CN205747257U

CN205747257U - 立式多级吸附式新风处理塔

Info

Publication number: CN205747257U
Application number: CN201620094103.3U
Authority: CN
Inventors: 涂壤; 马飞
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2026-01-29

Abstract

本实用新型提供一种立式多级吸附式新风处理塔，属于暖通空调技术领域。该新风处理塔由两个平行的风道组成，每个风道包括风机、箱体、固体吸湿模块、空气‑水/制冷剂换热器、过滤器和水/制冷剂管道，风机位于风道端部，即处理塔空气进出口位置，其后设置过滤器，过滤器之后交替设置空气‑水/制冷剂换热器和固体吸湿模块，空气‑水/制冷剂换热器并联布置，且在各级固体吸湿模块的前后布置，水/制冷剂管道在箱体外部，且与空气‑水/制冷器换热器相连。该新风处理塔能够对新风连续处理，在夏季可对室外新风进行除湿降温，冬季新风加湿加热、过渡季新风加热、冷却或直接通风，全年可对室外新风进行净化。且结构简单，过滤器更换方便。

Description

立式多级吸附式新风处理塔

技术领域

本实用新型涉及暖通空调技术领域，特别是指一种立式多级吸附式新风处理塔。

背景技术

为了有效去除室内污染物质并提高室内空气品质，建筑热湿环境控制对新风量有一定的要求。在夏季或者冬季，需要对新风进行除湿降温或者加热加湿后方能送入室内，因此会带来空调系统能耗的增加。如何在提高室内空气品质的同时降低新风处理能耗是建筑节能的重要问题。

固体吸湿剂可实现空气除湿和空气加湿功能。常用的采用固体吸湿剂的空气处理装置包括转轮及内冷/内热吸湿床。转轮的空气处理过程近似等焓，因此热源温度较高。根据不同的除湿程度，热源温度在90℃～130℃范围内，热源多采用电加热或高温蒸汽，不利于低温热源的使用，空气处理能耗较高。内冷/内热吸湿床的热源温度相对于转轮可以降低。但是，吸附剂被贴在换热器上，吸附剂质量受换热器面积影响。由于换热器的比表面积较小，单位换热器质量对应的吸附剂质量较小，由此造成内冷/内热吸湿床的吸附及脱附转换时间较短，一般为3～5分钟，从而冷热流体以及换热器处存在大量的冷热抵消损失，影响机组性能。

因此，急需一种新的新风处理装置来解决上述的不足。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种立式多级吸附式新风处理塔，可在夏季实现对新风的除湿和降温，在冬季实现对新风的加湿和加热，在过渡季根据室内外温度状况，实现对新风的降温或加热或直接通风，并具有过滤室外污染物的能力。该新风处理塔由两个平行风道组成，每个风道包括风机、箱体、固体吸湿模块、空气-水/制冷剂换热器、过滤器和水/制冷剂管道。其中，风机、固体吸湿模块、空气-水/制冷剂换热器和过滤器设置在箱体内部，风机位于箱体端部空气进出口位置，风机之后设置过滤器，用于过滤空气中的颗粒物及污染物。过滤器之后设置空气-水/制冷器换热器和固体吸湿模块，空气-水/制冷剂换热器并联设置，固体吸湿模块前后均设置空气-水/制冷剂换热器，水/制冷剂管道位于箱体外部，水/制冷剂管道与空气-水/制冷剂换热器相连。

新风处理塔每个风道内设置一个以上的固体吸湿模块，两个以上的空气-水/制冷剂换热器，且空气-水/制冷剂换热器数量比固体吸湿模块数量多一个。空气-水/制冷剂换热器通过水/制冷剂管道同冷热源相连，内部为水或制冷剂，空气-水/制冷剂换热器由翅片及液体管道组成，翅片在液体管道上均匀布置。

固体吸湿模块包括壳体、固定支架和金属网，固定支架安装在壳体内部，且位于迎风面空气进出口处，固定支架为网格状，每个网格内设置金属网，金属网的网孔小于固体吸湿剂颗粒的直径，以防止吸湿剂漏出。该固体吸湿剂模块内部堆积放置固体吸湿剂颗粒，固体吸湿剂模块可随时取出，对内部的吸湿剂颗粒进行更换。同时，在迎风面积相同时，方形吸湿剂模块的迎风面可设计成不同的长宽比，从而使新风处理塔外部迎风面尺寸具有不同长宽比，以满足不同的安装空间需求。

新风处理塔设置左右两个风道，是为保证对新风的连续处理。每个风道内的固体吸湿模块在吸附和脱附状态之间的转换通过同时转换相应风道换热器内冷、热流体流向以及新风和再生空气流向实现的。由于固体吸湿模块内部堆积放入吸湿剂颗粒，吸湿剂质量大，可延长吸附和脱附时间长，即延长吸附和脱附状态之间的转换周期。

