CN201255472Y - 蓄能型空调除湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄能型空调除湿系统，包括全热交换器A、氯化锂转轮B、压缩子系统、蓄热箱X、换热器20和太阳能集热系统18；压缩子系统由低温环路热泵系统13和高温环路热泵系统14串联而成；太阳能集热系统18由太阳能集热器16和泵17组成，太阳能集热器16和泵17与蓄热箱X串联形成环路。蓄热箱X为换热器20的热源。低温环路冷凝热作为高温环路热泵的热源。高温环路热泵的冷凝热作为除湿转轮吸附剂再生所需的高温热源。同时，辅之太阳能作为除湿转轮吸附剂再生所需的高温热源。使热源和热汇的能量都得到充分利用，简化了系统构建，使控制更加简单，消除了冷水机组的热污染，是一种既节能又环保的系统形式。

Description

蓄能型空调除湿系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调除湿设备，具体说是一种蓄能型空调除湿系统。

背景技术

夏季，空调室内通入的冷却水温度一般都低于室内空气的露点温度，很容易造成室内水蒸气凝结。为了防止结露，空调室内都需要除湿。家用空调器没有除湿装置，依靠冷风制冷，室内处于紊流状态，室内不易结露。但蒸发器盘管处会有凝水出现，一般是用一根水管将其导出室外。大型空调机组中都有除湿段。一般中央空调由新风段、混合段、冷却段、除湿段、加压段组成。冷却除湿空调系统依靠冷水机组实现供冷和除湿。冷水机组的供水温度为7℃左右，低于空气的露点温度，使得被处理空气中水蒸气凝结而除湿。冷却除湿在空调中为表冷段。转轮除湿或液体除湿的空调系统则是温湿度独立控制系统，冷水机组只有制冷功能，供热系统提供高温再生热源，供给转轮或液体再生持续除湿。冷水机组制冷为冷却段，液体或转轮除湿为除湿段。

上述三种除湿方式中，冷却除湿热湿负荷同时处理，形式最简单，施工方便，但受到冷冻水温度的限制不能达到较低的湿度，而且表冷器在湿工况下运行，容易滋生细菌和病毒，影响室内空气品质。此外，这种系统中冷水机组需要提供较低的冷水温度，因此，机组的COP较低，能源利用率低。再有，经过冷却除湿的空气温度较低，不能满足人体舒适度要求，还必须加热使其温度升高，达到室内送风状态点后才能送入室内。固体干燥剂除湿系统与液体干燥剂除湿系统对空气的除湿与制冷分开处理。固体干燥剂除湿通常采用转轮式除湿器，利用多孔材料如硅胶、活性炭、分子筛以及氯化锂晶体等盐类吸湿能力强的特性，将空气处理到低含湿量。空气在处理过程中近似为等焓过程。新风的温度会有所上升。液体干燥剂除湿系统利用三甘醇、氯化锂、氯化钙以及溴化锂等水溶液强烈的吸湿特性对空气进行除湿。新风在处理过程近似为等温处理过程。后两种除湿过程中，温湿度独立控制，冷水机组只承担室内显热负荷，供水温度20℃左右，与冷却除湿相比，机组COP较高，能源利用率高，且除湿过程没有露点温度限制，可以将新风的含湿量处理到很低，是很好的除湿方式。但必须有高温热源提供再生温度，除湿才得以往复。因此，这两种除湿系统都有一套专门的热源系统，如太阳能系统，地热系统或者燃气系统等来提供较高温度的热量驱动系统运转。太阳能系统和地热系统虽然利用了天然能源，比较环保和节能，但系统比较复杂，初投资比较大。燃气系统则运行费用较高，因此，寻找合适的高温热源是实现固体除湿的关键技术。而寻求再生高温能源的过程中，人们却忽视了被白白浪费掉的系统自身所产生这部分热量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的技术缺陷，提供一种蓄能型空调除湿系统。在既需要冷量又需要除湿的室内，使用低温环路热泵提供室内制冷所需冷负荷。低温环路冷凝热作为高温环路热泵的热源。高温环路热泵的冷凝热和太阳能共同作为除湿转轮吸附剂再生所需的高温热源。

