專利名稱：一種新風除濕方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱交換技術領域，尤其涉及一種新風除濕方法及系統(tǒng)。
背景技術：
常用的除濕方法及其系統(tǒng)大致可以分為三類，即冷凝除濕、液體除濕和固體除濕， 冷凝除濕是最為廣泛應用的一種方式，固體除濕則主要應用于對除濕要求較高的特種工業(yè)和科研場合。液體除濕由于其具有能耗較低，除濕能力較冷凝除濕強等優(yōu)點，近年來得到廣泛重視并得到推廣應用。新風除濕在建筑和工業(yè)領域應用廣泛，現(xiàn)有的冷凝除濕和液體除濕均還存在種種不足，冷凝除濕的最大缺點是除濕能力差，需要再熱；而液體除濕的主要缺點是需要再生熱源；當液體除濕與熱泵系統(tǒng)進行復合時，導致熱泵的冷凝溫度高，影響可靠性并增大能耗。將冷凝除濕和液體除濕相結合，尤其是在新風處理方面是一個兼顧二者優(yōu)點的選擇，即利用冷凝除濕對新風進行預除濕，再利用液體除濕對預除濕的新風進行進一步除濕。盡管目前已出現(xiàn)過一些將二者進行結合的例子，但如何充分利用二者的優(yōu)點，克服其各自的缺點，仍值得進行探索。這包括如何降低溶液再生所需要溫度的同時增大除濕能力，如何利用冷凝水降低熱泵的冷凝溫度的同時不影響溶液的再生效果，如何通過溶液濃度的調節(jié)來有效控制濕度等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種新風除濕方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種新風除濕方法，該方法為室外新風先經過冷凝除濕過程，然后再經過溶液除濕過程，冷凝除濕所需的冷量由第一熱泵提供，溶液除濕所需的冷量由第二熱泵提供，第二熱泵的冷凝熱用來加熱濃溶液，濃溶液再與空氣接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液接觸后的空氣與再與稀溶液接觸，稀溶液中的水分在空氣中蒸發(fā)，稀溶液被冷卻，冷的稀溶液再用來作為熱泵的冷源，冷凝除濕過程產生的冷凝水通過管路被送至與稀溶液混合，以補充中蒸發(fā)的水分，當濃溶液濃度過高時，可通過管路補充部分冷凝水以調節(jié)溶液濃度，也可通過與稀溶液的交換來實現(xiàn)。進一步地，與濃溶液和與稀溶液接觸的空氣為兩股空氣，兩股空氣可以不同，也可以相同。進一步地，室外新風經過冷凝除濕過程后，先經過冷凝除濕過程，然后再經過溶液除濕過程。進一步地，所述冷凝除濕過程所需冷量由第二熱泵或第三熱泵提供。一種新風除濕系統(tǒng)，它包括第一熱泵、第二熱泵、除濕芯、氟/氣翅片管換熱器、再生芯、冷卻芯、第一風機、第二風機、除濕溶液泵、再生溶液泵、溶液冷卻泵、除濕溶液槽、再生溶液槽、冷卻溶液槽、溶液連通管、冷凝水管、除濕溶管路、再生溶液管、冷卻溶液管。其中，第一熱泵主要由第一壓縮機、第一膨脹裝置、第一氟/液換熱器和氟/氣翅片管換熱器組成，第一壓縮機、第一氟/液換熱器的氟通道、第一膨脹裝置和氟/氣翅片管換熱器的氟通道組成一閉合環(huán)路，第二熱泵主要由第二壓縮機，第二膨脹裝置、第二氟/液換熱器和第三氟/液換熱器組成，第二壓縮機、第二氟/液換熱器的氟通道、第二膨脹裝置和第三氟/ 液換熱器的氟通道組成一閉合環(huán)路。第一風機、除濕芯、氟/氣翅片管換熱器依次布置，除濕溶液槽位于除濕芯下方，冷凝水槽位于氟/氣翅片管換熱器下方，除濕溶液槽依次通過第三氟/液換熱器的液通道和除濕溶液泵與除濕芯相連，再生芯、冷卻芯和第二風機依次布置或第二風機位于再生芯和冷卻芯之間，再生溶液槽位于再生芯下方，冷卻溶液槽位于冷卻芯下方，再生溶液槽依次通過再生溶液泵和第二氟/液換熱器的液通道與再生芯相連，冷卻溶液槽依次通過第一氟/液換熱器的液通道和溶液冷卻泵與冷卻芯相連，除濕溶液槽與再生溶液槽通過溶液連通管相連，冷凝水槽與冷卻液槽通過冷凝水管將相連。