CN219809990U - 一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,包括溶液除湿与再生子系统、两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统。高温潮湿的空气经过内冷型除湿器除湿后变成高温干燥的空气,进入I级露点间接蒸发冷却器和II级露点间接蒸发冷却器中蒸发冷却后变成低温干燥的空气送入房间,除湿后的稀溶液在溶液热交换器、低品位热源加热器和再生器的作用下高效再生。本实用新型将溶液除湿与两级露点间接蒸发冷却技术相结合,满足不同室外气象参数下,建筑空间降温除湿的需求,在我国高温高湿地区也可使用;同时全热回收室内排风、利用低品位热源进行溶液再生、不使用制冷剂,是一种高效、节能、环保的制冷方式,具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及溶液除湿、蒸发冷却空调技术领域,具体涉及一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统。
背景技术
蒸发冷却采用水为制冷工质,不使用氯氟烃(CFCs)产品,对大气臭氧层没有破坏,同时利用空气和水之间的热湿交换获得冷量,不必将蒸发后的水蒸气再进行压缩,不消耗压缩功;但由于间接蒸发冷却对空气的冷却不具有除湿能力,单独利用间接蒸发冷却技术只能将空气温度降至其湿球温度,工况不稳定,这使得单独应用间接蒸发冷却技术在高温潮湿地区受到限制。
在除湿方法中,固体除湿混合损失大、传热传质过程的不可逆损失大、效率不高;而溶液除湿具有吸湿性能好、再生温度低、性能系数高,并且还具有转轮吸附式除湿所不具备的蓄能特性。因此,需要设计一种适用于不同湿度地区的多级露点间接蒸发冷却,同时利用低品位热源进行溶液再生的溶液除湿系统,且对室内排风进行全热回收的高效、节能环保制冷系统,可适用于我国长江流域或东南沿海等高温高湿地区。
发明内容
技术问题:本实用新型要解决的技术问题是,针对上述空调制冷系统存在的不足之处,提供一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,实现利用溶液除湿、利用低品位热源进行溶液再生、采用两级露点间接蒸发冷却、对室内排风进行全热回收的高效节能环保制冷系统,适用于我国长江流域或东南沿海等高温高湿地区建筑空间的降温除湿,特别是有降温除湿需求的工业厂房。
技术方案:为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是提供一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,该系统包括溶液除湿与再生子系统、两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统。
溶液除湿与再生子系统中,除湿后的稀溶液从内冷型溶液除湿器的液体输出端流出,通过稀溶液槽、稀溶液泵、稀溶液调节阀连接溶液热交换器的一侧输入端,在溶液热交换器中被预热后从溶液热交换器的一侧输出;通过低品位热源加热器接再生器的溶液输入端,稀溶液在再生器中被加热再生,再生后的浓溶液从再生器的溶液输出端流出,进入溶液热交换器的另一侧输入端;在溶液热交换器中被预冷后从溶液热交换器的另一侧输出流出,再依次通过浓溶液槽、浓溶液调节阀、浓溶液泵接除湿器的溶液输入端形成一个封闭的溶液回路;内冷型溶液除湿器两侧分别接有冷却水入口和冷却水出口。
两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统中,内冷型溶液除湿器的气体输出端通过与I级露点间接蒸发冷却器的一侧空气输入端相接,空气在I级露点间接蒸发冷却器中被等湿冷却后从其一侧空气输出端输出,输出的空气分为两路,一路进入II级露点间接蒸发冷却器中被进一步等湿冷却,另一路通过空气旁通风道和风量旁通调节阀进行旁通,这两部分空气混合后送入房间;房间的回风通过回风机分为两路,一路通过回风风道和回风风量调节阀与I级露点间接蒸发冷却器的另一侧空气输入端相接,将室内回风作为I级露点间接蒸发冷却器的二次空气,另一路通过回风风道、新风机、新风风量调节阀进行新、回风混合后,与内冷型溶液除湿器的气体输入端相接。
该系统包括溶液循环流程和空气循环流程,其工作过程为:
