CN206037294U - 冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组，包括除湿单元、再生单元、冷却单元、热泵系统；除湿单元包含相连接的除湿器、除湿器溶液泵、三通阀、除湿器溶液管路；再生单元包含相连接的再生器、再生器溶液泵、三通阀、再生器溶液管路；热泵系统包含相互连接的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和表冷器；冷却塔单元包含相互连接的冷却塔、一级换热器、冷却水循环泵和冷却水循环管；使除湿器溶液槽内的高温溶液被冷却塔和蒸发器分两级冷却降温；热泵系统的设备选型小，装机功率减小，设备运行时功耗降低，冷却塔单元的耗能部件只有风机和水泵，能耗远低于热泵系统的能耗，因此整套系统的运行费用也将大幅度降低。
Description
技术领域
本实用新型属于物料干燥、生产工艺环境用风技术领域，特别是涉及一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组。
背景技术
溶液调湿技术是采用具有调湿功能的盐溶液(如氯化锂溶液)为工作介质，利用溶液的吸湿和放湿特性来对空气温湿度进行控制的，盐溶液的表面水蒸气分压力与空气中的水蒸气分压力差是二者进行水分传递的驱动力。除湿过程中，为了增加热质传递的驱动力，需要使溶液降温。除湿后的稀溶液被送至再生器再生，同理，再生过程中需要使溶液升温。对热泵系统而言，冷端用于实现溶液除湿机组的除湿侧溶液的降温，同时热端用于实现机组再生侧溶液的升温。近年来已有热泵驱动的溶液调湿机组相关的研究和产品。热泵技术是节能技术领域的重要一部分，以其与溶液除湿技术相结合，有效地实现了除湿设备的节能、高效运行。热泵驱动的溶液调湿空调作为温湿度独立控制系统的一种，实现了室内无湿表面送风，且除湿溶液对空气有杀菌除尘的作用，可以明显提高送风的空气品质。
现有的热泵驱动的溶液调湿机组产品绝大多数用于民用建筑，主要为室内提供新风。处理后的空气中含湿量在10g/Kg(干空气)左右，且处理的新风量仅为总送风量的10％～30％(室内回风占70％～90％)，因此现有的热泵驱动的溶液调湿机组中热泵耗功远小于送100％新风的热泵驱动的溶液调湿机组中热泵的耗功。对于物料干燥、生产工艺用风(如纺织业、制药业)等工业领域，不仅需要供应全新风，而且要求的送风湿度低于民用建筑的湿度要求，若只采用热泵系统(单一冷源)处理溶液，从而满足送风要求，则对热泵系统的制冷量需求将增大2倍以上，从而使热泵系统的选型和装机功率大幅度增大，相应的设备占地面积大且成本提高。尤其对于夏季高温高湿地区，溶液调湿机组的除湿负荷较高，相应的对热泵系统供冷和供热能力要求也较高。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组，其特征在于：包括除湿单元、再生单元、冷却单元、热泵系统；除湿单元包含相连接的除湿器、除湿器溶液泵、第一三通阀、除湿器溶液管路；再生单元包含相连接的再生器、再生器溶液泵、第二三通阀、再生器溶液管路；热泵系统包含相互连接的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和表冷器；冷却塔单元包含相互连接的冷却塔、一级换热器、冷却水循环泵和冷却水循环管路；
上述结构中所述除湿器溶液槽中的液体经过除湿器溶液泵，在第一三通阀处分流，一支路溶液经过板式换热器与来自再生器溶液槽的溶液进行换热，实现升温，进入再生器，另一支路溶液先经过一级换热器与冷却塔提供的冷却水换热后实现初步冷却降温，后经蒸发器进一步降温，达到所需的溶液温度，降温后的溶液经除湿器溶液管路送到除湿塔顶部进行喷淋，以逆流形式与新风进行热质交换，除湿后回到溶液槽构成除湿单元的循环回路；再生器溶液槽中的溶液经过再生器溶液泵，在第二三通阀处分流，一支路溶液经过板式换热器与来自除湿器溶液槽的溶液换热，实现降温，进入除湿器，另一支路溶液经过冷凝器换热升温，高温溶液经再生器溶液管路被送到再生器顶部进行喷淋，与新风进行热质交换，使浓度提高，而后回到溶液槽内构成再生单元的循环回路；冷却塔内的冷却水经冷却水循环泵进入一级换热器内与除湿侧溶液进行换热，经冷却水循环管路进入到冷却塔顶部喷淋，空气换热后，回到水箱内，构成冷却塔单元的循环回路。
本实用新型还可以采用如下技术措施：
所述再生器底部接有一补水阀。
本实用新型具有的优点和积极效果是：冷却塔和热泵系统结合的两级冷却降温的系统结构，使除湿器溶液槽内的高温溶液(相对于除湿器的喷淋温度)被冷却塔和蒸发器分两级冷却降温。较热泵驱动的溶液调湿机组(单一冷源)，热泵机组的设备选型小，投资成本低。冷却塔系统为高效低耗设备，因其内部结构简单，构成部件少，因此冷却塔的初投资远低于热泵系统的初投资。热泵系统的设备选型小，装机功率减小，设备运行时功耗降低，冷却塔单元的耗能部件只有风机和水泵，能耗远低于热泵系统的能耗，因此整套系统的运行费用也将大幅度降低。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：100、除湿单元；200、再生单元；300、冷却单元；400；热泵系统；1、除湿器溶液泵；1＇、再生器溶液泵；2ˊ、第一三通阀；2、第二三通阀；3、除湿器溶液管 路；3ˊ再生器溶液管路；4、板式换热器；5、一级板式换热器；6、蒸发器；7、压缩机；8、冷凝器；9、节流阀；10、表冷器；11、冷却塔；12冷却水循环泵 13、冷却水循环管路A、再生器；B、除湿器；
