CN114353199A - 一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,属于冷风机组技术领域;包括机组壳体,壳体外部设置有外部热源,内部设置有溶液除湿段、溶液再生段、多级间接蒸发段、送风段;利用溶液除湿将进入多级间接蒸发的回风进一步除湿,降低回风的露点温度利用多级间接蒸发提供冷风,同时利用外部的余热作为驱动热源,用于除湿溶液进行再生,在不同的室外气象条件下均可使用,拓展了间接蒸发冷却技术的应用区域,本解决了传统多级间接蒸发仅能提供冷风的问题,与采用制冷系统驱动的溶液除湿多级间接蒸发系统冷风机组相比,省去制冷系统,实现了可以在全工况条件下运行的多级间接蒸发冷风机组,节能显著,具有很强的实用性。
Description
技术领域
本发明属于冷风机组技术领域,具体涉及一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组。
背景技术
我国幅员辽阔,不同的区域气候差异很大,相对于沿海夏季炎热潮湿的气候,西北夏季炎热干燥区域,可以充分利用多级间接蒸发技术,提供冷风。而沿海夏季炎热潮湿的气候条件下,多级间接蒸发技术,当进风的露点温度高于送风的目标值时,采用多级间接蒸发技术则毫无用途。
随着经济建设的发展,特别是在国家提出碳达峰和碳中和的背景下,需要充分利用自然冷源,或各类的余热资源,作为驱动能源,利用溶液除湿技术结合多接间接蒸发从而制取冷风,可以用于高大空间、生产厂房等需要冷风的任何场合,不限局限于在北方气候干燥地区,节省能源。
目前已有类似的采用热泵作为驱动的溶液除湿结合间接蒸发制取冷风的空调技术,因为需要采用电用为驱动能源,相对耗电较大。在我国东南沿海地区,因为空气相对湿度较大,受到室外气象条件限制,单纯利用间接蒸发制冷不容易实现工况稳定,只能将空气温度降至其湿球温度,因此需要设计一种适用于不同湿度地区的露点多级间接蒸发,同时可以利用夏季余热资源的冷风机组,可以适用于南方高湿环境给空间降温。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提出一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组;解决了现有间接蒸发空调系统及利用热泵驱动溶液除湿技术存在的不足之处。
为了达到上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的。
一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,包括机组壳体,所述壳体的上端左侧设置有溶液再生段,所述溶液再生段的左右两侧分别设置有一个新风进风口,溶液再生段的顶端设置有一个新风出风口,壳体的左侧设置有回风进风口,右侧设置有第一回风出风口,壳体非溶液再生段的上端设置有第二回风出风口;所述机组壳体的外部设置有外部热源,壳体内部设置有溶液除湿段、溶液再生段、多级间接蒸发段、送风段;所述溶液再生段设置于新风出风口的下方,所述溶液除湿段、多级间接蒸发段、送风段依次设置于回风进风口与第一回风出风口之间;
所述溶液再生段包括余热换热器,外部热源通过热水出水管和热水进水管与余热换热器的两个接口相连接,热水出水管上设置有余热循环泵。
进一步的,所述溶液再生段设置于壳体溶液再生段的内部空间内,还包括再生芯体、稀溶液喷淋排、浓溶液池、溶液再生泵、溶液再生风机,所述溶液再生风机、稀溶液喷淋排、再生芯体、浓溶液池从上至下依次设置于新风出风口的下端,所述溶液再生泵设置于浓溶液池中,余热换热器剩余的两个接口分别与溶液再生泵以及稀溶液喷淋排相连接。
进一步的,所述回风进风口处的壳体内部设置有过滤器。
进一步的,所述溶液除湿段包括除湿芯体、浓溶液喷淋排、稀溶液池、溶液除湿泵,所述浓溶液喷淋排设置于除湿芯体的上方,所述稀溶液池设置于除湿芯体的下侧,所述溶液除湿泵设置于稀溶液池内部。
进一步的,溶液除湿泵通过除湿喷淋管路与浓溶液喷淋排相连接,并且除湿喷淋管路上设置有第一溶液阀;溶液除湿泵还通过稀溶液输送管路与浓溶液池相连接,并且稀溶液输送管路上还设置有第二溶液阀。
进一步的,所述稀溶液池通过管路与外部热源的热水出水管相连接,并且管路上设置有溶液电磁阀。
