CN108224636A - 一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，包括除湿器、溶液预冷换热器、低压发生腔、低压冷凝腔、蒸汽连通管和溶液‑溶液换热器；低压发生腔和低压冷凝腔之间通过蒸汽连通管连接；在溶液预冷换热器中设置蒸发器，在低压发生腔中设置冷凝器；冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机顺次连接构成热泵***；低压冷凝腔与高温冷源连接，低压冷凝腔的底部通过冷凝水阀与外界连接；除湿器与低压发生腔通过溶液循环泵形成溶液循环回路；溶液预冷换热器布置在由低压发生腔到除湿器的一段溶液循环回路上；溶液‑溶液换热器的一侧布置在由除湿器到低压发生腔的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由低压发生腔到除湿器的一段溶液循环回路上。

Description

一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组
技术领域
本发明涉及一种新风机组，特别是关于一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组。
背景技术
目前民用建筑空调***的主要任务是满足室内人员对温湿度参数的舒适性需求，其中空气除湿过程是营造室内热湿环境的重要环节之一。现有空调除湿方式中多采用冷凝除湿处理方式，利用制冷机制备的低温冷冻水将空气温度降至露点以下，使得空气中的水分凝结而实现对新风的除湿处理过程。但由于需要的冷凝温度很低(低于空气的露点温度)，造成制冷机的蒸发温度降低，从而严重影响了制冷机的性能系数。此外，传统冷凝除湿方式还存在送风温度较低、部分情况下需再热导致能源浪费等问题。
溶液除湿方式有别于传统冷凝除湿方式，采用具有吸湿性质的盐溶液作为工作介质，通过新风与溶液的直接接触进行传热传质，从而实现对新风的降温除湿过程。溶液除湿方式能够高效地满足空气湿度处理需求，不再需要再热，且可采用多类低温热源作为溶液浓缩再生的能量来源，由于其在上述节约能源、提高室内空气品质等方面的优势，近年来在我国已得到了越来越广泛的应用。
溶液再生过程是溶液除湿空调***的关键过程，其热质交换过程直接影响整个空调***的性能。利用再生空气与溶液直接接触传热传质是较为常见的溶液再生方式，常见的再生空气包含室外新风和室内排风。例如专利CN101846369A提出了一种热回收型溶液除湿新风机组，该机组通过气液直接接触喷淋模块让稀释溶液与室内排风进行直接接触，实现机组溶液的再生功能。然而，上述通过再生空气与溶液接触为溶液再生的方式，一方面对建筑的排风组织提出要求，另一方面增大了溶液除湿空调***机组的占地面积与总体积。
因此，从现有技术来看，尚缺少不使用再生空气为溶液除湿空调中稀溶液再生的独立再生装置。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种不以再生空气与溶液的传热传质为溶液再生方式的热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：包括除湿器、溶液预冷换热器、低压发生腔、低压冷凝腔、蒸汽连通管和溶液-溶液换热器；所述低压发生腔和低压冷凝腔之间通过所述蒸汽连通管连接；在所述溶液预冷换热器中设置蒸发器，在所述低压发生腔中设置冷凝器；冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机顺次连接构成热泵***；所述低压冷凝腔与高温冷源连接，所述低压冷凝腔的底部通过冷凝水阀与外界连接；所述除湿器与所述低压发生腔通过溶液循环泵形成溶液循环回路；所述溶液预冷换热器布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上；所述溶液-溶液换热器的一侧布置在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上。
在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上以及由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上均设置有溶液阀。
所述除湿器采用叉流除湿器或逆流除湿器。
一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：包括除湿器、溶液预冷换热器、低压发生腔、低压冷凝腔、蒸汽连通管和溶液-溶液换热器；所述低压发生腔和低压冷凝腔之间通过所述蒸汽连通管连接；所述溶液预冷换热器与高温冷源连接；在所述低压冷凝腔中设置蒸发器，在所述低压发生腔中设置冷凝器；冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机顺次连接构成热泵***；所述低压冷凝腔的底部通过冷凝水阀与外界连接；所述除湿器与所述低压发生腔通过溶液循环泵形成溶液循环回路；所述溶液预冷换热器布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上；所述溶液-溶液换热器的一侧布置在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上。
在所述除湿器的前方设置空气预冷表冷器，所述空气预冷表冷器与高温冷源连接。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明以具有吸湿性能的溶液为工作介质，将溶液除湿处理***、热泵***、真空闪蒸***相结合，实现了无排风再生的功能。此外，热泵***中蒸发器的冷量和冷凝器的热量均得到了有效的利用，蒸发器的冷量用于降低溶液温度从而提高其除湿能力，冷凝器的热量全部作为溶液浓缩再生的热源。
附图说明
图1是本发明实施例一采用叉流除湿器时的工作原理示意图；
图2是本发明实施例一采用逆流除湿器时的工作原理示意图；
图3是本发明实施例二采用叉流除湿器时的工作原理示意图；
图4是本发明实施例二采用逆流除湿器时的工作原理示意图；
图5是本发明实施例三的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
实施例一：
