專利名稱：一種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空調(diào)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會發(fā)展，暖通空調(diào)能耗量持續(xù)增長。這使礦物能源走向枯竭并且引起全球 范圍的環(huán)境危機。開發(fā)新的高效制冷設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計成為解決這個問題的一個重要方 向。目前，實踐中已經(jīng)應(yīng)用了基于溶液除濕的溫度和濕度獨立控制的空調(diào)裝置。
如圖1所示，這種裝置包括溶液除濕組件、空氣處理系統(tǒng)組件、制冷組件和熱泵組件。 溶液除濕組件包括溶液泵、熱泵冷凝器、一級溶液再生器和溶液除濕器。溶液泵的 輸出端和熱泵冷凝器的第一輸入端連接，熱泵冷凝器的第一輸出端和一級溶液再生器的第 二輸入端連接， 一級溶液再生器的第二輸出端和溶液除濕器的第二輸入端連接，溶液除濕 器的第二輸出端和溶液泵的輸入端連接。 空氣處理系統(tǒng)組件，包括室外空氣系統(tǒng)組件、排風系統(tǒng)組件和新風系統(tǒng)組件。其 中，室外空氣系統(tǒng)組件包括室外風機；排風系統(tǒng)組件包括排風機和排風閥；新風系統(tǒng)組件 包括新風機、新風閥、水一空氣換熱器和空調(diào)房間。新風機的輸出端和新風閥的輸入端連 接，新風閥的輸出端和溶液除濕組件中的溶液除濕器的第一輸入端連接，溶液除濕器的第 一輸出端和水_空氣換熱器的第一輸入端連接，水_空氣換熱器的第一輸出端和空調(diào)房間 連接，空調(diào)房間同時與排風機的輸入端連接，排風機的輸出端和排風閥的輸入端連接，排風 閥的輸出端與外界環(huán)境相通。室外風機的輸出端和溶液除濕組件中的一級溶液再生器的第 一輸入端連接，一級溶液再生器的第一輸出端與外界環(huán)境相通。通過室外風機、新風閥和 水_空氣換熱器，空氣處理系統(tǒng)組件和溶液除濕組件相連接。 制冷組件，包括制冷壓縮機、制冷冷凝器、制冷節(jié)流閥、制冷蒸發(fā)器、冷凍水循環(huán) 泵、水-空氣換熱器和冷凍水調(diào)節(jié)閥。其中，制冷冷凝器中有冷卻水進口和冷卻水出口。制 冷組件中的水_空氣換熱器與空氣處理系統(tǒng)組件中的水_空氣換熱器是同一個換熱器。通 過水_空氣換熱器，制冷組件和空氣處理系統(tǒng)組件連接。 制冷組件有兩個工作循環(huán)，分別是冷凍水循環(huán)和冷水機組制冷循環(huán)。冷凍水循環(huán) 由制冷蒸發(fā)器、冷凍水循環(huán)泵、冷凍水調(diào)節(jié)閥和水_空氣換熱器連接而成。冷凍水循環(huán)泵的 輸出端和冷凍水調(diào)節(jié)閥的輸入端連接，冷凍水調(diào)節(jié)閥的輸出端和水_空氣換熱器的第二輸 入端連接，水_空氣換熱器的第二輸出端和制冷蒸發(fā)器的第一輸入端連接，制冷蒸發(fā)器的 第一輸出端和冷凍水循環(huán)泵的輸入端連接。冷水機組制冷循環(huán)由制冷壓縮機、制冷冷凝器、 制冷節(jié)流閥和制冷蒸發(fā)器連接而成。制冷壓縮機的輸出端和制冷冷凝器的第一輸入端連 接，制冷冷凝器的第一輸出端和制冷節(jié)流閥的輸入端連接，制冷節(jié)流閥的輸出端和制冷蒸 發(fā)器的第二輸入端連接，制冷蒸發(fā)器的第二輸出端和制冷壓縮機的輸入端連接。兩個工作 循環(huán)共用一個制冷蒸發(fā)器。制冷冷凝器上的冷卻水進口和冷卻水出口連接在冷卻塔上。