进一步的,所述多级间接蒸发段包括多级蒸发芯体、冷水喷淋排、进水电磁阀、轴流风机,所述轴流风机、冷水喷淋排、多级蒸发芯体依次从上至下设置于第二回风出风口的下端。
进一步的,所述冷水喷淋排通过进水管路与壳体外部的冷水源相连接,所述进水电磁阀设置于所述进水管路上。
进一步的,所述送风段包括送风机,所述送风机设置于壳体内部的第一回风出风口处,并且位于多级蒸发芯体远离除湿芯体的一侧。
更进一步的,所述外部热源为在冷水机组的冷凝端加装的余热回收器,或者为在生产过程中产生的余热热水,或者为来自太阳能集热的热水。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为:
与现有多级间接蒸发技术相比,本发明的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,可以利用溶液先进行除湿,再利用多级间接蒸发提供低温低湿的冷空气,吸湿后溶液的再生利用工艺余热或制冷余热或太阳能,因为本系统中无制冷系统,直接采用余热作为驱动能源,可以应于应对我国不同区域不同的气象条件,可以提供接近冷风,节能环保,具有很强的实用性。
本发明的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,可以先比较进风的空气露点温度与需要的送风干球温度,若进风的空气露点温度高于需要的送风干球温度,则需要启用溶液除湿段和溶液再生段,降低空气的露点温度后的进风进入多级间接蒸发段。若进风的空气露点温度低于或等于需要的送风干球温度,则不需要开启溶液再生段,只需要间断性开启溶液除湿度,进风直接进入间接蒸发段。
以上方式与传统的电制冷冷风机组,只需要少量的风机耗电,即可以充分利用自然冷源和余热资源,大幅度降低了系统运行能耗,节能减排,经济环保,具有很强的实用性,能产生较好的经济效益和社会效应。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明整体的结构示意图;
其中,1为外部热源、2为余热循环泵、3为新风进风口、4为壳体、5为溶液再生风机、6为稀溶液喷淋排、7为再生芯体、8为浓溶液池、9为溶液再生泵、10为余热换热器、11为过滤器、12为稀溶液池、13为溶液除湿泵、14为稀溶液输送管路、15为除湿喷淋管路、16为第二溶液阀、17为第一溶液阀、18为轴流风机、19为新风出风口、20为冷水喷淋排、21为送风机、22为第一回风出风口、23为进水电磁阀、24为多级蒸发芯体、25为除湿芯体、26为浓溶液喷淋排、27为浓溶液管路、28为第二回风出风口、29为回风进风口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,结合实施例和附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案,但保护范围不被此限制。
如图1所示,本发明提供了一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,包括机组壳体4,所述壳体4的上端左侧设置有溶液再生段,所述溶液再生段的左右两侧分别设置有一个新风进风口3,溶液再生段的顶端设置有一个新风出风口19。壳体4的左侧设置有回风进风口29,右侧设置有第一回风出风口22,壳体4非溶液再生段的上端设置有第二回风出风口28。新风从新风进风口3进入壳体4内部,最后从新风出风口19流出壳体4;回风从回风进风口29进入壳体4内部,最后从回风出风口流出壳体4。
所述机组壳体4的外部设置有外部热源1,壳体4内部设置有溶液除湿段、溶液再生段、多级间接蒸发段、送风段。
所述外部热源1,可以为在冷水机组的冷凝端加装的余热回收器,也可以为在生产过程中产生的余热热水,还可以为来自太阳能集热的热水。