溶液循环流程:除湿时,浓溶液经过浓溶液泵进入内冷型溶液除湿器中,先被内冷型溶液除湿器中的冷却水冷却以降低浓溶液的温度,提高其除湿能力,然后经过内冷型溶液除湿器顶部的散液器分散到内冷型溶液除湿器上,与从内冷型溶液除湿器底部进来的混合空气(新风与回风混合)进行逆流传热传质,混合空气被除湿干燥,浓溶液吸湿后浓度降低,储存在稀溶液槽中准备再生。再生时,稀溶液先经过溶液热交换器与浓溶液进行显热交换,初步提高稀溶液的温度、降低浓溶液的温度,以保证能量的充分利用;经过显热交换后的稀溶液进入低品位热源加热器中,由低品位热源加热器直接将稀溶液加热到65~85℃,然后通过再生器顶部的散液器将稀溶液均匀的喷散在再生器的填料上,在重力作用下沿着填料表面流下,与从再生器底部进来的再生空气进行逆流传热传质,溶液中的水蒸气会向空气中传递,溶液的浓度不断增加,完成溶液的浓缩过程。再生后的浓溶液从再生器底部进入溶液热交换器中,当低品位热源比较充分时,浓溶液从溶液热交换器中经浓溶液调节阀、浓溶液泵进入除湿器中进行除湿;当低品位热源供热量有余量时,浓溶液一部分储存在浓溶液槽中,在系统热量不足时释放出来,实现溶液的蓄能特性,另一部分直接进入除湿器中进行除湿,形成一个封闭的溶液循环回路。
空气循环流程:经内冷型溶液除湿器除湿后的空气含湿量较小,温度比较高,先经过I级露点间接蒸发冷却器进行等湿冷却,从I级露点间接蒸发冷却器中出来的冷却空气一部分通过II级露点间接蒸发冷却器被进一步等湿冷却,空气实现更大的温降;另一部分通过风量旁通调节阀进行旁通,这两部分空气混合到送风状态点后送入房间,吸收房间的余热量。房间的回风一部分作为I级露点间接蒸发冷却器的二次空气,实现回风的全热回收;另一部分与室外新风进行混合,使新风被初步冷却降湿后送入除湿器中,完成一个封闭的空气循环回路。
本实用新型的有益效果是:(1)将溶液除湿与两级露点间接蒸发冷却技术相结合,满足不同室外气象参数下,建筑空间降温除湿的需求,即使在我国长江流域或东南沿海等高温高湿地区均可使用,拓展了蒸发冷却技术的应用区域。(2)蒸发冷却采用水作为制冷工质,不使用氯氟烃(CFCs)产品,不消耗压缩功,仅消耗风机和溶液泵的电能,系统综合性能系数可达9.4左右,与传统的电制冷空调系统相比,因采用自然冷源,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。(3)与单独使用间接蒸发冷却相比,采用两级露点间接蒸发冷却器处理所得的空气温度更低,因而可减小送风量,减小设备初投资和运行费用。(4)I级露点间接蒸发冷却器的二次空气采用室内排风而不是室外空气,且室外新风与部分回风混合后再进入内冷型溶液除湿器,使新风初步冷却降湿,实现了室内排风的全热回收,比传统空调系统中的显热回收更节能有效。(5)可根据房间热湿比的要求,通过调节空气旁通风道的旁通比来调节送风状态点的位置,以适应空调房间热湿负荷的不断变化,这种调节方法能够为该系统提供较高的温湿精度。(6)该复合系统采用内冷型溶液除湿器,浓溶液先被内冷型溶液除湿器中的冷却水进行冷却降温,提高了溶液的除湿能力。(7)该复合系统采用低品位热源(太阳能或工业废热余热等)驱动溶液再生,实现低品位热源的有效利用,节省了因采用电加热消耗的大量电能。(8)再生后的浓溶液设置了浓溶液旁通通道及调节阀,根据低品位热源的供热情况,实现浓溶液的蓄能特性,保证了溶液除湿、再生过程的稳定性。
附图说明
图1是一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统示意图;
图2是一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统溶液循环流程图;
图3是一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统空气循环流程图;
图1中有:1-内冷型溶液除湿器;2-稀溶液槽;3-稀溶液泵;4-溶液热交换器;5-低品位热源加热器;6-溶液再生器;7-浓溶液槽;8-稀溶液泵;9-I级露点间接蒸发冷却器;10-II级露点间接蒸发冷却器;11-房间;12-回风机;13-新风机;F1-稀溶液调节阀;F2-第一浓溶液调节阀、F3-第二浓溶液调节阀、F4-第三浓溶液调节阀;F5-风量旁通调节阀;F6-回风风量调节阀;F7-新风风量调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如附图1所示,本实用新型提供一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,该系统由溶液除湿与再生子系统、两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统组成。