專利名稱：熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種暖通空調(diào)領(lǐng)域用的熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新風(fēng)機(jī)組負(fù)責(zé)處理新風(fēng)以去除室內(nèi)污染物質(zhì)、滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生、健康等要求。夏季，新風(fēng)機(jī)組需要實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)的降溫除濕過(guò)程，目前絕大多數(shù)新風(fēng)機(jī)組采用冷凝除濕方法，使用7℃的冷凍水通過(guò)表冷器將空氣的溫度降低到露點(diǎn)以下凝結(jié)出水分。所帶來(lái)的問(wèn)題是制冷機(jī)工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導(dǎo)致制冷機(jī)性能系數(shù)較低；冷凝除濕后的空氣濕度雖滿足要求、但溫度過(guò)低，有時(shí)還需要再熱從而造成能源的浪費(fèi)；有凝結(jié)水的盤管等容易滋生霉菌、污染空氣。冬季的加濕功能還需要另外的加濕設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)。
由于吸濕溶液在去除室內(nèi)潛熱負(fù)荷上的優(yōu)越性，逐漸得到大家的關(guān)注。溶液除濕空調(diào)與常規(guī)空調(diào)相比，可采用低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)；通過(guò)溶液的噴灑可以除去空氣中的細(xì)菌、霉菌及其它一些有害物；避免使用有凝結(jié)水的盤管，可明顯提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。專利ZL03134688.X、ZL03130840.6公開(kāi)了使用溶液為媒介的電驅(qū)動(dòng)的新風(fēng)機(jī)組處理流程，但這些流程中均有室內(nèi)排風(fēng)可以利用，即可以通過(guò)一定的途徑回收室內(nèi)排風(fēng)的能量以降低新風(fēng)處理能耗。但在有很多情況下，沒(méi)有室內(nèi)排風(fēng)可以利用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有室內(nèi)排風(fēng)可供利用、采用熱泵驅(qū)動(dòng)的溶液式新風(fēng)機(jī)組的流程的缺點(diǎn)，提出一種行之有效的熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置。
本實(shí)用新型提出的一種熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置，其特征在于所述機(jī)組含有氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C、D、E，溶液自循環(huán)泵8，級(jí)間溶液泵9，板式換熱器1，空氣回?zé)崞?0，熱泵系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)含有第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2和第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3、冷凝器4和冷凝器5、壓縮機(jī)6、節(jié)流閥7；所述機(jī)組分為新風(fēng)處理通道和溶液再生兩層通道，新風(fēng)處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊D、E組成；所述板式換熱器1與進(jìn)入噴淋模塊A的溶液進(jìn)行熱量交換，采用冷卻水降低進(jìn)入該模塊的溶液溫度；所述第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2用于降低模塊B的噴淋溶液溫度，冷凝器4用于加熱模塊E的噴淋溶液、提供再生熱量；所述第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3用于降低模塊C的噴淋溶液溫度，冷凝器5用于加熱模塊D的噴淋溶液、提供再生熱量。
在上述的新風(fēng)處理裝置中，所述噴淋溶液采用級(jí)間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過(guò)噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過(guò)程；或者采用僅在熱泵對(duì)應(yīng)級(jí)內(nèi)的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。
本新風(fēng)裝置以具有吸濕性能的溶液為工作介質(zhì)，將溶液除濕處理系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)相結(jié)合。熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器的冷量和冷凝器的熱量均得到了有效的利用，蒸發(fā)器的冷量用于降低溶液溫度從而提高其除濕能力，冷凝器的熱量作為溶液濃縮再生的熱源。鹽溶液具有殺菌、凈化空氣的作用，可提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。