所述溶液再生段设置于壳体4溶液再生段的内部空间内,包括再生芯体7、稀溶液喷淋排6、浓溶液池8、溶液再生泵9、余热换热器10、溶液再生风机5。所述溶液再生风机5、稀溶液喷淋排6、再生芯体7、浓溶液池8从上至下依次设置于新风出风口19的下端,所述溶液再生泵9设置于浓溶液池8中。所述余热换热器10设置于左侧的新风进风口3与再生芯体7之间,包括四个接口,其中两个接口分别与外部热源1的热水出水管和热水进水管相连。所述外部热源1的热水出水管上设置有余热循环泵2,通过余热循环泵2将外部热源1内的热水泵入至余热换热器10中,用于给再生溶液加热,换热后的热水温度降低,通过热水进水管重新回流至外部热源1中。余热换热器10剩余两个接口分别与溶液再生泵9以及稀溶液喷淋排6相连接,溶液再生泵9将浓溶液池8中的浓溶液泵入至余热换热器10中,经过余热换热器10加热后,进入稀溶液喷淋排6中喷出于再生芯体7表面。
所述回风进风口29处的壳体4内部设置有过滤器11,从回风进风口29进入壳体4内部的回风首先经过过滤器11的过滤。
所述溶液除湿段设置于过滤器11远离回风进风口29的一侧,包括除湿芯体25、浓溶液喷淋排26、稀溶液池12、溶液除湿泵13,所述浓溶液喷淋排26设置于除湿芯体25的上方,所述稀溶液池12设置于除湿芯体25的下侧,所述溶液除湿泵13设置于稀溶液池12内部。溶液除湿泵13通过除湿喷淋管路15与浓溶液喷淋排26相连接,并且除湿喷淋管路15上设置有第一溶液阀17;溶液除湿泵13还通过稀溶液输送管路14与浓溶液池8相连接,并且稀溶液输送管路14上还设置有第二溶液阀16。所述稀溶液池12通过管路与外部热源1的热水出水管相连接,并且管路上设置有溶液电磁阀。
所述多级间接蒸发段设置于除湿芯体25远离过滤器11的一端,包括多级蒸发芯体24、冷水喷淋排20、进水电磁阀23、轴流风机18,所述轴流风机18、冷水喷淋排20、多级蒸发芯体24依次从上至下设置于第二回风出风口28的下端。所述冷水喷淋排20通过进水管路与壳体4外部的冷水源相连接,所述进水电磁阀23设置于所述进水管路上。
所述送风段包括送风机21,所述送风机21设置于壳体4内部的第一回风出风口22处,并且位于多级蒸发芯体24远离除湿芯体25的一侧。所述送风机21按照送风阻力的要求所设置。
本发明的工作原理为:
本发明的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,新风从新风进风口3进入壳体4内部,回风从回风进风口291进入壳体4内部,回风经过过滤器11过滤,进入溶液除湿段。本机组先进行比较此进风的空气露点温度与送风段需要的送风干球温度,若进风的空气露点温度高于需要的送风干球温度,则需要启用溶液除湿段和溶液再生段,降低空气的露点温度后的进风进入多级间接蒸发段。若进风的空气露点温度低于或等于需要的送风干球温度,则不需要开启溶液再生段,只需要间断性开启溶液除湿度,进风直接进入间接蒸发段。
在溶液除湿段中,进风在除湿芯体25与来自浓溶液喷淋排26的溶液进行热质交换,进风温度降低后进入多级间接蒸发段,溶液吸湿后进入稀溶液池12中,在溶液除湿泵13的作用下,可以分别通过第一溶液阀17经过除湿喷淋管路15再次喷淋除湿,或通过第二溶液阀16经过稀溶液输送管路14进入溶液再生段。溶液再生段的浓溶液定期打开溶液电磁阀28,通过浓溶液管路27回流到稀溶液池12。
在多级间接蒸发段,已被除湿的进风在多级蒸发芯体24分成两部分,一部分作用工作气流,将进水电磁阀23间断开启后来自冷水喷淋排20的自来水蒸发,吸收另一部分送风气流的温度,同时工作气源在轴流风机18作用下从第二回风出风口28排出机组壳体4外部,以实现对送风气流的降温后进入送风段,送风段内设有按阻力要求设置的送风机21,从送风口22送至需要冷风的场所。
在溶液再生段,由所述的外部热源1通过余热循环泵2进入余热换热器10,用于给再生溶液加热,加热后的再生溶液经过稀溶液喷淋排6落到再生芯体7上,与来自室外经过新风进风口3的新风进行热湿交换,将水分排给新风,吸湿后的新风在溶液再生风机12作用下,排往室外,溶液再生浓缩后,落入浓溶液池8,在溶液再生泵9作用下,溶液还可以通过定期打开溶液电磁阀28经浓溶液管路27回流到稀溶液池12。