当水/制冷剂管道内通入水时，水/制冷剂管道与高温换热器和低温换热器相连，水/制冷剂管道上设置四通阀；当水/制冷剂管道内通入制冷剂时，水/制冷剂管道与压缩机相连，水/制冷剂管道上设置膨胀阀和四通阀。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

本实用新型结合转轮及内冷/内热吸湿床的优点，避免两者的缺陷，提出一种多级固体吸湿模块和级间换热器结合的新风处理塔，可在夏季实现对新风的除湿和降温，在冬季实现对新风的加湿和加热，在过渡季根据室内外温度状况，实现对新风的降温或加热或直接通风。采用多级流程可显著降低热源温度。同时吸湿剂和换热器分离，吸湿剂堆积放置在固体吸湿模块内，吸湿剂质量大，吸附和脱附状态转换周期延长，转换时间可增加至1小时以上，冷热抵消损失减小。系统可采用高温冷源如自然冷源和高温冷机冷水等和低温热源如热泵系统、太阳能热水驱动，从而提高系统性能。

附图说明

图1为本实用新型的立式多级吸附式新风处理塔(以四级固体吸湿剂加五级换热器为例)的主视图；

图2为立式多级吸附式新风处理塔(以四级固体吸湿剂加五级换热器为例)的左视图；

图3为空气-水/制冷剂换热器(以一排管为例)机构示意图；

图4为固体吸湿模块结构示意图；

图5为新风处理塔的夏季新风除湿冷却过程空气流动示意图；

图6为新风处理塔的冬季新风加湿加热过程空气流动示意图；

图7为热泵及独立冷热源驱动的外部管路连接形式示意图，图7(a)为热泵驱动的冷热源形式，图7(b)为独立冷热源系统的管道连接示意图。

其中：1-风机；2-箱体；3-固体吸湿模块；4-空气-水/制冷剂换热器；5-过滤器；6-水/制冷剂管道；7-翅片；8-液体管道；9-壳体；10-固定支架；11-金属网；12-压缩机；13-膨胀阀；14-四通阀；15-高温换热器；16-低温换热器。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的新风处理装置能耗高、机组性能差等问题，提供一种立式多级吸附式新风处理塔。

该新风处理塔包括两个平行风道，如图1和图2所示，每个风道包括风机1、箱体2、N级固体吸湿模块3、N+1级空气-水/制冷剂换热器4、过滤器5和水/制冷剂管道6，其中，风机1、固体吸湿模块3、空气-水/制冷剂换热器4 和过滤器5设置在箱体2内部，风机1位于箱体2端部空气进出口位置，风机1之后设置过滤器5，过滤器5之后设置空气-水/制冷器换热器4和固体吸湿模块3，空气-水/制冷剂换热器4并联设置，固体吸湿模块3前后均设置空气-水/制冷剂换热器4，水/制冷剂管道6位于箱体2外部，水/制冷剂管道6与空气-水/制冷剂换热器4相连。

如图3所示，空气-水/制冷剂换热器4由翅片7及液体管道8组成，翅片7在液体管道8上均匀布置，空气平行流过翅片，空气-水/制冷剂换热器4内部为水或制冷剂。

如图4所示，固体吸湿模块3包括壳体9、固定支架10和金属网11，固定支架10安装在壳体9内部，且位于迎风面空气进出口处，固定支架10为网格状，每个网格内设置金属网11，金属网11的网孔小于固体吸湿剂颗粒的直径。固体吸湿模块3内装有颗粒状固体吸湿剂，在空气迎风面上分散布置。该模块可从新风处理塔侧面随时取出并对其中的吸附剂进行更换。方形固体吸湿模块3的迎风面可设计成不同的长宽比，以满足不同的安装空间需求。同时，固体吸湿剂质量大，吸附/脱附周期更长。

如图5和图6所示，分别为夏季除湿冷却工况和冬季加湿加热工况的运行原理。新风处理塔两个风道内的固体吸湿模块3交替工作在吸附工况和脱附工况下，两侧风道内的空气逆向流动。吸附工况和脱附工况切换时，固体吸湿模块3和空气-水/制冷剂换热器4固定不动，需要同时将空气及水/制冷剂在两个风道内进行交换。

如图5所示，在一个周期的上半周期内，左侧风道工作在吸附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入冷却流体，新风经多级除湿和降温处理，被处理到送风状态后送入室内；右侧风道工作在脱附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入加热流体，室内空气经多级加热和加湿，对各级固体吸湿模块3进行干燥后被排到室外。下半周期内，左侧风道工作在脱附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入加热流体，室内空气对各级固体吸湿模块3进行干燥后被排到室外；右侧风道工作在吸附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入冷却流体，新风经多级处理后到达送风状态，被送入室内。如此反复，可实现对新风的连续处理。