如图1、图2所示，本实施例新风机组包括除湿器1、溶液预冷换热器2、低压发生腔3、低压冷凝腔4、蒸汽连通管5和溶液-溶液换热器6。其中，低压发生腔3和低压冷凝腔4之间通过蒸汽连通管5连接。在溶液预冷换热器2中设置蒸发器7，在低压发生腔3中设置冷凝器8。冷凝器8、节流阀10、蒸发器7和压缩机9顺次连接构成热泵***。低压冷凝腔4与高温冷源连接，低压冷凝腔4的底部通过冷凝水阀11与外界连接。除湿器1与低压发生腔3通过溶液循环泵12形成溶液循环回路。溶液预冷换热器2布置在由低压发生腔3到除湿器1的一段溶液循环回路上。溶液-溶液换热器6的一侧布置在由除湿器1到低压发生腔3的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由低压发生腔3到除湿器1的一段溶液循环回路上。
上述实施例中，在由除湿器1到低压发生腔3的一段溶液循环回路上以及由低压发生腔3到除湿器1的一段溶液循环回路上均设置有溶液阀13。
上述实施例中，除湿器1可采用叉流除湿器(如图1所示)或逆流除湿器(如图2所示)。
本发明的工作原理如下：如图1、图2所示(图中直线表示循环喷淋的除湿溶液，虚线表示热泵***的制冷工质，点划线表示高温冷源)，室外新风进入除湿器1，与喷淋而下的浓溶液直接接触进行传热传质过程，经过降温、除湿处理后的空气直接送入室内，与空气接触后浓度降低的稀溶液将经由溶液循环泵12、溶液-溶液换热器6进入低压发生腔3。在低压发生腔3内，稀溶液喷淋而下与热泵***的冷凝器8进行热量交换，溶液中的水分受热蒸发成为水蒸汽，经由蒸汽连通管5进入低压冷凝腔4。在低压冷凝腔4中，水蒸汽与高温冷源进行热量交换、冷凝成为冷凝水，最终通过冷凝水阀11排至外界。低压发生腔3中流出的浓溶液先后经由溶液循环泵12、溶液-溶液换热器6、溶液阀13、溶液预冷换热器2处理，最终再次进入除湿器1完成循环。该新风机组内的热泵***(冷凝器8、压缩机9、蒸发器7、节流阀10)的蒸发器7用于预冷即将进入除湿器1的浓溶液，冷凝器8的排热量用于提供低压发生腔3中溶液蒸发过程所需的热量。本新风机组以具有吸湿性能的溶液为工作介质，将溶液除湿处理***、热泵***、真空闪蒸***相结合，实现了无排风再生的功能。此外，热泵***中蒸发器的冷量和冷凝器的热量均得到了有效的利用，蒸发器的冷量用于降低溶液温度从而提高其除湿能力，冷凝器的热量全部作为溶液浓缩再生的热源。
实施例二：
如图3、图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：热泵***中的蒸发器7设置在低压冷凝腔4中，替代原有的高温冷源。而溶液预冷换热器2与高温冷源连接，替代原有的蒸发器。
本实施例的工作原理与实施例一相似，区别仅在于：经由蒸发连通管5进入到低压冷凝腔4中的水蒸气，与蒸发器7的冷量进行热量交换，从而冷凝成为冷凝水。溶液预冷换热器2通过高温冷源来降低溶液温度从而提高溶液的除湿能力。
实施例三：
如图5所示，本实施例与实施例二的不同之处在于：在除湿器1的前方增设空气预冷表冷器14，空气预冷表冷器14亦与高温冷源连接。室外新风先经由空气预冷表冷器14降温后，再通入除湿器1进行降温除湿。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：包括除湿器、溶液预冷换热器、低压发生腔、低压冷凝腔、蒸汽连通管和溶液-溶液换热器；所述低压发生腔和低压冷凝腔之间通过所述蒸汽连通管连接；在所述溶液预冷换热器中设置蒸发器，在所述低压发生腔中设置冷凝器；冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机顺次连接构成热泵***；所述低压冷凝腔与高温冷源连接，所述低压冷凝腔的底部通过冷凝水阀与外界连接；所述除湿器与所述低压发生腔通过溶液循环泵形成溶液循环回路；所述溶液预冷换热器布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上；所述溶液-溶液换热器的一侧布置在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上。
2.如权利要求1所述的一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上以及由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上均设置有溶液阀。
3.如权利要求1所述的一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：所述除湿器采用叉流除湿器或逆流除湿器。
4.一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：包括除湿器、溶液预冷换热器、低压发生腔、低压冷凝腔、蒸汽连通管和溶液-溶液换热器；所述低压发生腔和低压冷凝腔之间通过所述蒸汽连通管连接；所述溶液预冷换热器与高温冷源连接；在所述低压冷凝腔中设置蒸发器，在所述低压发生腔中设置冷凝器；冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机顺次连接构成热泵***；所述低压冷凝腔的底部通过冷凝水阀与外界连接；所述除湿器与所述低压发生腔通过溶液循环泵形成溶液循环回路；所述溶液预冷换热器布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上；所述溶液-溶液换热器的一侧布置在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上，另一侧布置在由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上。
5.如权利要求4所述的一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：在由所述除湿器到所述低压发生腔的一段溶液循环回路上以及由所述低压发生腔到所述除湿器的一段溶液循环回路上均设置有溶液阀。
6.如权利要求4所述的一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：所述除湿器采用叉流除湿器或逆流除湿器。
7.如权利要求4所述的一种热泵驱动的真空再生型溶液除湿新风机组，其特征在于：在所述除湿器的前方设置空气预冷表冷器，所述空气预冷表冷器与高温冷源连接。
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