除湿器9'被进一步冷却除湿,达到要求的送风状态,从而提高系统能效。
二层溶液除湿器9或者一层液除湿器9'内的浓溶液在二层溶液泵10或者一层溶液泵10'的驱动下首先进入二层溶液换热器11或者一层溶液换热器11'冷却降温后方进入溶液除湿器,当溶液除湿器内连续除湿循环进行到一定程度、浓溶液浓度降低到设定值后,二层第六调节阀12或者一层第六调节阀12'打开,溶液除湿器内的稀溶液在重力的作用下流入稀溶液存储罐13中,当流入稀溶液存储罐的稀溶液达到设定量时,二层第六调节阀12或者一层第六调节阀12'关闭,二层第七调节阀14或者一层第七调节阀14'随后打开,一定量的浓溶液在重力的驱动下从浓溶液存储罐15流入二层溶液除湿器9或者一层液除湿器9'。
再生器17的稀溶液在再生溶液泵18的驱动下流经太阳能集热加热器20被加热后,再经第九调节阀21喷淋在再生器的填料板上,再生室外新风进入再生器与喷淋在填料板上的高温稀溶液充分接触,带走稀溶液释放的水分,实现溶液的再生;如果太阳能集热加热器独自不能满足再生所需热量时,第十调节阀22打开、第九调节阀21随后关闭,再生稀溶液进入辅助加热器23加热后再进入再生器实现再生。当再生器内的连续再生过程进行到一定程度、稀溶液的浓度提高到设定值后,第十一调节阀24打开、第八调节阀19随后关闭,即再生器中已再生好的浓溶液流入浓溶液存储罐15储存,当设定量的浓溶液流入浓溶液存储罐15后,第八调节阀19重新打开、第十一调节阀24关闭,同时稀溶液泵16启动,稀溶液在稀溶液泵16的驱动下从稀溶液存储罐13进入再生器17,当达到设定值时稀溶液泵关闭。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,其特征在于,包括:自然高温冷源、溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置;
自然高温冷源的液体经过冷水泵(1)后分成两路,一路通过第一调节阀(3)后流入去除显热的干式室内末端装置的入口,然后再从去除显热的干式室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;另一路通过溶液式新风处理机组调节阀后流入溶液式新风处理机组,然后从溶液式新风处理机组流出后也回流至自然高温冷源;
溶液式新风处理机组回流的管路分成两路,一路经过第四调节阀(6)后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀(7)后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
所述去除显热的干式室内末端装置包括干式风机盘管或辐射板(2)。
2.根据权利有要求1所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,其特征在于,包括给溶液式新风处理机组内的溶液不断进行更新的溶液再生装置,该溶液再生装置包括:稀溶液罐(13)、浓溶液罐(15)、再生器(17)、太阳能集热加热器(20);
稀溶液罐(13)内的稀溶液经过稀溶液泵(16)后泵入再生器(17)的容器内,稀溶液从所述容器的底部流出后通过再生溶液泵(18)后分成两路,一路经过第十一调节阀(24)后流入浓溶液罐(15),浓溶液罐(15)内的溶液经过溶液式新风处理机组后变稀,变稀后的稀溶液再经过第六调节阀(12)后回流至稀溶液罐(13)内;另一路经过第八调节阀(19)后经过太阳能集热加热器(20)加热后,从太阳能集热加热器(20)的出口流出后分成两路,一路经过第九调节阀(21)后喷淋在再生器(17)的填料板上,另一路经过第十调节阀(22)后再经过辅助加热器(23)后喷淋喷淋在再生器(17)的填料板上;再生室外新风进入再生器与喷淋在填料板上的高温稀溶液充分接触,带走稀溶液释放的水分,实现溶液的再生。
3.根据权利有要求1所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,其特征在于,所述溶液式新风处理机组包括:
溶液换热器(11)、换热器(8)、溶液除湿器(9);从自然高温冷源泵出的液体分成两路,一路通过溶液换热器(11),另一路通过换热器(8),从液换热器(11)和换热器(8)流出的液体汇合后分成两路,一路经过第四调节阀(6)后直接回流进自然高温冷源,另一路经过第五调节阀(7)后先流入除显热的室内末端装置的入口,再从除显热的室内末端装置的出口回流至自然高温冷源;
溶液除湿器(9)内的浓溶液在溶液泵(10)的驱动下首先进入溶液换热器(11)冷却降温后方进入溶液除湿器(9)形成循环;浓溶液罐(15)内的溶液经过第七调节阀(14)后进入溶液除湿器(9),然后从溶液除湿器(9)的出口再经过第六调节阀(12)后流入稀溶液罐(13)。
4.根据权利有要求1所述的基于自然冷源驱动和太阳能再生的溶液除湿空调系统,其特征在于,所述溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置包括至少两组,从自然高温冷源泵出的液体分别经过每组溶液式新风处理机组、去除显热的干式室内末端装置。
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