如图6所示，在一个周期的上半周期内，左侧风道工作在脱附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入加热流体，新风经多级加热加湿，被处理到送风状态后送入室内；右侧风道工作在吸附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入冷却流体，室内空气经多级除湿降温，对各级固体吸湿模块3进行加湿后被排到室外。下半周期内，左侧风道工作在吸附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入冷却流体，室内空气对各级固体吸湿模块3进行加湿后被排到室外；右侧风道工作在脱附工况下，空气-水/制冷剂换热器4内通入加热流体，新风经多级处理后到达送风状态，被送入室内。如此反复，可实现对新风的连续处理。

在过渡季，如不需对新风进行除湿或加湿，可将固体吸湿模块3取出，根据是否需要对新风进行降温或加热选择通入冷水或热水，此时左右两风道的风机1可同时开启或单独开启，此时只有新风，无排风。

由于可实现高温冷却和低温加热，本装置可以通过多种冷热源进行驱动。如图7所示，可采用热泵驱动或独立冷热源驱动，各空气-水/制冷剂换热器4并联连接。图7(a)所示为热泵驱动的冷热源形式，水/制冷剂管道6内通入的冷却/加热流体为制冷剂。吸附工况下，空气-水/制冷剂换热器4为蒸发器，脱附工况下，空气-水/制冷剂换热器4为冷凝器。低温制冷剂进入蒸发器对空气进行降温后，经压缩机12提升温度，然后进入冷凝器对空气进行加热后，经膨胀阀13降温，再进入蒸发器。四通阀14的设置可保证空气-水/制冷剂换热器4交替实现蒸发器和冷凝器的功能。图7(b)所示为独立冷热源系统的管道连接示意图，水/制冷剂管道6内通入的冷却/加热流体为水。加热流体在高温换热器15内和外部热源换热，该热源可来自太阳能、废热、燃气炉等；冷却流体在低温换热器16内和外部冷源换热，该冷源可为自然冷源或通过高温冷水机组制取。采用热泵系统驱动的新风处理装置集成度更高，只需提供压缩机和风机的电能，使用不受外部条件限制。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种立式多级吸附式新风处理塔，包括两个平行风道，其特征在于：每个风道包括风机(1)、箱体(2)、固体吸湿模块(3)、空气-水/制冷剂换热器(4)、过滤器(5)和水/制冷剂管道(6)，其中，风机(1)、固体吸湿模块(3)、空气-水/制冷剂换热器(4)和过滤器(5)设置在箱体(2)内部，风机(1)位于箱体(2)端部空气进出口位置，风机(1)之后设置过滤器(5)，过滤器(5)之后设置空气-水/制冷器换热器(4)和固体吸湿模块(3)，空气-水/制冷剂换热器(4)并联设置，固体吸湿模块(3)前后均设置空气-水/制冷剂换热器(4)，水/制冷剂管道(6)位于箱体(2)外部，水/制冷剂管道(6)与空气-水/制冷剂换热器(4)相连。

2.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：所述新风处理塔每个风道内设置一个以上的固体吸湿模块(3)，两个以上的空气-水/制冷剂换热器(4)，且空气-水/制冷剂换热器(4)数量比固体吸湿模块(3)数量多一个。

3.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：所述空气-水/制冷剂换热器(4)内部为水或制冷剂。

4.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：所述空气-水/制冷剂换热器(4)由翅片(7)及液体管道(8)组成，翅片(7)在液体管道(8)上均匀布置。

5.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：所述固体吸湿模块(3)包括壳体(9)、固定支架(10)和金属网(11)，固定支架(10)安装在壳体(9)内部，且位于迎风面空气进出口处，固定支架(10)为网格状，每个网格内设置金属网(11)，金属网(11)的网孔小于固体吸湿剂颗粒的直径。

6.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：所述固体吸湿模块(3)内部堆积放入吸湿剂颗粒，固体吸湿模块(3)能够随时取出，对内部吸湿剂颗粒进行更换。

7.根据权利要求1所述的立式多级吸附式新风处理塔，其特征在于：当所述水/制冷剂管道(6)内通入水时，水/制冷剂管道(6)与高温换热器(15)和低温换热器(16)相连，水/制冷剂管道(6)上设置四通阀(14)；当水/制冷剂管道(6)内通入制冷剂时，水/制冷剂管道(6)与压缩机(12)相连，水/制冷剂管道(6)上设置膨胀阀(13)和四通阀(14)。