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组，其特征在于：包括除湿单元100、再生单元200、冷却单元300、热泵系统400；除湿单元100包含除湿器A、除湿器溶液泵1、第一三通阀2、除湿器溶液管路3；再生单元200包含再生器B、再生器溶液泵1＇、第二三通阀2＇、再生器溶液管路3＇；热泵系统300包含压缩机7、冷凝器8、节流阀9、蒸发器6和表冷器(蒸发器)10，冷却塔单元400包含冷却塔11、一级换热器5、冷却水循环泵12和冷却水循环管13。
除湿器A溶液槽中的液体经过除湿器溶液泵1，在三通阀2处分流，一小部分溶液经过板式换热器4与来自再生器溶液槽的溶液进行换热，实现升温，进入再生器B，大部分液体先经过一级换热器5与冷却塔11提供的冷却水换热后实现初步冷却降温，后经蒸发器6进一步降温，达到所需的溶液温度，降温后的溶液经除湿器溶液管路3送到除湿塔顶部进行喷淋，以逆流形式与新风进行热质交换，除湿后回到溶液槽构成除湿单元的循环回路；再生器B溶液槽中的溶液经过再生器溶液泵1＇，在第二三通阀2＇处分流，一小部分溶液经过板式换热器4与来自除湿器溶液槽的溶液换热，实现降温，进入除湿器A，大部分溶液经过冷凝器8换热升温，高温溶液经再生器溶液管路3＇被送到再生器顶部进行喷淋，与新风进行热质交换，使浓度提高，而后回到溶液槽内构成再生单元的循环回路。冷却塔11内的冷却水经冷却水循环泵12进入一级换热器内与除湿侧溶液进行换热，经冷却水循环管路13进入到冷却塔顶部喷淋，空气换热后，回到水箱内，构成冷却塔单元的循环回路。经过除湿器处理的空气湿度达到需求，再经过表冷器10降温，使处理空气达到送风要求。
机组的冬季运行原理与夏季相似，只需切换热泵系统内的四通换向阀，使制冷剂流向与夏季相反，蒸发器6作为冷凝器对除湿器内的溶液进行加热，除湿器对新风进行加热加湿满足送风湿度要求，后经预热器(即夏季模式的表冷器10)对再生空气加热，使送风满足要求。冷凝器8则作为蒸发器对溶液进行降温，再生器对再生空气进行除湿冷 却。冬季冷却塔不开启运行。
机组在春秋两季运行时，因春秋两季室外空气中含湿量较低，除湿单元的除湿负荷小，热泵系统冷却/加热能力可以满足系统的需求，因此在春秋两季，冷却塔不开启运行。
该冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组内安装有测温元件，主要通过测定相关温度参数控制机组的整体运行状况。
所述再生器底部接有一补水阀。用于控制再生侧的溶液浓度，保证整套除湿系统的正常运行
本发明的目的在于提供一种两级冷却的溶液调湿机组，机组中除湿器溶液槽内的溶液先经一级换热器与冷却塔提供的冷水换热，再经过二级换热器与热泵系统的蒸发器换热，使溶液达到所需温度。该系统较常规热泵驱动的单级冷却溶液调湿机组，整体功耗降低，效率提高，系统设备虽增加了冷却塔单元，但系统结构并不复杂，系统整体初投资降低，运行费用降低，是适应市场要求，满足生产需求的产品。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组，其特征在于：包括除湿单元(100)、再生单元(200)、冷却单元(300)、热泵系统(400)；除湿单元包含相连接的除湿器(A)、除湿器溶液泵(1)、第一三通阀(2)、除湿器溶液管路(3)；再生单元包含相连接的再生器(B)、再生器溶液泵(1＇)、第二三通阀(2＇)、再生器溶液管路(3＇)；热泵系统包含相互连接的压缩机(7)、冷凝器(8)、节流阀(9)、蒸发器(6)和表冷器(10)；冷却塔单元包含相互连接的冷却塔(11)、一级换热器(5)、冷却水循环泵(12)和冷却水循环管路(13)；
上述结构中所述除湿器(A)溶液槽中的液体经过除湿器溶液泵(1)，在第一三通阀(2)处分流，一支路溶液经过板式换热器(4)与来自再生器溶液槽的溶液进行换热，实现升温，进入再生器(B)，另一支路溶液先经过一级换热器(5)与冷却塔(11)提供的冷却水换热后实现初步冷却降温，后经蒸发器(6)进一步降温，达到所需的溶液温度，降温后的溶液经除湿器溶液管路(3)送到除湿塔顶部进行喷淋，以逆流形式与新风进行热质交换，除湿后回到溶液槽构成除湿单元的循环回路；再生器(B)溶液槽中的溶液经过再生器溶液泵(1＇)，在第二三通阀(2＇)处分流，一支路溶液经过板式换热器(4)与来自除湿器溶液槽的溶液换热，实现降温，进入除湿器(A)，另一支路溶液经过冷凝器(8)换热升温，高温溶液经再生器溶液管路(3＇)被送到再生器顶部进行喷淋，与新风进行热质交换，使浓度提高，而后回到溶液槽内构成再生单元的循环回路；冷却塔(11)内的冷却水经冷却水循环泵(12)进入一级换热器内与除湿侧溶液进行换热，经冷却水循环管路(13)进入到冷却塔顶部喷淋，空气换热后，回到水箱内，构成冷却塔单元的循环回路。
2.根据权利要求1所述的冷却塔和热泵系统结合的两级冷却溶液调湿机组，其特征在于：所述再生器底部接有一补水阀。
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