熱泵組件，包括熱泵壓縮機、熱泵冷凝器、熱泵節(jié)流閥和熱泵蒸發(fā)器。熱泵壓縮機的輸出端和熱泵冷凝器的第二輸入端連接，熱泵冷凝器的第二輸出端和熱泵節(jié)流閥的輸入 端連接，熱泵節(jié)流閥的輸出端和熱泵蒸發(fā)器的第二輸入端連接，熱泵蒸發(fā)器的第二輸出端 和熱泵壓縮機的輸入端連接，形成一個循環(huán)線路。其中，熱泵組件中的熱泵冷凝器和溶液除 濕組件中的熱泵冷凝器是同 一個冷凝器。 上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)裝置利用濃溶液的吸濕性處理空調(diào)房間的濕負荷，這樣冷水機組 只需要承擔空調(diào)房間的顯熱負荷，提高了冷凍水供水溫度；并且，溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)可以使 用低溫熱源驅(qū)動，可以充分利用低溫廢熱，具有明顯的節(jié)能效果。盡管溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)具 有很多的優(yōu)點，傳統(tǒng)的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)并沒有廣泛的應(yīng)用。該裝置存在的最大缺陷是由 于環(huán)境溫度的限制，熱泵組件中的熱泵蒸發(fā)器從環(huán)境中吸收熱量溫度低，熱泵循環(huán)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置，以提高熱
泵組件中的熱泵蒸發(fā)器吸收的熱量溫度，提高制熱效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 —種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置，包括溶液除濕組件、空氣處理系統(tǒng)組件、制冷 組件和熱泵組件； 所述的溶液除濕組件，由溶液泵、熱泵冷凝器、一級溶液再生器和溶液除濕器連接 而成； 所述的空氣處理系統(tǒng)組件，包括室外空氣系統(tǒng)組件、排風系統(tǒng)組件和新風系統(tǒng)組 件；室外空氣系統(tǒng)組件包括室外風機；排風系統(tǒng)組件包括排風機和排風閥；新風系統(tǒng)組件 包括新風機、新風閥、水_空氣換熱器和空調(diào)房間；新風機和溶液除濕組件中的溶液除濕器 連接，室外風機和溶液除濕組件中的一級溶液再生器連接；排風機和排風閥連接，并且該排 風機與空調(diào)房間連接；水_空氣換熱器連接在空調(diào)房間和溶液除濕組件中溶液除濕器之 間； 所述的制冷組件，包括制冷壓縮機、制冷冷凝器、制冷節(jié)流閥、制冷蒸發(fā)器、冷凍水 循環(huán)泵、水_空氣換熱器和冷凍水調(diào)節(jié)閥；制冷冷凝器有冷卻水進口和冷卻水出口，冷卻水 進口和冷卻水出口連接在冷卻塔上；制冷組件中的水_空氣換熱器與空氣處理系統(tǒng)組件中 的水_空氣換熱器是同一個換熱器；制冷蒸發(fā)器、冷凍水循環(huán)泵、冷凍水調(diào)節(jié)閥和水_空氣 換熱器連接，形成冷凍水循環(huán)；制冷壓縮機、制冷冷凝器、制冷節(jié)流閥和制冷蒸發(fā)器連接，形 成冷水機組制冷循環(huán)；所述兩個循環(huán)共用一個制冷蒸發(fā)器； 所述的熱泵組件，由熱泵壓縮機、熱泵冷凝器、熱泵節(jié)流閥和熱泵蒸發(fā)器連接而 成；熱泵組件和溶液除濕組件共用一個熱泵冷凝器；所述的熱泵組件中的熱泵蒸發(fā)器，位 于制冷組件中的制冷壓縮機和制冷冷凝器之間。 作為第一種改進方案排風系統(tǒng)組件還包括第一空氣換熱器、第二空氣換熱器、二 級溶液再生器和溶液再熱器；所述的排風機、排風閥、第一空氣換熱器、第二空氣換熱器、二 級溶液再生器和溶液再熱器依次連接；其中，溶液再熱器還與一級溶液再生器連接；第一 空氣換熱器還連接在空氣處理系統(tǒng)組件中的新風閥和溶液除濕組件中的溶液除濕器之間； 第二空氣換熱器還連接在一級溶液再生器的末端。 作為第二種改進方案溶液除濕組件還包括溶液換熱器、稀溶液儲液罐、稀溶液泵、濃溶液儲液罐、二級溶液再生器、溶液再熱器、濃溶液調(diào)節(jié)閥和濃溶液泵；所述的溶液 泵、溶液換熱器、稀溶液儲液罐、稀溶液泵、熱泵冷凝器、一級溶液再生器、溶液再熱器、二級 溶液再生器、濃溶液泵、溶液換熱器、濃溶液儲液罐、濃溶液調(diào)節(jié)閥、溶液除濕器依次連接。
作為第三種改進方案溶液除濕組件還包括太陽能光熱轉(zhuǎn)換器和稀溶液旁通閥； 該稀溶液旁通閥位于稀溶液泵和熱泵冷凝器之間；該太陽能光熱轉(zhuǎn)換器連接在稀溶液旁通 閥和一級溶液再生器之間。 采用本發(fā)明的一種溶液除濕空調(diào)裝置，具有以下有益效果 1.本發(fā)明基于空調(diào)系統(tǒng)溫濕度獨立控制。由于空氣處理過程不需要用冷凍水除
濕，所以冷凍水的溫度可以升高到i4t:左右，從而提高冷水機組的效率。熱泵蒸發(fā)器在熱泵
組件中是一個蒸發(fā)器，但在冷水機組制冷循環(huán)中相當于一個冷凝器。這樣，制冷壓縮機出口 設(shè)置兩個冷凝器。熱泵蒸發(fā)器將蒸汽冷卻和冷凝的熱量傳遞給熱泵。這種技術(shù)提高了熱泵 的冷源溫度，從而提高熱泵的能效比。 2.本發(fā)明的空氣處理組件，新風組件能夠通過第一空氣換熱器回收排風中的顯冷 量，通過兩級再生器可以達到需要的濕度，并且降低吸濕溶液的濃度；排風組件能夠回收排 風的全熱量。這樣有利于系統(tǒng)節(jié)能。 3.本發(fā)明的溶液除濕組件采用兩級再生加再熱方式，能夠回收排風中的潛熱。利 用室外空氣實現(xiàn)除濕溶液的一級再生，而將排風溫度升高后用于提高溶液的濃度實現(xiàn)二級 再生。增大除濕溶液循環(huán)的濃度差，并且溶液的濃度提高后，增大單位體積的儲能量；
4.本發(fā)明的溶液除濕組件采用兩級除濕加中間冷卻方式，能夠增大溶液循環(huán)的濃 度差，增大吸濕系統(tǒng)的能效比。 5.本發(fā)明的溶液除濕組件配有太陽能光熱轉(zhuǎn)化器。當太陽能充足的時，將部分的 能量儲存在濃溶液儲液罐中；當太陽能較弱時，調(diào)節(jié)旁流三通閥的開度，使再生的熱量滿足 要求。


圖1是背景技術(shù)中描述的傳統(tǒng)溶液除濕空調(diào)裝置的系統(tǒng)流程圖。 圖2是本發(fā)明空調(diào)裝置的系統(tǒng)流程圖。 圖3是本發(fā)明空調(diào)裝置的改進方案I的系統(tǒng)流程圖。 圖4是本發(fā)明空調(diào)裝置的改進方案II的系統(tǒng)流程圖。 圖5是本發(fā)明空調(diào)裝置的改進方案III的系統(tǒng)流程圖。 圖6是本發(fā)明空調(diào)裝置的改進方案III的工作原理圖。 圖中，1、新風機；2、溶液除濕器；3、水-空氣換熱器；4、空調(diào)房間；5、排風機；6、溶 液泵；7、太陽能光熱轉(zhuǎn)換器；8、一級溶液再生器；9、室外風機；10、制冷蒸發(fā)器；11、冷凍水 循環(huán)泵；12、冷凍水調(diào)節(jié)閥；13、制冷壓縮機；14、制冷冷凝器；14a、冷卻水進口 ；14b、冷卻水 出口 ；15、制冷節(jié)流閥；16、熱泵蒸發(fā)器；17、熱泵壓縮機；18、熱泵冷凝器；19、熱泵節(jié)流閥； 20、排風閥；21、第一空氣換熱器；22、第二空氣換熱器；23、二級溶液再生器；24、溶液再熱 器；25、新風閥；26、溶液換熱器；27、稀溶液儲液罐；28、稀溶液泵；29、濃溶液泵；30、濃溶 液儲液罐；31、濃溶液調(diào)節(jié)閥；32、濃溶液旁通閥；33、稀溶液旁通閥。
具體實施例方式
如圖2所示，本發(fā)明的溶液除濕空調(diào)裝置，包括溶液除濕組件、空氣處理系統(tǒng)組 件、制冷組件和熱泵組件。 空氣處理系統(tǒng)組件，包括室外空氣系統(tǒng)組件、排風系統(tǒng)組件和新風系統(tǒng)組件。其 中，室外空氣系統(tǒng)組件包括室外風機9 ;排風系統(tǒng)組件包括排風機5和排風閥20 ;新風系統(tǒng) 組件包括新風機1、新風閥25、水-空氣換熱器3和空調(diào)房間4。新風機1的輸出端和新風 閥25的輸入端連接，新風閥25的輸出端和溶液除濕組件中的溶液除濕器2的第一輸入端 連接，溶液除濕器2的第一輸出端和水_空氣換熱器3的第一輸入端連接，水_空氣換熱器 3的第一輸出端和空調(diào)房間4連接，空調(diào)房間4同時與排風機5的輸入端連接，排風機5的 輸出端和排風閥20的輸入端連接，排風閥20的輸出端與外界環(huán)境相通。室外風機9的輸 出端和溶液除濕組件中的一級溶液再生器8的第一輸入端連接，一級溶液再生器8的第一 輸出端與外界環(huán)境相通。通過室外風機9、新風閥25和水-空氣換熱器3，空氣處理系統(tǒng)組 件和溶液除濕組件相連接。 如圖2和圖6所示，空氣處理系統(tǒng)組件的工作原理是室外風機9向一級溶液再生 器8中送入空氣?？諝馕找患壢芤涸偕?中的高溫稀溶液中的水分。新風機l將室外 的新風送入溶液除濕器2中。溶液除濕器2中的濃溶液吸收新風中的水分，降低新風的含 濕量。從溶液除濕器2中出來的新風進入水-空氣換熱器3，與制冷循環(huán)中的低溫冷凍水換 熱，實現(xiàn)空氣溫度的降低。降溫后的空氣從水-空氣換熱器3中排出后，進入空調(diào)房間4。
制冷組件，包括制冷壓縮機13、熱泵蒸發(fā)器16、制冷冷凝器14、制冷節(jié)流閥15、制 冷蒸發(fā)器10、冷凍水循環(huán)泵11、水-空氣換熱器3和冷凍水調(diào)節(jié)閥12。其中，制冷冷凝器 14中有冷卻水進口 14a和冷卻水出口 14b。制冷組件中的水-空氣換熱器3與空氣處理系 統(tǒng)組件中的水_空氣換熱器3是同一個換熱器。通過水_空氣換熱器3，制冷組件和空氣處 理系統(tǒng)組件連接。 制冷組件有兩個工作循環(huán)，分別是冷凍水循環(huán)和冷水機組制冷循環(huán)。冷凍水循環(huán) 由制冷蒸發(fā)器10、冷凍水循環(huán)泵11、冷凍水調(diào)節(jié)閥12和水-空氣換熱器3連接而成。冷 凍水循環(huán)泵11的輸出端和冷凍水調(diào)節(jié)閥12的輸入端連接，冷凍水調(diào)節(jié)閥12的輸出端和 水_空氣換熱器3的第二輸入端連接，水_空氣換熱器3的第二輸出端和制冷蒸發(fā)器10的 第一輸入端連接，制冷蒸發(fā)器10的第一輸出端和冷凍水循環(huán)泵11的輸入端連接。冷水機 組制冷循環(huán)由制冷壓縮機13、熱泵蒸發(fā)器16、制冷冷凝器14、制冷節(jié)流閥15和制冷蒸發(fā)器 IO連接而成。制冷壓縮機13的輸出端和熱泵蒸發(fā)器16的第一輸入端連接，熱泵蒸發(fā)器16 的第一輸出端和制冷冷凝器14的第一輸入端連接，制冷冷凝器14的第一輸出端和制冷節(jié) 流閥15的輸入端連接，制冷節(jié)流閥15的輸出端和制冷蒸發(fā)器10的第二輸入端連接，制冷 蒸發(fā)器10的第二輸出端和制冷壓縮機13的輸入端連接。兩個工作循環(huán)共用一個制冷蒸發(fā) 器10。制冷冷凝器14上的冷卻水進口 14a和冷卻水出口 14b連接在冷卻塔上。
如圖2和圖6所示，制冷組件的工作原理是首先，在冷水機組制冷循環(huán)中，從制冷 壓縮機13出來的高溫制冷劑蒸汽，在熱泵蒸發(fā)器16中冷卻，并部分冷凝。在熱泵蒸發(fā)器16 中，制冷劑將熱量傳遞給熱泵組件中的制冷劑，然后進入制冷冷凝器14中完全冷卻。此時， 通過冷卻水進口 14a，冷卻塔中的冷卻液流進制冷冷凝器14中，吸收制冷劑的熱量后，又從 冷卻水出口 14b流回冷卻塔中。制冷劑在制冷冷凝器14中完全冷卻，并產(chǎn)生一定的過冷度。過冷的制冷劑經(jīng)過制冷節(jié)流閥15降壓進入制冷蒸發(fā)器10。在制冷蒸發(fā)器10中，制冷 劑通過吸收冷凍水循環(huán)中的冷凍水熱量而蒸發(fā)，完全蒸發(fā)后的制冷劑回到制冷壓縮機13。 制冷劑就是這樣在冷水機組制冷循環(huán)中循環(huán)工作。冷凍水在制冷蒸發(fā)器10中，被制冷劑吸 收熱量，溫度降低到14t:左右，進入冷凍水循環(huán)泵11中。通過冷凍水調(diào)節(jié)閥12調(diào)節(jié)，空調(diào) 冷凍水從冷凍水循環(huán)泵11輸送到水_空氣換熱器3中，使新風組件中流過水_空氣換熱器 3的新風降溫，而冷凍水溫度升高。升溫后的冷凍水又流入制冷蒸發(fā)器10中。冷凍水如此 循環(huán)，以降低新風溫度。 溶液除濕組件包括溶液泵6、熱泵冷凝器18、一級溶液再生器8和溶液除濕器2。 溶液泵6的輸出端和熱泵冷凝器18的第一輸入端連接，熱泵冷凝器18的第一輸出端和一 級溶液再生器8的第二輸入端連接， 一級溶液再生器8的第二輸出端和溶液除濕器2的第 二輸入端連接，溶液除濕器2的第二輸出端和溶液泵6的輸入端連接。
如圖2和圖6所示，溶液除濕組件的工作原理是濃溶液在溶液除濕器2中吸收新 風中的水分，溶液濃度降低。通過溶液泵6，溶液被送入熱泵冷凝器18中加熱。溶液溫度升 高后，進入一級溶液再生器8中。在一級溶液再生器8中，室外空氣帶走溶液中的水分，使 得溶液濃縮。濃縮后的溶液進入溶液除濕器2中。溶液就是這樣在溶液除濕系統(tǒng)中循環(huán)。
熱泵組件，包括熱泵壓縮機17、熱泵冷凝器18、熱泵節(jié)流閥19和熱泵蒸發(fā)器16。 熱泵壓縮機17的輸出端和熱泵冷凝器18的第二輸入端連接，熱泵冷凝器18的第二輸出端 和熱泵節(jié)流閥19的輸入端連接，熱泵節(jié)流閥19的輸出端和熱泵蒸發(fā)器16的第二輸入端連 接，熱泵蒸發(fā)器16的第二輸出端和熱泵壓縮機17的輸入端連接，形成一個循環(huán)線路。其中， 熱泵組件中的熱泵冷凝器18和溶液除濕組件中的熱泵冷凝器18是同一個冷凝器。熱泵組 件中的熱泵蒸發(fā)器16和冷水機組制冷循環(huán)中的熱泵蒸發(fā)器16是同一個蒸發(fā)器。
如圖2和圖6所示，熱泵組件的工作原理是從熱泵壓縮機17出來的高溫制冷劑， 在熱泵冷凝器18中進行冷凝，冷凝器采用逆流形式。此時，制冷劑加熱在溶液除濕組件中 流過熱泵冷凝器18中的低溫稀溶液，使稀溶液溫度升高到70 80°C。冷凝后的制冷劑經(jīng) 過熱泵節(jié)流閥19，降壓后進入熱泵蒸發(fā)器16，吸收冷水機組制冷循環(huán)中流過熱泵蒸發(fā)器16 中的制冷劑的熱量，蒸發(fā)后進入熱泵壓縮機17。熱泵組件中，熱泵蒸發(fā)器16相當于熱泵組 件的冷源，溫度為45 55°C 。制冷劑就是這樣在熱泵組件中循環(huán)，提高稀溶液的溫度，降低 冷水機組制冷循環(huán)中制冷劑的溫度。 在傳統(tǒng)冷水機組制冷循環(huán)中，冷卻塔將冷凝熱排入環(huán)境中。這部分排出熱量溫度 比環(huán)境高，所以可以通過將熱泵蒸發(fā)器16連接在冷水機組制冷循環(huán)中，吸收這部分熱量， 傳給熱泵系統(tǒng)，來充分利用該部分熱量。相比傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)，本發(fā)明中的熱泵系統(tǒng)中的熱 泵冷源溫度較高，因而該系統(tǒng)的制熱效率高，并且將冷水機組中多余的熱量回收利用，避免 向環(huán)境中排放。
改進方案I : 上述技術(shù)方案的空調(diào)裝置通過將普通熱泵組件中的熱泵蒸發(fā)器16連接在冷水機 組制冷循環(huán)中，提高制冷組件中的冷凝熱溫度，從而實現(xiàn)提高空調(diào)裝置的整體效能。此外， 改進排風系統(tǒng)組件，可以進一步提高空調(diào)裝置的整體效能。 如圖3所示，排風系統(tǒng)組件，除了包括排風機5和排風閥20，還包括第一空氣換熱 器21、第二空氣換熱器22、二級溶液再生器23和溶液再熱器24。其中，第一空氣換熱器21同時連接在空氣處理系統(tǒng)組件中的新風閥25和溶液除濕組件中的溶液除濕器2之間。第二空氣換熱器22連接在一級溶液再生器8末端。排風機5的輸出端和排風閥20的輸入端連接，排風閥20的輸出端和第一空氣換熱器21的第一輸入端連接，第一空氣換熱器21的第一輸出端和第二空氣換熱器22的第一輸入端連接，第二空氣換熱器22的第一輸出端和二級溶液再生器23的第一輸入端連接，二級溶液再生器23的第一輸出端與外界環(huán)境相通。溶液再熱器24的輸入端和一級溶液再生器8的第二輸出端連接，溶液再熱器24的輸出端和二級溶液再生器23的第二輸入端連接，二級溶液再生器23的第二輸出端與溶液除濕器2的第二輸入端連接。第一空氣換熱器21的第二輸入端和新風閥25的輸出端連接，第一空氣換熱器21的第二輸出端和溶液除濕器2的第一輸入端連接。第二空氣換熱器22的第二輸入端和一級溶液再生器8的第一輸出端連接。第二空氣換熱器22的第二輸出端與外界環(huán)境相通。 如圖3和圖6所示，改進后的排風系統(tǒng)組件工作原理是在排風系統(tǒng)組件中，排風流過排風機5和排風閥20后，在第一空氣換熱器21中與新風系統(tǒng)組件中的新風機1輸入的新風換熱，然后進入第二空氣換熱器22中，與從室外風機9輸入的并且通過一級溶液再生器8的高溫室外空氣熱交換后溫度上升，此時排風具有較強的吸濕性，通過二級溶液再生器23吸收溶液中的水蒸氣后排入大氣。 空調(diào)排風溫度和含濕量均較小，改進方案I通過新風實現(xiàn)顯冷量回收，同時提高排風的溫度。通過二級溶液再生器23實現(xiàn)潛熱回收，即利用排風的除濕能力高，將一級再生后的濃溶液進一步濃縮。同時，室外風通過與排風換熱將熱量傳遞給排風，提高排風溫度，增強了排風的吸濕能力，有助于提高溶液除濕循環(huán)的能效比。
改進方案II : 在改進方案I中改進排氣系統(tǒng)組件的同時，可以增加儲液罐，增強溶液除濕組件的實用性。 如圖4所示，溶液除濕組件，除了包括一級溶液再生器8、熱泵冷凝器18、溶液泵6和溶液除濕器2，還包括溶液換熱器26、稀溶液儲液罐27、稀溶液泵28、溶液再熱器24、濃溶液儲液罐30、二級溶液再生器23、濃溶液調(diào)節(jié)閥31和濃溶液泵29。溶液泵6的輸出端和溶液換熱器26的第一輸入端連接，溶液換熱器26的第一輸出端和稀溶液儲液罐27的輸入端連接，稀溶液儲液罐27的輸出端和稀溶液泵28的輸入端連接，稀溶液泵28的輸出端和熱泵冷凝器18的第一輸入端連接，熱泵冷凝器18的第一輸出端和一級溶液再生器8的第二輸入端連接，一級溶液再生器8的第二輸出端和溶液再熱器24的輸入端連接，溶液再熱器24的輸出端和二級溶液再生器23的第二輸入端連接，二級溶液再生器23的第二輸出端和濃溶液泵29的輸入端連接，濃溶液泵29的輸出端和溶液換熱器26的第二輸入端連接，溶液換熱器26的第二輸出端和濃溶液儲液罐30的輸入端連接，濃溶液儲液罐30的輸出端和濃溶液調(diào)節(jié)閥31的輸入端連接，濃溶液調(diào)節(jié)閥31的輸出端和溶液除濕器2的第二輸入端連接，溶液除濕器2的第二輸出端和溶液泵6的輸入端連接，形成一個循環(huán)線路。
如圖4和圖6所示，溶液除濕組件的工作原理是低溫的稀溶液從稀溶液儲液罐27中流出，經(jīng)過稀溶液泵28后，進入熱泵冷凝器18中吸收制冷劑的冷凝熱量，變成高溫的稀溶液，然后進入一級溶液再生器8，此時稀溶液與室外空氣在一級溶液再生器8中進行熱質(zhì)交換，再生后的濃溶液經(jīng)過溶液再熱器24加熱后，進入二級溶液再生器23中。在二級溶液再生器23中，濃溶液利用高溫的排風進一步提高除濕溶液的濃度。高溫高濃度的除濕溶液經(jīng)過溶液換熱器26將熱量傳遞給低溫的稀溶液，之后進入濃溶液儲液罐30中。通過濃溶液調(diào)節(jié)閥31的調(diào)節(jié)，低溫的濃溶液進入溶液除濕器2中，并吸收新風中的水蒸氣，達到除濕的目的。吸濕后的除濕溶液經(jīng)過溶液換熱器26溫度升高后，進入稀溶液儲液罐27中，再由稀溶液泵28送入熱泵冷凝器18中升溫，如此循環(huán)。 在改進方案II中，經(jīng)過二級溶液再生器29濃縮的溶液，還可以直接供給溶液除濕器2中。在溶液換熱器26和濃溶液儲液罐30之間安裝濃溶液旁通閥32。濃溶液旁通閥32的輸入端與溶液換熱器26的第二輸出端連接；濃溶液旁通閥32的第一輸出端與濃溶液儲液罐30的輸入端連接；濃溶液旁通閥32的第二輸出端與溶液除濕器2的第二輸入端連接。這樣，濃溶液過多的時候，調(diào)節(jié)濃溶液旁通閥32，連通管路至濃溶液儲液罐30，濃溶液流向濃溶液儲液罐30中。需要時，打開濃溶液調(diào)節(jié)閥31，濃溶液從濃溶液儲液罐30中流向溶液除濕器2中。濃溶液適量時，調(diào)節(jié)濃溶液旁通閥32，連通管路至溶液除濕器2。這樣，濃溶液直接流向溶液除濕器2，省去了濃溶液流經(jīng)濃溶液儲液罐30和濃溶液調(diào)節(jié)閥31的中間步驟。 技術(shù)方案III 在技術(shù)方案II中，該組件的溶液再生能量由高溫熱泵提供，在陽光充足時，可以利用太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7加熱溶液。 如圖5所示，在稀溶液泵28和熱泵冷凝器18之間安裝一個稀溶液旁通閥33。稀溶液旁通閥33是一個旁流三通閥。稀溶液旁通閥33輸入端與稀溶液泵28的輸出端連接。稀溶液旁通閥33第一輸出端與太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7的輸入端連接，太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7的輸出端和一級溶液再生器8的第二輸入端連接。稀溶液旁通閥33的第二輸出端與熱泵冷凝器18的第一輸入端連接，熱泵冷凝器18的第一輸出端與一級溶液再生器8的第二輸入端連接。這樣，太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7和熱泵冷凝器18形成并聯(lián)。通過調(diào)節(jié)稀溶液旁通閥33，可以控制稀溶液的流向。當室外太陽能充足時，調(diào)節(jié)稀溶液旁通閥33，使稀溶液從太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7中流過。這樣，低溫稀溶液全部通過太陽能光熱轉(zhuǎn)換器7，使溶液溫度升高到70 8(TC，然后進入一級溶液再生器8中。當室外太陽能不充足時，調(diào)節(jié)稀溶液旁通閥33，使稀溶液流向熱泵冷凝器18中，通過高溫熱泵組件加熱至70 8(TC，然后進入一級溶液再生器8中。
權(quán)利要求
一種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置，包括溶液除濕組件、空氣處理系統(tǒng)組件、制冷組件和熱泵組件；所述的溶液除濕組件，由溶液泵(6)、熱泵冷凝器(18)、一級溶液再生器(8)和溶液除濕器(2)連接而成；所述的空氣處理系統(tǒng)組件，包括室外空氣系統(tǒng)組件、排風系統(tǒng)組件和新風系統(tǒng)組件；室外空氣系統(tǒng)組件包括室外風機(9)；排風系統(tǒng)組件包括排風機(5)和排風閥(20)；新風系統(tǒng)組件包括新風機(1)、新風閥(25)、水-空氣換熱器(3)和空調(diào)房間(4)；新風機(1)和溶液除濕組件中的溶液除濕器(2)連接，室外風機(9)和溶液除濕組件中的一級溶液再生器(8)連接；排風機(5)和排風閥(20)連接，并且該排風機(5)與空調(diào)房間(4)連接；水-空氣換熱器(3)連接在空調(diào)房間(4)和溶液除濕組件中溶液除濕器(2)之間；所述的制冷組件，包括制冷壓縮機(13)、制冷冷凝器(14)、制冷節(jié)流閥(15)、制冷蒸發(fā)器(10)、冷凍水循環(huán)泵(11)、水-空氣換熱器(3)和冷凍水調(diào)節(jié)閥(12)；制冷冷凝器(14)有冷卻水進口(14a)和冷卻水出口(14b)，冷卻水進口(14a)和冷卻水出口(14b)連接在冷卻塔上；制冷組件中的水-空氣換熱器(3)與空氣處理系統(tǒng)組件中的水-空氣換熱器(3)是同一個換熱器；制冷蒸發(fā)器(10)、冷凍水循環(huán)泵(11)、冷凍水調(diào)節(jié)閥(12)和水-空氣換熱器(3)連接，形成冷凍水循環(huán)；制冷壓縮機(13)、制冷冷凝器(14)、制冷節(jié)流閥(15)和制冷蒸發(fā)器(10)連接，形成冷水機組制冷循環(huán)；所述兩個循環(huán)共用一個制冷蒸發(fā)器(10)；所述的熱泵組件，由熱泵壓縮機(17)、熱泵冷凝器(18)、熱泵節(jié)流閥(19)和熱泵蒸發(fā)器(16)連接而成；熱泵組件和溶液除濕組件共用一個熱泵冷凝器(18)；其特征在于，所述的熱泵組件中的熱泵蒸發(fā)器(16)，位于制冷組件中的制冷壓縮機(13)和制冷冷凝器(14)之間。
2. 按照權(quán)利要求1所述的溶液除濕空調(diào)裝置，其特征在于，所述的排風系統(tǒng)組件，還包 括第一空氣換熱器(21)、第二空氣換熱器(22)、二級溶液再生器(23)和溶液再熱器(24); 所述的排風機(5)、排風閥(20)、第一空氣換熱器(21)、第二空氣換熱器(22)、二級溶液再 生器(23)和溶液再熱器(24)依次連接；其中，溶液再熱器(24)還與一級溶液再生器(8) 連接；第一空氣換熱器(21)還連接在空氣處理系統(tǒng)組件中的新風閥(25)和溶液除濕組件 中的溶液除濕器(2)之間；第二空氣換熱器(22)還連接在一級溶液再生器(8)的末端。
3. 按照權(quán)利要求2所述的溶液除濕空調(diào)裝置，其特征在于，所述的溶液除濕組件，還包 括溶液換熱器(26)、稀溶液儲液罐(27)、稀溶液泵(28)、濃溶液儲液罐(30) 、二級溶液再生 器(23)、溶液再熱器(24)、濃溶液調(diào)節(jié)閥(31)和濃溶液泵(29);所述的溶液泵(6)、溶液換 熱器(26)、稀溶液儲液罐(27)、稀溶液泵(28)、熱泵冷凝器(18)、一級溶液再生器(8)、溶液 再熱器(24)、二級溶液再生器(23)、濃溶液泵(29)、溶液換熱器(26)、濃溶液儲液罐(30)、 濃溶液調(diào)節(jié)閥(31)、溶液除濕器(2)依次連接。
4. 按照權(quán)利要求3所述的溶液除濕空調(diào)裝置，其特征在于，所述的溶液除濕組件，還包 括濃溶液旁通閥(32);該濃溶液旁通閥(32)位于溶液換熱器(26)和濃溶液儲液罐(30)之 間，并與溶液除濕器(2)的第二輸入端連接。
5. 按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的溶液除濕空調(diào)裝置，其特征在于，所述的溶液除 濕組件，還包括太陽能光熱轉(zhuǎn)換器(7)和稀溶液旁通閥(33);該稀溶液旁通閥(33)位于稀 溶液泵(28)和熱泵冷凝器(18)之間；該太陽能光熱轉(zhuǎn)換器(7)連接在稀溶液旁通閥(33)和一級溶液再生器(8)之間,
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱泵驅(qū)動的溶液除濕空調(diào)裝置，包括溶液除濕組件、空氣處理系統(tǒng)組件、制冷組件和熱泵組件。溶液除濕組件由溶液泵、熱泵冷凝器、一級溶液再生器和溶液除濕器連接而成。空氣處理系統(tǒng)組件包括室外風機、排風機、排風閥、新風機、新風閥、水-空氣換熱器和空調(diào)房間。制冷組件中，制冷蒸發(fā)器、冷凍水循環(huán)泵、冷凍水調(diào)節(jié)閥和水-空氣換熱器連接，形成冷凍水循環(huán)；制冷壓縮機、制冷冷凝器、制冷節(jié)流閥和制冷蒸發(fā)器連接，形成冷水機組制冷循環(huán)。熱泵組件由熱泵壓縮機、熱泵冷凝器、熱泵節(jié)流閥和熱泵蒸發(fā)器連接而成，其中，熱泵蒸發(fā)器連接在制冷壓縮機和制冷冷凝器之間。這種空調(diào)裝置提高了熱泵蒸發(fā)器吸收的熱量溫度，提高了制熱效率。
文檔編號F24F3/14GK101701737SQ20091018502
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者喬衛(wèi)來, 安二銘, 薛琴, 鄭紅旗, 陳九法 申請人:東南大學