專利名稱：熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是溶液除濕空調(diào)領(lǐng)域，具體地說是一種蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于熱濕獨(dú)立控制的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，它能夠有效殺死空氣中的細(xì)菌，去除粉塵和其它有害物，避免了凝水表面所導(dǎo)致的霉菌污染。其次，它是全新風(fēng)一次直流的空調(diào)系統(tǒng)，這使得室內(nèi)空氣品質(zhì)得到顯著提高。同時(shí)，這種空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于建筑節(jié)能有著很重要的意義。
目前的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)包括新風(fēng)除濕器和溶液再生器，其中再生器的驅(qū)動(dòng)熱源可以選擇城市熱網(wǎng)熱水、常規(guī)熱泵冷凝器等設(shè)備的余熱。城市市政熱網(wǎng)僅在北方的大部分城市有，而且熱水溫度不易調(diào)節(jié)。目前采用熱泵驅(qū)動(dòng)的溶液除濕系統(tǒng)均為新風(fēng)空調(diào)器，它利用常規(guī)熱泵冷凝器的冷凝熱量直接驅(qū)動(dòng)溶液再生，蒸發(fā)器則被用于冷卻除濕過程中釋放的潛熱，但不容易解決冷熱量不匹配的問題，同時(shí)由于其僅處理新風(fēng)，這種系統(tǒng)還需要再配一臺(tái)冷水機(jī)組用于去除建筑顯熱負(fù)荷，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備較復(fù)雜。
因此，解決溶液除濕系統(tǒng)的冷熱不匹配問題，設(shè)計(jì)出一種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、綜合能效高的除濕空調(diào)系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括熱泵、新風(fēng)除濕器、溶液再生器、冷卻塔、設(shè)置在新風(fēng)除濕器與溶液再生器之間的溶液回路上的儲(chǔ)液罐，所述熱泵為水冷冷水熱泵，其冷水端和室內(nèi)空調(diào)末端相連，熱水端和溶液再生器或冷卻塔相連，溶液再生器、冷卻塔與熱泵之間的熱水管上設(shè)置換向閥；所述儲(chǔ)液罐包括稀溶液罐與濃溶液罐；所述濃溶液罐一端連接溶液再生器的溶液出口，另一端通過濃溶液泵連接新風(fēng)除濕器的溶液入口，所述稀溶液罐一端連接新風(fēng)除濕器的溶液出口，另一端通過稀溶液泵連接溶液再生器的溶液入口，濃溶液從濃溶液罐中送到新風(fēng)除濕器，吸濕后形成的稀溶液自流回稀溶液罐中，稀溶液罐中的稀溶液被送到再生器中濃縮再生，再生后的濃溶液溢流回到濃溶液罐中。
本發(fā)明通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)將多余的熱量在儲(chǔ)液灌中以化學(xué)能的方式進(jìn)行蓄存，采用分時(shí)運(yùn)行、雙工況切換的控制策略，完全解決了熱泵在驅(qū)動(dòng)再生器時(shí)耗熱量與系統(tǒng)冷量出力不匹配的問題，有效地解決了溶液除濕系統(tǒng)的冷熱不匹配問題，可顯著提高系統(tǒng)的綜合能效比，熱泵的COP可從3.0提高到非再生工況下的5.0，并使所述系統(tǒng)的綜合能效比達(dá)到5.5～6.0。同時(shí)系統(tǒng)采用水冷冷水高溫?zé)岜?，利用熱泵產(chǎn)生的高溫?zé)崴?qū)動(dòng)再生器，而冷凍水則用來去除室內(nèi)顯熱負(fù)荷，可以和簡(jiǎn)單的新風(fēng)除濕器(不自帶熱泵)、再生器等構(gòu)成一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng)，使系統(tǒng)設(shè)備更加簡(jiǎn)單，并實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的熱濕獨(dú)立控制。
該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，熱泵產(chǎn)生的冷凍水大部分供給室內(nèi)末端的干式風(fēng)機(jī)盤管用于去除室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，小部分冷凍水則進(jìn)入帶溶液熱回收的新風(fēng)除濕器，帶走除濕過程中產(chǎn)生的熱量。熱泵產(chǎn)生的熱水則送入再生器對(duì)因?yàn)槌凉穸♂尩娜芤哼M(jìn)行濃縮再生，再生后的濃溶液溢流進(jìn)入濃溶液罐儲(chǔ)存起來供新風(fēng)機(jī)使用。如果儲(chǔ)液罐中的濃溶液量已經(jīng)達(dá)到該日的除濕需求，則關(guān)閉再生器、同時(shí)開啟冷卻塔，熱泵產(chǎn)生的熱水上冷卻塔散掉。由于此時(shí)熱水溫度可以降到37℃左右，因此熱泵的COP會(huì)有大幅度的提高。新風(fēng)除濕器使用已經(jīng)蓄存在儲(chǔ)液罐中的濃溶液完成除濕過程。由于濃溶液蓄能是蓄存化學(xué)能，其蓄能密度約為冰蓄冷的3～5倍，儲(chǔ)液罐不需要任何保溫措施，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。
本發(fā)明的顯著效果1、本發(fā)明提出了一種熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，解決了溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)存在的冷熱不匹配問題，使得在無城市熱網(wǎng)的地區(qū)也可方便使用基于熱濕獨(dú)立控制的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，在提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時(shí)降低能源消耗。
2、熱泵運(yùn)行再生工況時(shí)，60℃～75℃的熱水用于再生，冷水則大部分用于去除房間的顯熱負(fù)荷、小部分用于冷卻除濕過程釋放的潛熱。當(dāng)再生器關(guān)閉、熱泵運(yùn)行低溫工況時(shí)，熱水溫度約32℃～37℃，COP可達(dá)5.0，整個(gè)系統(tǒng)綜合能效比達(dá)到5.5～6.0，高于常規(guī)熱泵系統(tǒng)的能效比。
3、整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)除新風(fēng)除濕器、溶液再生器以及熱泵外，不再需要另外的冷熱源，設(shè)備形式更加簡(jiǎn)單。


圖1是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
參見圖1，本發(fā)明提出的一種熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括熱泵1、新風(fēng)除濕器2、溶液再生器3、冷卻塔6、設(shè)置在新風(fēng)除濕器與溶液再生器之間的溶液回路上的儲(chǔ)液罐等，所述熱泵為水冷冷水熱泵1，其冷水端和室內(nèi)空調(diào)末端相連，熱水端和溶液再生器3或冷卻塔6相連，溶液再生器3、冷卻塔6與熱泵之間的熱水管上設(shè)置換向閥；所述儲(chǔ)液罐包括稀溶液罐4與濃溶液罐5；所述濃溶液罐5一端連接溶液再生器3的溶液出口，另一端通過濃溶液泵15連接新風(fēng)除濕器2的溶液入口，所述稀溶液罐4一端連接新風(fēng)除濕器2的溶液出口，另一端通過稀溶液泵16連接溶液再生器3的溶液入口，濃溶液7從濃溶液罐5中送到新風(fēng)除濕器2，吸濕后形成的稀溶液8自流回稀溶液罐4中，稀溶液罐4中的稀溶液9被送到再生器3中濃縮再生，再生后的濃溶液7溢流回到濃溶液罐5中。
本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方式新風(fēng)除濕器2和溶液再生器3的運(yùn)行方式與普通溶液除濕系統(tǒng)類似，濃溶液7被濃溶液泵15從濃溶液罐5中送到新風(fēng)除濕器2，與進(jìn)入除濕器2的室外新風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，新風(fēng)被除濕后送入房間，為了充分利用回風(fēng)的能量，除濕器中還設(shè)有溶液全熱回收模塊，對(duì)回風(fēng)進(jìn)行全熱回收，然后再排到室外，完成除濕后被稀釋的稀溶液8自流回稀溶液罐4中。稀溶液罐4中的稀溶液9被稀溶液泵16送到再生器3中濃縮再生，再生后的濃溶液溢流回到濃溶液罐5中。在稀溶液罐中設(shè)有一個(gè)高液位開關(guān)A和一個(gè)低液位開關(guān)B。系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，熱泵1運(yùn)行高溫?zé)崴r(出水溫度為60℃～75℃)，新風(fēng)除濕器2和溶液再生器3全開，熱水11進(jìn)入再生器驅(qū)動(dòng)再生進(jìn)行，換熱降溫后的熱水12進(jìn)入熱泵重新被冷凝器加熱。熱泵冷水13大部分送入房間去除顯熱負(fù)荷，小部分送入新風(fēng)除濕器2帶走除濕過程中釋放的熱量。隨著再生過程的進(jìn)行，稀溶液罐4中的液位不斷降低，當(dāng)液位降至低液位開關(guān)B以下時(shí)，說明稀溶液的再生過程已經(jīng)完成，此時(shí)關(guān)閉再生器3并打開冷卻塔6，通過閥門(17、18)切換使熱泵熱水11送到冷卻塔6散熱，散熱后的熱水12流回?zé)岜?，穩(wěn)定后熱泵運(yùn)行低溫?zé)崴r(出水37℃左右)。新風(fēng)除濕器2繼續(xù)使用濃溶液罐中蓄存的濃溶液進(jìn)行除濕，隨著除濕過程的進(jìn)行，稀溶液罐中的液位不斷上升，待液位上升至高液位開關(guān)A時(shí)，說明濃溶液已經(jīng)全部被稀釋了，此時(shí)打開再生器3、關(guān)閉冷卻塔6，重新切換閥門(17、18)使熱泵的熱水11進(jìn)入再生器3驅(qū)動(dòng)再生，直至再生過程完成，如此反復(fù)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括熱泵(1)、新風(fēng)除濕器(2)、溶液再生器(3)、冷卻塔(6)、設(shè)置在新風(fēng)除濕器與溶液再生器之間的溶液回路上的儲(chǔ)液罐，所述熱泵為水冷冷水熱泵(1)，其冷水端和室內(nèi)空調(diào)末端相連，熱水端和溶液再生器(3)或冷卻塔(6)相連，溶液再生器(3)、冷卻塔(6)與熱泵之間的熱水管上設(shè)置換向閥；所述儲(chǔ)液罐包括稀溶液罐(4)與濃溶液罐(5)；所述濃溶液罐(5)一端連接溶液再生器(3)的溶液出口，另一端通過濃溶液泵(15)連接新風(fēng)除濕器(2)的溶液入口，所述稀溶液罐(4)一端連接新風(fēng)除濕器(2)的溶液出口，另一端通過稀溶液泵(16)連接溶液再生器(3)的溶液入口，濃溶液(7)從濃溶液罐(5)中送到新風(fēng)除濕器(2)，吸濕后形成的稀溶液(8)自流回稀溶液罐(4)中，稀溶液罐(4)中的稀溶液(9)被送到再生器(3)中濃縮再生，再生后的濃溶液(7)溢流回到濃溶液罐(5)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高溫?zé)岜?1)熱水側(cè)的出水溫度范圍為32℃～75℃，冷水側(cè)的出水溫度范圍為14℃～20℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了熱泵驅(qū)動(dòng)的蓄能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括熱泵、新風(fēng)除濕器、溶液再生器、冷卻塔和設(shè)置在新風(fēng)除濕器與溶液再生器之間的溶液回路上的儲(chǔ)液罐，所述熱泵為水冷冷水熱泵，其冷水端和室內(nèi)空調(diào)末端相連，熱水端和溶液再生器或冷卻塔相連，溶液再生器、冷卻塔與熱泵之間的熱水管上設(shè)置換向閥；所述儲(chǔ)液罐包括稀溶液罐與濃溶液罐。本發(fā)明通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)將多余的熱量在儲(chǔ)液灌中以化學(xué)能的方式進(jìn)行蓄存，采用分時(shí)運(yùn)行、雙工況切換的控制策略，完全解決了熱泵在驅(qū)動(dòng)再生器時(shí)耗熱量與系統(tǒng)冷量出力不匹配的問題，有效地解決了溶液除濕系統(tǒng)的冷熱不匹配問題，可顯著提高系統(tǒng)的綜合能效比，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的熱濕獨(dú)立控制。
文檔編號(hào)F24F3/12GK1731030SQ200510029140
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者劉拴強(qiáng), 朱偉峰, 江億, 鄧良和, 陳曉陽(yáng), 葉倩, 汪維 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 上海市建筑科學(xué)研究院有限公司