具体连接方式为:溶液除湿与再生子系统中,通过除湿后的稀溶液从内冷型溶液除湿器1的液体输出端1a流出,依次通过稀溶液槽2、稀溶液泵3、稀溶液调节阀F1连接溶液热交换器4的第一输入端4a,在溶液热交换器4中被预热后从溶液热交换器4的第一输出端4b输出,再通过低品位热源加热器5接再生器6的溶液输入端,稀溶液在再生器6中被加热再生,再生后的浓溶液从再生器6的溶液输出端流出,进入溶液热交换器4的第二输入端4c;浓溶液与稀溶液在溶液热交换器4中进行显热交换后,从溶液热交换器4的第二输出端4d流出,流出的浓溶液分为两路,一路依次通过第一浓溶液调节阀F2、浓溶液槽7、第二浓溶液调节阀F3,另一路通过浓溶液旁通管路及第三浓溶液调节阀F4,两路汇合后通过浓溶液泵8接内冷型溶液除湿器1的溶液输入端1b形成一个封闭的溶液回路;内冷型溶液除湿器1两侧分别接有冷却水入口1e和冷却水出口1f。
如附图1所示,两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统中,内冷型溶液除湿器1的气体输出端1c通过与I级露点间接蒸发冷却器9的一侧空气输入端相接,空气在I级露点间接蒸发冷却器9中被等湿冷却后从其一侧空气输出端输出,输出的空气分为两路,一路进入II级露点间接蒸发冷却器10中被进一步等湿冷却,另一路通过空气旁通风道和风量旁通调节阀F5进行旁通,这两部分空气混合后送入房间11;房间11的回风通过回风机12分为两路,一路通过回风风道和回风风量调节阀F6与I级露点间接蒸发冷却器9的另一侧空气输入端相接,将室内回风作为I级露点间接蒸发冷却器9的二次空气,另一路通过回风风道、新风机13、新风风量调节阀F7进行新、回风混合后,与内冷型溶液除湿器1的气体输入端1d相接。
该系统采用两个循环回路,即溶液循环回路与空气循环回路。
如附图2所示,该系统的溶液循环处理流程为:除湿时,浓溶液经过浓溶液泵8进入内冷型溶液除湿器1中,先被内冷型溶液除湿器1中的冷却水冷却以降低浓溶液的温度,提高其除湿能力,然后经过内冷型溶液除湿器1顶部的散液器分散到内冷型溶液除湿器1上,与从内冷型溶液除湿器1底部进来的混合空气(新风与回风混合)进行逆流传热传质,混合空气被除湿干燥,浓溶液吸湿后浓度降低变成稀溶液,从内冷型溶液除湿器1液体输出端1a流出的稀溶液通过溶液管道进入稀溶液槽2中准备再生。再生时,稀溶液槽2中的稀溶液依次经过稀溶液泵3和稀溶液调节阀F1进入溶液热交换器4的第一输入端4a,在溶液热交换器4中与浓溶液进行预热显热交换,初步提高稀溶液的温度、降低浓溶液的温度,以保证能量的充分利用;经过显热交换后的稀溶液从溶液热交换器4的第一输出端4b进入低品位热源加热器5中,由低品位热源加热器5直接将稀溶液加热到65~85℃,然后通过再生器6顶部的散液器将稀溶液均匀的喷散在再生器6的填料上,在重力作用下沿着填料表面流下,与从再生器6底部进来的再生空气进行逆流传热传质,溶液中的水蒸气会向空气中传递,溶液的浓度不断增加,完成溶液的浓缩过程。再生后的浓溶液从再生器6底部进入溶液热交换器4的第二输入端4c,浓溶液从溶液热交换器4的第二输出端4d出来后,分为两部分:当低品位热源比较充分时,浓溶液经过第三浓溶液调节阀F4、浓溶液泵8直接进入内冷型溶液除湿器1的液体输入端1b进行除湿;当低品位热源供热量有余量时,浓溶液一部分储存在浓溶液槽7中,在系统热量不足时释放出来,实现溶液的蓄能特性,另一部分经过第三浓溶液调节阀F4、浓溶液泵8进入内冷型溶液除湿器1的液体输入端1b进行除湿,形成一个封闭的溶液循环回路。
如附图3所示,该系统的空气循环处理流程为:经过新风机13和新风风量调节阀F7送出的新风与从回风机12送出的部分回风混合后,新风被初步冷却降湿后送入内冷型溶液除湿器1的气体输入端1d中进行除湿,经除湿后的干燥高温空气从内冷型溶液除湿器1的气体输出端1c流出,先经过I级露点间接蒸发冷却器9进行等湿冷却,从I级露点间接蒸发冷却器9中出来的冷却空气一部分通过II级露点间接蒸发冷却器10被进一步等湿冷却,空气实现更大的温降;另一部分通过风量旁通调节阀F5进行旁通,这两部分空气混合到送风状态点后送入房间11,吸收房间的余热量。房间11的回风经过回风机12送出后分为两路,一路通过回风风道及回风风量调节阀F6与I级露点间接蒸发冷却器9的另一侧输入端相接,作为I级露点间接蒸发冷却器9的二次空气,实现回风的全热回收;另一路回风与经过新风机13和新风风量调节阀F7送出的新风进行新、回风混合后,与内冷型溶液除湿器1的气体输入端1d相接,完成封闭的空气侧循环。