与现有多级间接蒸发技术相比,本发明的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,可以利用溶液先进行除湿,再利用多级间接蒸发提供低温低湿的冷空气,吸湿后溶液的再生利用工艺余热或制冷余热或太阳能,因为本系统中无制冷系统,直接采用余热作为驱动能源,与传统的电制冷冷风机组,只需要少量的风机耗电,可以应于应对我国不同区域不同的气象条件,可以提供接近冷风,节能环保,具有很强的实用性。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:包括机组壳体(4),所述壳体(4)的上端左侧设置有溶液再生段,所述溶液再生段的左右两侧分别设置有一个新风进风口(3),溶液再生段的顶端设置有一个新风出风口(19),壳体(4)的左侧设置有回风进风口(29),右侧设置有第一回风出风口(22),壳体(4)非溶液再生段的上端设置有第二回风出风口(28);所述机组壳体(4)的外部设置有外部热源(1),壳体(4)内部设置有溶液除湿段、溶液再生段、多级间接蒸发段、送风段;所述溶液再生段设置于新风出风口(19)的下方,所述溶液除湿段、多级间接蒸发段、送风段依次设置于回风进风口(29)与第一回风出风口(22)之间;
所述溶液再生段包括余热换热器(10),外部热源(1)通过热水出水管和热水进水管与余热换热器(10)的两个接口相连接,热水出水管上设置有余热循环泵(2)。
2.根据权利要求1所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述溶液再生段设置于壳体(4)上部一侧的内部空间内,还包括再生芯体(7)、稀溶液喷淋排(6)、浓溶液池(8)、溶液再生泵(9)、溶液再生风机(5),所述溶液再生风机(5)、稀溶液喷淋排(6)、再生芯体(7)、浓溶液池(8)从上至下依次设置于新风出风口(19)的下端,所述溶液再生泵(9)设置于浓溶液池(8)中,余热换热器(10)剩余的两个接口分别与溶液再生泵(9)以及稀溶液喷淋排(6)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述回风进风口(29)处的壳体(4)内部设置有过滤器(11)。
4.根据权利要求2所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述溶液除湿段包括除湿芯体(25)、浓溶液喷淋排(26)、稀溶液池(12)、溶液除湿泵(13),所述浓溶液喷淋排(26)设置于除湿芯体(25)的上方,所述稀溶液池(12)设置于除湿芯体(25)的下侧,所述溶液除湿泵(13)设置于稀溶液池(12)内部。
5.根据权利要求4所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:溶液除湿泵(13)通过除湿喷淋管路(15)与浓溶液喷淋排(26)相连接,并且除湿喷淋管路(15)上设置有第一溶液阀(17);溶液除湿泵(13)还通过稀溶液输送管路(14)与浓溶液池(8)相连接,并且稀溶液输送管路(14)上还设置有第二溶液阀(16)。
6.根据权利要求5所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述稀溶液池(12)通过管路与外部热源(1)的热水出水管相连接,并且管路上设置有溶液电磁阀。
7.根据权利要求1所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述多级间接蒸发段包括多级蒸发芯体(24)、冷水喷淋排(20)、进水电磁阀(23)、轴流风机(18),所述轴流风机(18)、冷水喷淋排(20)、多级蒸发芯体(24)依次从上至下设置于第二回风出风口(28)的下端。
8.根据权利要求7所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述冷水喷淋排(20)通过进水管路与壳体(4)外部的冷水源相连接,所述进水电磁阀(23)设置于所述进水管路上。
9.根据权利要求1所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述送风段包括送风机(21),所述送风机(21)设置于壳体(4)内部的第一回风出风口(22)处,并且位于多级蒸发芯体(24)远离除湿芯体(25)的一侧。
10.根据权利要求1所述的一种余热驱动溶液除湿及多级间接蒸发冷风机组,其特征在于:所述外部热源(1)为在冷水机组的冷凝端加装的余热回收器,或者为在生产过程中产生的余热热水,或者为来自太阳能集热的热水。
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