圖1溶液式新風(fēng)處理裝置工作原理1——溶液級(jí)間大循環(huán)、再生氣流分別進(jìn)入各級(jí)噴淋模塊圖2溶液式新風(fēng)處理裝置工作原理2——溶液級(jí)間大循環(huán)、再生氣流依次進(jìn)入各級(jí)噴淋模塊圖3溶液式新風(fēng)處理裝置工作原理3——溶液僅在熱泵對(duì)應(yīng)級(jí)內(nèi)循環(huán)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明參看圖1～3，本新風(fēng)處理機(jī)包括氣液直接接觸噴淋模塊A～E、溶液自循環(huán)泵8，級(jí)間溶液泵9，板式換熱器1，空氣回?zé)崞?0，熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、節(jié)流閥)。該新風(fēng)機(jī)分為新風(fēng)處理和溶液再生兩層通道；新風(fēng)處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊D、E組成。有板式換熱器1與進(jìn)入噴淋模塊A的溶液進(jìn)行熱量交換，采用冷卻水降低進(jìn)入該模塊的溶液溫度。第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2用于降低模塊B的噴淋溶液溫度，冷凝器4用于加熱模塊E的噴淋溶液、提供再生熱量。第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3用于降低模塊C的噴淋溶液溫度，冷凝器5用于加熱模塊D的噴淋溶液、提供再生熱量。溶液可以采用級(jí)間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過(guò)噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過(guò)程(如圖1、2所示)；也可以采用僅在熱泵對(duì)應(yīng)級(jí)內(nèi)的模塊循環(huán)的方式，如在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)(如圖3所示)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)室內(nèi)排風(fēng)可供利用的情況下、熱泵驅(qū)動(dòng)的溶液式新風(fēng)處理機(jī)組。該新風(fēng)處理機(jī)組由溶液循環(huán)系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)兩部分組成。溶液系統(tǒng)由氣液直接接觸噴淋模塊A～E(其中A、B、C為除濕模塊，D、E為再生模塊)，溶液自循環(huán)泵8，級(jí)間溶液泵9，板式換熱器1等部件組成(見(jiàn)圖1～3)。熱泵系統(tǒng)包括蒸發(fā)器2、3，冷凝器4、5，壓縮機(jī)6，節(jié)流閥7等部件。
圖1是一種溶液式新風(fēng)機(jī)的工作原理。圖中直線表示級(jí)內(nèi)循環(huán)噴淋的除濕溶液，虛線表示級(jí)間流動(dòng)的除濕溶液，點(diǎn)劃線表示熱泵系統(tǒng)的制冷工質(zhì)。新風(fēng)機(jī)的上層通道是新風(fēng)處理通道，下層是再生氣流通道、用于溶液的濃縮再生。
根據(jù)圖1分析空氣和溶液的流程及其狀態(tài)變化情況。室外新風(fēng)依次經(jīng)過(guò)氣液噴淋模塊A、B、C與各級(jí)內(nèi)的低溫除濕溶液接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，新風(fēng)被降溫除濕后送入室內(nèi)。采用不同溫度的冷源冷卻進(jìn)入噴淋模塊的溶液，模塊A的溶液采用冷卻水通過(guò)板式換熱器1冷卻，模塊B的溶液通過(guò)第一個(gè)熱泵的蒸發(fā)器2進(jìn)行冷卻，模塊C的溶液通過(guò)第二個(gè)熱泵的蒸發(fā)器3進(jìn)行冷卻。第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度均高于第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的相應(yīng)溫度。級(jí)間循環(huán)溶液在級(jí)間溶液泵9的作用下，依次進(jìn)入模塊C、B、A、D、E又返回模塊C，進(jìn)入模塊C的溶液濃度最高，從模塊A流出的溶液濃度最低，低濃度的溶液進(jìn)入模塊D、E被濃縮再生后再送入模塊C循環(huán)使用。熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器2、3的冷量均用于降低溶液溫度、提高溶液的除濕能力；冷凝器4、5的熱量則用于提供溶液濃縮再生的熱量。在新風(fēng)機(jī)組中，使用室外的新風(fēng)作為再生氣流，帶走溶液濃縮再生出來(lái)的水分。在模塊D、E中，室外新風(fēng)首先進(jìn)入空氣回?zé)崞?0被預(yù)熱后，進(jìn)入模塊D或E，與高溫溶液接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，溶液中的水分進(jìn)入空氣中，自模塊流出的熱濕氣流經(jīng)過(guò)空氣回?zé)崞?0回收其熱量后直接排出。
圖2的溶液式新風(fēng)機(jī)組的流程與圖1類似，僅是再生氣流的流程不同，再生氣流首先進(jìn)入模塊D，吸收溶液的水分后熱濕的氣流再進(jìn)入模塊E繼續(xù)使用。在圖2所示的流程中，由于進(jìn)入模塊E的再生氣流濕度較高，因而溶液濃縮再生的效果不及圖1所示的系統(tǒng)，但圖2所示的系統(tǒng)流程較為簡(jiǎn)化。
圖3給出了另一種形式的溶液式新風(fēng)機(jī)組的工作原理。溶液僅在對(duì)應(yīng)的熱泵系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，而不是像圖1和圖2所示的在兩個(gè)熱泵系統(tǒng)之間循環(huán)。圖3所示為兩個(gè)熱泵系統(tǒng)組成的新風(fēng)機(jī)組，氣液噴淋模塊B、E與第一個(gè)熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器2、冷凝器4、壓縮機(jī)6、節(jié)流閥7)為一組，氣液模塊模塊C、D與第二個(gè)熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器3、冷凝器5、壓縮機(jī)6、節(jié)流閥7)為一組。第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度低于第一個(gè)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度。新風(fēng)依次經(jīng)過(guò)氣液噴淋模塊B、C被降溫除濕后送入室內(nèi)，在此過(guò)程中被稀釋的溶液分別進(jìn)入模塊E和D進(jìn)行濃縮再生。再生空氣的流程與圖1相同，再生空氣分別被各自的空氣回?zé)崞?0預(yù)熱后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的氣液噴淋模塊與高溫溶液接觸后，熱濕的氣流經(jīng)過(guò)空氣回?zé)崞?0回收其熱量后排出。
在冬季，可采用四通閥實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)中制冷、制熱工況的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)的加熱加濕處理過(guò)程。溶液與空氣的流程與夏季相同，僅是二者間的傳熱傳質(zhì)方向相反而已。
權(quán)利要求1.熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置，其特征在于所述裝置含有氣液直接接觸噴淋模塊(A、B、C、D、E)，溶液自循環(huán)泵(8)，級(jí)間溶液泵(9)，板式換熱器(1)，空氣回?zé)崞?10)，熱泵系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)含有第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(2)和第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(3)、冷凝器(4)和冷凝器(5)、壓縮機(jī)(6)、節(jié)流閥(7)；所述裝置分為新風(fēng)處理通道和溶液再生兩層通道，新風(fēng)處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊(A、B、C)組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊(D、E)組成；所述板式換熱器(1)與進(jìn)入噴淋模塊(A)的溶液進(jìn)行熱量交換，采用冷卻水降低進(jìn)入該模塊的溶液溫度；所述第一個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(2)用于降低模塊(B)的噴淋溶液溫度，冷凝器(4)用于加熱模塊(E)的噴淋溶液、提供再生熱量；所述第二個(gè)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(3)用于降低模塊(C)的噴淋溶液溫度，冷凝器(5)用于加熱模塊(D)的噴淋溶液、提供再生熱量。
2.按照權(quán)利要求1所述的新風(fēng)處理裝置，其特征在于所述噴淋溶液采用級(jí)間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過(guò)噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過(guò)程；或者采用僅在熱泵對(duì)應(yīng)級(jí)內(nèi)的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及熱泵驅(qū)動(dòng)的以吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理裝置，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置含有氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C、D、E，溶液自循環(huán)泵，級(jí)間溶液泵，板式換熱器，空氣回?zé)崞鳎瑹岜孟到y(tǒng)；所述噴淋溶液采用級(jí)間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過(guò)噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過(guò)程；或者采用僅在熱泵對(duì)應(yīng)級(jí)內(nèi)的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。本裝置以具有吸濕性能的溶液為工作介質(zhì)，將溶液除濕處理系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)相結(jié)合。熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器的冷量和冷凝器的熱量均得到了有效的利用，蒸發(fā)器的冷量用于降低溶液溫度從而提高其除濕能力，冷凝器的熱量作為溶液濃縮再生的熱源。
文檔編號(hào)F24F12/00GK2916455SQ20062002308
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者江億, 劉曉華, 陳曉陽(yáng), 劉拴強(qiáng), 謝曉云 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京華創(chuàng)瑞風(fēng)空調(diào)科技有限公司