如附图1所示,在浓溶液与稀溶液管路之间设置了溶液热交换器4,由于浓、稀溶液之间存在较大的温差,浓溶液、稀溶液之间进行显热交换,浓溶液被预冷,稀溶液被预热,其换热效率可达60%左右,较大的提高了热量的利用率。另外,系统设置了稀溶液槽2和浓溶液槽8,在运行过程中当低品位热源比较充分时,第一浓溶液调节阀F2和第二浓溶液调节阀F3关闭,第三浓溶液调节阀F4打开,浓溶液通过第三浓溶液调节阀F4和浓溶液泵8直接进入内冷型溶液除湿器1中进行除湿;当低品位热源供热量有余量时,第一浓溶液调节阀F2和第二浓溶液调节阀F3开启,关闭第三浓溶液调节阀F4,再生后被初步冷却的部分浓溶液存储在浓溶液槽8中,此时系统处于蓄能状态;当低品位热源供热量不足时,第一浓溶液调节阀F2、第二浓溶液调节阀F3、第三浓溶液调节阀F4均打开,系统释放能量运行。
如附图1所示,在II级露点间接蒸发冷却器10处设置了空气旁通风道和风量旁通调节阀F5,当房间热负荷不大时,不需要较低的送风温度,此时经I级露点间接蒸发冷却器9等湿冷却后的低温空气通过空气旁通风道和风量旁通调节阀F5直接送入房间11内;当房间热负荷较大时,从I级露点间接蒸发冷却器9中出来的冷却空气一部分通过II级露点间接蒸发冷却器10被进一步等湿冷却,空气温度进一步降低,另一部分通过风量旁通调节阀F5进行旁通,这两部分空气混合到送风状态点后送入房间11;当房间热负荷很大时,需要较低的送风温度,此时经溶液除湿后的干燥高温空气依次经过I级露点间接蒸发冷却器9和II级露点间接蒸发冷却器10被两级等湿冷却,空气实现更大的温降,达到送风状态点后送入房间11。可根据房间热湿比的要求,通过调节空气旁通风道的旁通比来调节送风状态点的位置,以适应空调房间热湿负荷的不断变化,这种调节方法能够为该系统提供较高的温湿精度。
Claims (4)
1.一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,其特征在于该系统由溶液除湿与再生子系统、两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统组成;
溶液除湿与再生子系统中,通过除湿后的稀溶液从内冷型溶液除湿器(1)的溶液输出端(1a)流出,依次通过稀溶液槽(2)、稀溶液泵(3)、稀溶液调节阀(F1)连接溶液热交换器(4)的第一输入端(4a),溶液热交换器(4)的第一输出端(4b)通过低品位热源加热器(5)连接再生器(6)的溶液输入端,再生后的浓溶液通过再生器(6)的溶液输出端连接溶液热交换器(4)的第二输入端(4c),浓溶液与稀溶液在溶液热交换器(4)中进行显热交换后,从溶液热交换器(4)的第二输出端(4d)流出,再通过浓溶液槽(7)、第一浓溶液调节阀(F2)、第二浓溶液调节阀(F3)、第三浓溶液调节阀(F4)、浓溶液泵(8)连接内冷型溶液除湿器(1)的溶液输入端(1b),形成一个封闭的溶液循环回路;
两级露点间接蒸发冷却及室内排风全热回收子系统中,内冷型溶液除湿器(1)的气体输出端(1c)与I级露点间接蒸发冷却器(9)的一侧空气输入端相接,空气在I级露点间接蒸发冷却器(9)中被等湿冷却后输出,输出的空气分为两路,一路进入II级露点间接蒸发冷却器(10)中,另一路通过空气旁通风道和风量旁通调节阀(F5)进行旁通,这两部分空气混合后送入房间(11);房间(11)的回风通过回风机(12)分为两路,一路通过回风风道和回风风量调节阀(F6)与I级露点间接蒸发冷却器(9)的另一侧空气输入端相接,另一路通过回风风道、新风机(13)、新风风量调节阀(F7)进行新、回风混合后,接入内冷型溶液除湿器(1)的气体输入端(1d)。
2.根据权利要求1所述的一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,其特征在于采用内冷型溶液除湿器(1),内冷型溶液除湿器(1)两侧分别接有冷却水入口(1e)和冷却水出口(1f)。
3.根据权利要求1所述的一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,其特征在于浓溶液从溶液热交换器(4)的第二输出端(4d)流出后,分为两路,一路依次通过第一浓溶液调节阀(F2)、浓溶液槽(7)、第二浓溶液调节阀(F3),另一路通过浓溶液旁通管路及第三浓溶液调节阀(F4),两路汇合后通过浓溶液泵(8)接内冷型溶液除湿器(1)的溶液输入端(1b)。
4.根据权利要求1所述的一种溶液除湿结合多级露点间接蒸发冷却制冷系统,其特征在于I级露点间接蒸发冷却器(9)和II级露点间接蒸发冷却器(10)为串联连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |