本發(fā)明涉及一種熱泵與溶液除濕再生循環(huán)相復合的空調系統(tǒng)，屬于空氣溫濕度調節(jié)和制冷空調系統(tǒng)設計與制造技術領域。

背景技術：

隨著人們對于建筑熱舒適度要求的不斷提高，用于建筑空調設備的能耗也在日益增長，然而現(xiàn)有的空調設備在空氣熱濕負荷處理方面仍存在著不小缺陷，所以開發(fā)節(jié)能型空調的需求越來越明顯。近年來，溫濕度獨立處理空調作為一種新型的空調理念正受到越來越廣泛的關注與研究。利用除濕溶液對空氣的濕負荷進行處理，可以有效提高空調系統(tǒng)所使用的冷源溫度，從而達到節(jié)能的目的。與此同時，除濕溶液還具有殺菌消毒、過濾pm2.5等功效，因此溶液除濕空調在建筑節(jié)能改造和室內環(huán)境綜合治理方法發(fā)揮著越來越重要的作用。

熱泵驅動的溶液除濕空調是溫濕度獨立處理空調系統(tǒng)中最常用的一種形式，它采用熱泵循環(huán)中蒸發(fā)器為除濕循環(huán)提供冷量，同時冷凝熱還能作為熱源供給除濕后的稀溶液用于再生。這類系統(tǒng)能夠實現(xiàn)冷熱量的有效利用，并且相對傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)其能耗也大為減低。但是現(xiàn)階段熱泵驅動的溶液除濕空調系統(tǒng)仍然存在一些不足：1)除濕器、再生器、蒸發(fā)器和冷凝器之間的熱量難以實現(xiàn)動態(tài)匹配，當空氣處理的負荷發(fā)生變化時，系統(tǒng)的冷凝熱可能多余或少于溶液再生所需求的熱量；2)該類系統(tǒng)對新風的處理多是采用一級冷卻除濕，利用低溫的溶液直接處理高溫高含濕量的新風，而高溫高含濕量的空氣本可以利用常溫溶液進行處理，因此該熱力過程存在著有效冷量的浪費。

對熱泵驅動的溶液除濕空調系統(tǒng)進行系統(tǒng)流程和空氣處理流程的優(yōu)化設計，對于進一步提高其能效和維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種新型的熱泵驅動的溶液除濕空調系統(tǒng)，通過使用不同溫度區(qū)間的除濕溶液對新風的熱濕負荷進行分區(qū)處理，來實現(xiàn)各種冷源的高效利用，從而克服現(xiàn)有除濕空調系統(tǒng)在空氣熱濕負荷處理過程中所存在的能源浪費問題，同時保證除濕后稀溶液的再生效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

技術方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明涉及的一種熱泵驅動的變溶液溫度兩級除濕空調系統(tǒng)，包括溶液除濕再生循環(huán)系統(tǒng)和熱泵循環(huán)系統(tǒng)，所述溶液除濕再生循環(huán)系統(tǒng)包括第一除濕器、第二除濕器、再生器、第一風機、溶液熱交換器和溶液冷卻器，所述第一除濕器、第二除濕器共用所述再生器，所述第一風機出風口連接所述第一除濕器的進風口，所述第一除濕器的出風口與所述第二除濕器的進風口相連，所述溶液冷卻器的溶液出口接入所述第一除濕器的頂部溶液進口；所述熱泵系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機、溶液冷凝器、空氣冷凝器，節(jié)流裝置和第二風機，所述溶液冷凝器的溶液端出口連接至所述再生器的頂部溶液噴淋進口，所述空氣冷凝器的進風口處設有所述第二風機，出風口連接所述再生器的進風口。

進一步地，所述蒸發(fā)器的溶液出口接入所述第二除濕器的頂部溶液進口。

進一步地，所述第一除濕器的底部設置有兩個溶液出口，一個出口由溶液管道連接至第一除濕溶液泵的進口，所述第一除濕溶液泵的進口和所述第一除濕器的出口之間設有第一溶液閥；另一個出口由溶液管道連接至溶液熱交換器的稀溶液端進口，所述溶液熱交換器的稀溶液端進口和所述第一除濕器的出口之間設有第二溶液閥。

進一步地，所述第二除濕器的底部設置有兩個溶液出口，一個出口由溶液管道連接至第二除濕溶液泵的進口，所述第二除濕溶液泵的進口和所述第二除濕器的出口之間設有第三溶液閥；另一個出口由溶液管道連接至所述溶液熱交換器的稀溶液端進口，所述溶液熱交換器的稀溶液端進口和所述第二除濕器的出口之間設有第四溶液閥。

進一步地，所述再生器底部設有兩個溶液出口，其中一個出口通過溶液管道連接至所述溶液熱交換器的濃溶液進口，出口處設有第六溶液閥，另一個出口通過溶液管道連接至再生溶液泵的溶液進口，出口處設有第七溶液閥；

進一步地，所述溶液熱交換器的稀溶液出口端管道連接再生溶液泵的進口，而其濃溶液出口端管道分為兩路，第一支路連接至第二除濕泵，第二支路連接至第一除濕泵，第二支路上設有第五溶液閥。

進一步地，所述壓縮機依次串聯(lián)所述溶液冷凝器、空氣冷凝器、節(jié)流裝置以及蒸發(fā)器再聯(lián)回所述壓縮機構成熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

有益效果：

1、本發(fā)明的空氣處理過程采用兩級變溶液溫度的處理模式，高溫高含濕量的空氣采用常溫除濕溶液進行第一級處理，中溫中等含濕量的空氣采用較低溫度的除濕溶液進行第二級處理，該種方法實現(xiàn)了空氣處理過程的熱力學優(yōu)化，并且合理利用了不同溫區(qū)的冷源，降低了系統(tǒng)能耗。

2、本發(fā)明的熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷凝熱采用兩級處理模型，分別設置串聯(lián)的溶液冷凝器和空氣冷凝器，在保證冷凝熱的有效處理的同時對再生溶液和再生空氣進行加熱，有利于提高再生器內的溶液再生效率。

3、兩個除濕器和再生器間分別設置了溶液自循環(huán)，三者之間還設置了濃稀溶液交換循環(huán)，該設置有利于系統(tǒng)中熱泵系統(tǒng)與溶液系統(tǒng)之間的冷熱量匹配，能夠使系統(tǒng)的運行工況參數(shù)更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖中：1為第一除濕器，2為第二除濕器，3為第一風機，4為溶液冷卻器，5為第一除濕溶液泵，6為第一溶液閥，7為第二溶液閥，8為第三溶液閥，9為第四溶液閥，10為第二除濕溶液泵，11為第五溶液閥，12為溶液熱交換器，13為蒸發(fā)器，14為壓縮機，15為溶液冷凝器，16為空氣冷凝器，17為節(jié)流裝置，18為第二風機，19為再生器，20為第六溶液閥，21為第七溶液閥，22為再生溶液泵。

具體實施方式

下面結合附圖1和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

如圖1所示，本發(fā)明的一種熱泵驅動的變溶液溫度兩級除濕空調系統(tǒng)，包括溶液除濕再生循環(huán)系統(tǒng)和熱泵循環(huán)系統(tǒng)，所述溶液除濕再生循環(huán)系統(tǒng)包括第一除濕器1、第二除濕器2、再生器19、第一風機3、溶液熱交換器12和溶液冷卻器4，所述第一除濕器1、第二除濕器2共用所述再生器19，所述第一風機3出風口連接所述第一除濕器1的進風口，所述第一除濕器1的出風口與所述第二除濕器2的進風口相連，所述溶液冷卻器4的溶液出口接入所述第一除濕器1的頂部溶液進口；所述熱泵系統(tǒng)包括蒸發(fā)器13、壓縮機14、溶液冷凝器15、空氣冷凝器16，節(jié)流裝置17和第二風機18，所述溶液冷凝器15的溶液端出口連接至所述再生器19的頂部溶液噴淋進口，所述空氣冷凝器16的進風口處設有所述第二風機18，出風口連接所述再生器19的進風口。所述蒸發(fā)器13的溶液出口接入所述第二除濕器2的頂部溶液進口。

第一除濕器1內使用的是常溫溶液，溶液由外部30℃左右的冷卻水進行冷卻，溶液冷卻器4的溶液出口接入第一除濕器1的頂部溶液進口，第一除濕器1的底部設置有兩個溶液出口，一個出口由溶液管道連接至第一除濕溶液泵5的進口，之間設有第一溶液閥6用于調節(jié)第一除濕溶液自循環(huán)的溶液流量，另一個出口由溶液管道連接至溶液熱交換器12的稀溶液端進口，之間設有第二溶液閥7用于調節(jié)第一除濕器1輸送到濃稀溶液交換循環(huán)的溶液流量。

第二除濕器2內使用的低溫溶液，用于處理第一級除濕冷卻后溫度和含濕量都有所降低的空氣，此時溶液使用蒸發(fā)器13進行冷卻，蒸發(fā)器13的溶液出口接入第二除濕器2的頂部溶液進口，第二除濕器2的底部設置有兩個溶液出口，一個出口由溶液管道連接至第二除濕溶液泵10的進口，之間設有第三溶液閥8用于控制第二除濕溶液自循環(huán)的溶液流量；另一個出口由溶液管道連接至溶液熱交換器12的稀溶液端進口，之間設有第四溶液閥9用于控制第二除濕器2輸送到濃稀溶液交換循環(huán)的溶液流量。

所述系統(tǒng)中只設有一個再生器19，其底部設有兩個溶液出口，其中一個出口連接至溶液熱交換器12的濃溶液進口，該管路中設有第六溶液閥20用于調節(jié)再生器19輸送到濃稀溶液交換循環(huán)中的再生溶液量；另一個出口連接至再生溶液泵22，之間設有第七溶液閥21用于調節(jié)再生自循環(huán)的溶液流量。

所述系統(tǒng)的溶液熱交換器12的稀溶液出口端管道連接再生溶液泵22的進口，而其濃溶液出口端管道分為兩路，第一支路連接至第二除濕泵10，第二支路連接至第一除濕泵5；第二支路上設有第五溶液閥11，第五溶液閥11可以調節(jié)分配到第一支路和第二支路的再生溶液量。

所述壓縮機14依次串聯(lián)所述溶液冷凝器15、空氣冷凝器16、節(jié)流裝置17以及蒸發(fā)器13再聯(lián)回所述壓縮機14構成熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

通過調節(jié)所述第一溶液閥6、第二溶液閥7、第三溶液閥8、第四溶液閥9、第六溶液閥20和第七溶液閥21的開度，可以控制第一除濕溶液自循環(huán)、第二除濕溶液自循環(huán)、再生溶液自循環(huán)和濃稀溶液交換循環(huán)的比例；通過調節(jié)第五溶液閥11可以調節(jié)濃稀溶液交換循環(huán)中再生后溶液分配到第一和第二級除濕循環(huán)的溶液比例。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域熟練技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對本實施方式作出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實質，本發(fā)明的保護范圍僅由所附權利要求書限定。