一般情况下，需要除湿的地方，往往也需要提供冷负荷，通常会用冷水机组来提供冷量。冷水机组的出水温度通常为7℃，这个温度远远低于人体舒适度。另外，冷水机组工作时，具有一定温度的冷却水往往不能被充分利用，排入空气中，形成热污染。根据除湿再生温度的需要和提供接近人体舒适度冷水的设想，可以将冷水机组进行改造，采用串级热泵系统，将蒸发温度和冷凝温度均提高，使蒸发器侧冷水出口温度为20℃左右，冷凝器侧热水(或热风)温度接近70℃左右。这样冷水可以直接送入室内，热水又可以作为再生热源，提供干燥剂除湿所需的再生温度，使能源得到充分的利用。但是在该串级热泵系统中，高温环路热泵系统吸收低温环路热泵系统大部分的冷凝热后，高温环路热泵的冷凝热将远远大于除湿转轮再生所需的高温热源，因此，本发明中引入蓄热构件，将高温环路热泵提供的多余冷凝热储存在蓄热箱中。一旦蓄热箱蓄热完毕，高温环路热泵机组将停止工作，蓄热水箱则作为转轮除湿所需的高温热源。为了进一步节省能量，该串联热泵系统还与太阳能并联，在阳光充足的时候，通过太阳能集热器向蓄热箱蓄热。

本实用新型蓄能型空调除湿系统，包括全热交换器A、氯化锂转轮B、压缩子系统、蓄热箱X、换热器20和太阳能集热系统18；

压缩子系统由低温环路热泵系统13和高温环路热泵系统14串联而成；

低温环路热泵系统13由蒸发器C1、压缩机F1、冷凝器D1和节流阀E1依次串联构成；

高温环路热泵系统14由蒸发器C2、压缩机F2、冷凝器D2和节流阀E2依次串联构成；

太阳能集热系统18由太阳能集热器16和泵17组成，太阳能集热器16和泵17与蓄热箱X串联形成环路；

蓄热箱X为换热器20的热源；

系统线路如下：

压缩子系统工作时：室外新风1先经过全热交换器A，与一部分室内回风3进行能量交换，温度降低后进入氯化锂转轮B除湿，然后与另一部分室内回风3混合，再进入压缩子系统中低温环路热泵系统13的蒸发器C1，温度降低后，送入室内；另一室外新风100经过低温环路热泵系统13的冷凝器D1被冷凝热加热后，分为两路：一路与换热器20进行换热，作为氯化锂转轮B的吸附剂再生气流；另一路经高温环路热泵系统14的蒸发器C2降温后排入室外的大气中；高温环路热泵14中的制冷剂，在蒸发器C2中吸收与低温环路热泵13的冷凝器D1换热后的空气的热量，经过压缩机F2压缩后，进入冷凝器D2，释放热量，加热蓄热箱X中的水；

低温环路热泵系统的工况为：蒸发温度：18℃±3℃；冷凝温度：50℃±3℃。

高温环路热泵系统的工况为：蒸发温度：43℃±5；冷凝温度：76℃±5

压缩子系统中高温环路热泵系统不工作时：室外新风1先经过全热交换器A，与一部分室内回风3进行能量交换，温度降低后进入氯化锂转轮B除湿，然后与另一部分室内回风3混合，再进入压缩子系统中低温环路热泵系统13的蒸发器C1，温度降低后，送入室内；另一室外新风100经过低温环路热泵系统13的冷凝器D1被冷凝热加热后，分为两路：一路与换热器20进行换热，作为氯化锂转轮B的吸附剂再生热源；另一路直接排入空气中；

太阳能集热系统18，在阳光充足时始终处于工作状态；水在太阳能集热器16中吸收热量温度升高，在泵17的作用下在太阳能集热器16和蓄热箱X中循环工作，为蓄热箱提供热能。

本实用新型使用低温环路热泵提供室内制冷所需冷负荷。低温环路冷凝热作为高温环路热泵的热源。高温环路热泵的冷凝热作为除湿转轮吸附剂再生所需的高温热源。同时，辅之太阳能作为除湿转轮吸附剂再生所需的高温热源。使热源和热汇的能量都得到充分利用，简化了系统构建，使控制更加简单，消除了冷水机组的热污染，是一种既节能又环保的系统形式。

附图说明

图1为本实用新型蓄能型空调除湿系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，蓄能型空调除湿系统，包括全热交换器A、氯化锂转轮B、压缩子系统、蓄热箱X、换热器20和太阳能集热系统18；

压缩子系统由低温环路热泵系统13和高温环路热泵系统14串联而成；

低温环路热泵系统13由蒸发器C1、压缩机F1、冷凝器D1和节流阀E1依次串联构成；低温环路热泵系统的工况为：蒸发温度：18℃±3℃；冷凝温度：50℃±3℃。

高温环路热泵系统14由蒸发器C2、压缩机F2、冷凝器D2和节流阀E2依次串联构成；高温环路热泵系统的工况为：蒸发温度：43℃±5；冷凝温度：76℃±5。

方式一：压缩子系统全部工作，太阳能集热系统不工作。阀门Fa3、Fa5打开，Fa1、Fa2、Fa4关闭。室外新风1先经过全热交换器A，与一部分室内回风3进行能量交换，温度降低后进入氯化锂转轮B除湿，除湿后与另一部分室内回风31混合，再进入压缩子系统中低温环路热泵系统13的蒸发器C1，被冷却降温至20±3℃后，经2送入室内；经过全热交换器进行能量交换后的室内回风，经排气口7排出室外；另一部分室外新风100经过低温环路热泵系统13的冷凝器D1被冷凝热加热，它作为冷凝器D1的热汇，吸收冷凝器D1的热量，温度升高至45℃±3℃，然后分为两路：一路经管口10，作为高温环路热泵系统14的热源，经高温环路热泵系统14的蒸发器C2降温后经排气口71排入室外大气中；另一路经管口9到换热器20中，换热后温度升高至75℃以上，作为氯化锂转轮B的吸附剂的再生气流，通过转轮后携带大量水蒸气经排气口73排出室外大气中。压缩子系统中高温环路热泵14的制冷剂，在蒸发器C2中吸收与低温环路热泵13的冷凝器D1换热后的空气的热量，经过压缩机F2压缩后，进入冷凝器D2，放出大量的热量，将蓄热箱X加热到75℃后，作为为换热器20的热源加热再生气流供氯化锂转轮使用；制冷剂在冷凝器D2中放完热量后，经节流阀F2节流降压再次进入蒸发器C2，循环工作。冷凝器D2中制冷剂放出的热量被冷凝器D2侧的水带走，通过阀门Fa3进入蓄热箱，放出热量后，通过阀门Fa5回到冷凝器D2。

方式二：压缩子系统中高温环路热泵系统14不工作，太阳能集热系统18也不工作。阀门Fa1打开，Fa3、Fa5，Fa2、Fa4关闭。室外新风1先经过全热交换器A，与一部分室内回风3进行能量交换，温度降低后进入氯化锂转轮B除湿，除湿后与另一部分室内回风31混合，再进入压缩子系统中低温环路热泵系统13的蒸发器C1，被冷却降温至20±3℃后，经2送入室内；经过全热交换器进行过能量交换的室内回风，经排气口7排出室外；另一部分室外新风100经过低温环路热泵系统13的冷凝器D1被冷凝热加热，它作为冷凝器D1的热汇，吸收冷凝器D1制冷剂放出的热量，温度升高至45℃±3℃，然后分为两路：一路经阀门Fa1排入室外的大气中；另一路经管口9到换热器20中，换热后温度升高至75℃以上，作为氯化锂转轮B的吸附剂的再生气流，通过转轮后，携带大量水蒸气排出室外大气中。

方式三：太阳能集热系统单独作为热源工作时。阀门Fa1、Fa2、Fa4打开，Fa3、Fa5关闭。水在太阳能集热器16中吸收太阳能热量，温度升高后通过泵17被送入蓄热箱中，换热后再回到太阳能集热器16中。其余设备工作方式同方式二。

方式四：太阳能集热系统和压缩子系统同时工作时。阀门Fa1关闭，阀门Fa2，Fa3，Fa4，Fa5全部打开。压缩子系统工作方式同方式一，太阳能集热系统工作方式同方式三。太阳能集热系统和压缩子系统并联工作。

Claims (1)

1、一种蓄能型空调除湿系统，包括全热交换器(A)、氯化锂转轮(B)、压缩子系统、蓄热箱(X)、换热器(20)和太阳能集热系统(18)；其特征是，

压缩子系统由低温环路热泵系统(13)和高温环路热泵系统(14)串联而成；

低温环路热泵系统(13)由蒸发器(C1)、压缩机(F1)、冷凝器(D1)和节流阀(E1)依次串联构成；

高温环路热泵系统(14)由蒸发器(C2)、压缩机(F2)、冷凝器(D2)和节流阀(E2)依次串联构成；

太阳能集热系统(18)由太阳能集热器(16)和泵(17)组成，太阳能集热器(16)和泵(17)与蓄热箱(X)串联形成环路；

蓄热箱(X)为换热器(20)的热源。