進一步地，還包括第二氟/氣翅片管換熱器，第二氟/氣翅片管換熱器與第三氟/ 液換熱器并聯(lián)設置，并置于氟/氣翅片管換熱器與除濕芯之間，與氟/氣翅片管換熱器共用冷凝水槽。進一步地，還包括第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機、第四氟/液換熱器、第三膨脹裝置和第三氟/氣翅片管換熱器組成，第三壓縮機、第四氟/液換熱器的氟通道、第三膨脹裝置和第三氟/氣翅片管換熱器的氟通道組成一閉合環(huán)路，第三氟/氣翅片管換熱器位于氟/氣翅片管換熱器與除濕器之間，并與氟/氣翅片管換熱器共用冷凝水槽，第四氟 /液換熱器與第二氟/液換熱器相并聯(lián)。進一步地，在除濕溶液槽與再生溶液槽之間設置液/液換熱器。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明將冷凝除濕與溶液除濕有機結合，充分利用二種除濕方法的優(yōu)點，同時又盡量避免其缺點，因而具有能耗少、效率高、除濕能力強、濕度精確控制、系統(tǒng)簡單、維護操作方便、經濟性好等特點。


圖1為本發(fā)明的新風除濕方法第一原理圖； 圖2為本發(fā)明的新風除濕方法第二原理圖3為對應圖1的空氣處理焓濕圖； 圖4為與圖1對應的常規(guī)冷凝除濕的空氣處理焓濕圖； 圖5為與圖1對應的常規(guī)溶液除濕的空氣處理焓濕圖； 圖6為對應圖2的空氣處理焓濕圖； 圖7為與圖2對應的常規(guī)冷凝除濕的空氣處理焓濕圖； 圖8為與圖2對應的常規(guī)溶液除濕的空氣處理焓濕圖； 圖9為本發(fā)明的新風除濕方法第三原理圖； 圖10為本發(fā)明的新風除濕方法第四原理圖； 圖11為本發(fā)明實施例1的新風除濕系統(tǒng)圖； 圖12為本發(fā)明實施例2的新風除濕系統(tǒng)圖； 圖13為本發(fā)明實施例3的新風除濕系統(tǒng)圖； 圖14為本發(fā)明實施例4的新風除濕系統(tǒng)5圖15為本發(fā)明實施例5的新風除濕系統(tǒng)圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和實施例詳細描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。如圖1所示，室外新風1先經過冷凝除濕過程110，然后再經過溶液除濕過程120， 冷凝除濕所需的冷量由第一熱泵150提供，溶液220除濕所需的冷量由第二熱泵160提供， 第二熱泵160的冷凝熱用來加熱濃溶液230，濃溶液230再與空氣4接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液230接觸后的空氣與再與稀溶液240接觸，稀溶液MO中的水分在空氣中蒸發(fā)，稀溶液240被冷卻，冷的稀溶液240再用來作為室外新風1的冷源，冷凝除濕過程110 產生的冷凝水210通過管路260被送至與稀溶液240混合，以補充中蒸發(fā)的水分，當濃溶液 230濃度過高時，可通過管路250補充部分冷凝水210以調節(jié)溶液濃度，也可通過與稀溶液 240的交換來實現(xiàn)。圖1中的溶液除濕、溶液再生及溶液冷卻過程可以通過氣液直接接觸、氣液間接接觸等多種方式實現(xiàn)，間接式液體除濕芯體原理見專利“200610049187. X，一種氣液傳質方法”，其傳質傳熱通過氣體通道與液體通道中的膜來實現(xiàn)。冷凝除濕過程可通過管翅片表冷器或噴水室等多種方式實現(xiàn)。圖1中的第一熱泵150和第二熱泵160可以為壓縮式熱泵或其它形式的熱泵，如吸收式熱泵等。圖2與圖1不同之處在于，與濃溶液230和與稀溶液240接觸的空氣為兩股空氣， 即空氣4和空氣6，兩股空氣可以不同，也可以相同。圖3為對應圖1過程的空氣處理焓濕圖，并假設空氣1與空氣4的狀態(tài)相同，均為室外新風，空氣1經過冷凝除濕過程Iio后變?yōu)?，然后再經過溶液除濕過程120變?yōu)?，空氣4經過溶液再生過程130后變?yōu)?，然后再經過溶液冷卻過程140變?yōu)?，
當然空氣4與空氣1的狀態(tài)可以不同，如空氣1可以采用室內排風。圖4假定圖1中的冷凝除濕過程110、120均為冷凝除濕過程，過程130，140為常規(guī)熱泵的風冷過程，與圖3進行對比。圖5假定圖1中的過程110、120均為溶液除濕過程，過程130，140為溶液再生過程，與圖3進行對比。比較圖3、圖4和圖5可以發(fā)現(xiàn)，冷凝除濕要求熱泵具有比本發(fā)明過程較低的蒸發(fā)溫度和較高的冷凝溫度，而溶液除濕要求熱泵具有比本發(fā)明過程較高的冷凝溫度。從圖3可以看出，本發(fā)明只要求第二熱泵160具有較高的溫度就能實現(xiàn)溶液的再生，同時采用補充冷凝水盡量降低第一熱泵150的冷凝溫度。事實上，在有水源的情況下，可以同時向稀溶液MO中補充冷凝水和外界水，圖3 中6點的溫度可進一步降低。圖6為對應圖2的空氣處理焓濕圖，并假設空氣1與空氣4的狀態(tài)相同，均為室外新風，空氣1經過冷凝除濕過程Iio后變?yōu)?，然后再經過溶液除濕過程120變?yōu)?，空氣4 經過溶液再生過程130后變?yōu)?，空氣6經過溶液冷卻過程140變?yōu)?。圖6與對應圖1的空氣處理焓濕3相比，溶液再生過程130排出的空氣5比圖3中空氣5的溫度低，溶液冷卻過程140排出的空氣6比圖3中空氣6的溫度低，這意味著圖2中的第一熱泵150比圖1中的第一熱泵150有較低的冷凝溫度。圖7假定圖6中的過程110、120均為冷凝除濕過程，過程130，140為常規(guī)熱泵的風冷過程，與圖3進行對比。圖8假定圖1中的過程110、120均為溶液除濕過程，過程130，140為溶液再生過程，與圖3進行對比。比較圖6、圖7和圖8可以發(fā)現(xiàn)，冷凝除濕要求熱泵具有比本發(fā)明過程較低的蒸發(fā)溫度和較高的冷凝溫度，而溶液除濕要求熱泵具有比本發(fā)明過程較高的冷凝溫度。圖9在圖1的基礎上增加了冷凝除濕過程180，冷凝除濕過程180所需冷量由第二熱泵160提供。圖1與圖9相比，在第二熱泵160功率不變的前提下，提供給溶液除濕的制冷量變小，也就意味著所需的溶液再生量變小，但第二熱泵160總的冷量基本不變，冷凝熱量也基本不變，因而可以得到更高濃度的溶液，從而使得新風最終的相對濕度低。圖10與圖1相比，同樣是在過程110與120之間增加了冷凝除濕過程180，這一點與圖9相同，與圖9不同的是，冷凝除濕過程180所需的冷量是由新增的第三熱泵170提供， 新增第三熱泵170產生的冷凝熱與第二熱泵160產生的冷凝熱一樣，均用來加熱溶液230， 使溶液濃縮再生。圖10與圖9相比，系統(tǒng)復雜程度增加，但是具有更高的靈活調節(jié)性，如通過開啟不同的熱泵，實現(xiàn)不同的除濕效果，適用不同的新風條件。實施例1
圖11是依據(jù)本發(fā)明方法建立的一種新風除濕系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一熱泵、第二熱泵、除濕芯46、氟/氣翅片管換熱器33、再生芯47、冷卻芯36、第一風機7、第二風機8、除濕溶液泵48、再生溶液泵49、溶液冷卻泵37、除濕溶液槽11、再生溶液槽13、冷卻溶液槽15、溶液連通管19、冷凝水管18、除濕溶管路12、再生溶液管14、冷卻溶液管16。其中，第一熱泵由第一壓縮機31、第一膨脹裝置34、第一氟/液換熱器32和氟/氣翅片管換熱器33組成，第一壓縮機31、第一氟/液換熱器32的氟通道、第一膨脹裝置34和氟/氣翅片管換熱器33的氟通道組成一閉合環(huán)路，第二熱泵由第二壓縮機41，第二膨脹裝置44、第二氟/液換熱器42、第三氟/液換熱器43和制冷劑管道及附件 45組成，第二壓縮機41、第二氟/液換熱器42的氟通道、第二膨脹裝置44和第三氟/液換熱器43的氟通道組成一閉合環(huán)路。第一風機7、除濕芯46、氟/氣翅片管換熱器33依次布置，除濕溶液槽11位于除濕芯46下方，冷凝水槽17位于氟/氣翅片管換熱器33下方，除濕溶液槽11依次通過第三氟/液換熱器43的液通道和除濕溶液泵48與除濕芯46相連， 再生芯47、冷卻芯36和第二風機8依次布置，再生溶液槽13位于再生芯47下方，冷卻溶液槽15位于冷卻芯36下方，再生溶液槽13依次通過再生溶液泵49和第二氟/液換熱器42 的液通道與再生芯47相連，冷卻溶液槽15依次通過第一氟/液換熱器32的液通道和溶液冷卻泵37與冷卻芯36相連，除濕溶液槽11與再生溶液槽13通過溶液連通管19相連，冷凝水槽17與冷卻液槽15通過冷凝水管18將相連。新風1在第一風機7驅動下依次經過氟/氣翅片管換熱器33和除濕芯46，再生空氣4在第二風機8驅動下依次經過再生芯47，冷卻芯36，除濕液在除濕溶液泵48驅動下經過氟/液換熱器43，通過管路12進入除濕芯46，再進入除濕溶液槽11，再生液在再生溶液泵49驅動下經過氟/液換熱器42進入再生芯47，再進入再生溶液槽13，冷卻液在溶液冷卻
7泵37驅動下通過第一氟/液換熱器32進入冷卻芯36，再進入冷卻液槽15，溶液連通管19 將除濕溶液槽11與再生溶液槽13相連，冷凝水管18將冷凝水槽17與冷卻液槽15相連。實施例2
圖12是依據(jù)本發(fā)明方法建立的另一種新風除濕系統(tǒng)。與實施例1的區(qū)別在于，第二風機8位于再生芯47和冷卻芯36之間，再生空氣4 在風機8驅動下經過再生芯47，冷卻空氣6在風機8驅動下經過冷卻芯36。實施例3
圖13是依據(jù)本發(fā)明方法建立的另一種新風除濕系統(tǒng)。圖13與圖11不同之處在于，第三氟/液換熱器43并聯(lián)設置第二氟/氣翅片管換熱器73，并置于氟/氣翅片管換熱器33與除濕芯46之間，與氟/氣翅片管換熱器33共用冷凝水槽17。實施例4
圖14是依據(jù)本發(fā)明方法建立的另一種新風除濕系統(tǒng)。圖14與圖11不同之處在于，增設第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機51、第四氟/液換熱器52、第三膨脹裝置M和第三氟/氣翅片管換熱器53組成，第三壓縮機51、第四氟/液換熱器52的氟通道、第三膨脹裝置M和第三氟/氣翅片管換熱器53的氟通道組成一閉合環(huán)路，第三氟/氣翅片管換熱器53位于氟/氣翅片管換熱器33與除濕器46之間， 并與氟/氣翅片管換熱器33共用冷凝水槽17，第四氟/液換熱器52與第二氟/液換熱器 42相并聯(lián)。實施例5
圖15是依據(jù)本發(fā)明方法建立的另一種新風除濕系統(tǒng)。圖15與圖11不同之處在于，在除濕溶液槽11與再生溶液槽13之間設置液/液換熱器20，并設置管路19和69，使的除濕溶液槽11與再生溶液槽13的溶液雙向流動通過液/液換熱器20實現(xiàn)換熱。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種新風除濕方法，其特征在于，該方法為室外新風(1)先經過冷凝除濕過程 (110)，然后再經過溶液除濕過程(120)，冷凝除濕所需的冷量由第一熱泵(150)提供，溶液 (220)除濕所需的冷量由第二熱泵(160)提供，第二熱泵(160)的冷凝熱用來加熱濃溶液 (230)，濃溶液(230)再與空氣(4)接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液(230)接觸后的空氣與再與稀溶液(240)接觸，稀溶液(240)中的水分在空氣中蒸發(fā)，稀溶液(240)被冷卻，冷的稀溶液(240)再用來作為熱泵(1)的冷源，冷凝除濕過程(110)產生的冷凝水(210)通過管路 U60)被送至與稀溶液(240)混合，以補充中蒸發(fā)的水分，當濃溶液(230)濃度過高時，可通過管路(250)補充部分冷凝水(210)以調節(jié)溶液濃度，也可通過與稀溶液(240)的交換來實現(xiàn)。
2.根據(jù)權利要求1所述新風除濕方法，其特征在于，與濃溶液(230)和與稀溶液(240) 接觸的空氣為兩股空氣，兩股空氣可以不同，也可以相同。
3.根據(jù)權利要求1所述新風除濕方法，其特征在于，室外新風(1)經過冷凝除濕過程 (110)后，先經過冷凝除濕過程(180)，然后再經過溶液除濕過程(120)。
4.根據(jù)權利要求3所述新風除濕方法，其特征在于，所述冷凝除濕過程(180)所需冷量由第二熱泵(160)或第三熱泵(170)提供。
5.一種新風除濕系統(tǒng)，其特征在于，它包括第一熱泵、第二熱泵、除濕芯(46)、氟/氣翅片管換熱器(33)、再生芯(47)、冷卻芯(36)、第一風機(7)、第二風機(8)、除濕溶液泵 (48)、再生溶液泵(49)、溶液冷卻泵(37)、除濕溶液槽(11)、再生溶液槽(13)、冷卻溶液槽(15)、溶液連通管(19)、冷凝水管(18)、除濕溶管路(12)、再生溶液管(14)和冷卻溶液管(16)等；其中，第一熱泵主要由第一壓縮機(31)、第一膨脹裝置(34)、第一氟/液換熱器 (32)和氟/氣翅片管換熱器(33)等組成，第一壓縮機(31)、第一氟/液換熱器(32)的氟通道、第一膨脹裝置(34)和氟/氣翅片管換熱器(33)的氟通道組成一閉合環(huán)路，第二熱泵主要由第二壓縮機(41)，第二膨脹裝置(44)、第二氟/液換熱器(42)和第三氟/液換熱器 (43)組成，第二壓縮機(41)、第二氟/液換熱器(42)的氟通道、第二膨脹裝置(44)和第三氟/液換熱器(43)的氟通道組成一閉合環(huán)路；第一風機(7)、除濕芯(46)、氟/氣翅片管換熱器(33)依次布置，除濕溶液槽(11)位于除濕芯(46)下方，冷凝水槽(17)位于氟/氣翅片管換熱器(33 )下方，除濕溶液槽(11)依次通過第三氟/液換熱器(43 )的液通道和除濕溶液泵(48 )與除濕芯(46 )相連，再生芯(47 )、冷卻芯(36 )和第二風機(8 )依次布置或第二風機(8)位于再生芯(47)和冷卻芯(36)之間，再生溶液槽(13)位于再生芯(47)下方，冷卻溶液槽(15)位于冷卻芯(36)下方，再生溶液槽(13)依次通過再生溶液泵(49)和第二氟/ 液換熱器(42)的液通道與再生芯(47)相連，冷卻溶液槽(15)依次通過第一氟/液換熱器 (32)的液通道和溶液冷卻泵(37)與冷卻芯(36)相連，除濕溶液槽(11)與再生溶液槽(13) 通過溶液連通管(19)相連，冷凝水槽(17)與冷卻液槽(15)通過冷凝水管(18)將相連。
6.根據(jù)權利要求5所述新風除濕系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二氟/氣翅片管換熱器 (73)，第二氟/氣翅片管換熱器(73)與第三氟/液換熱器(43)并聯(lián)設置，并置于氟/氣翅片管換熱器(33)與除濕芯(46)之間，與氟/氣翅片管換熱器(33)共用冷凝水槽(17)。
7.根據(jù)權利要求5所述新風除濕系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三熱泵，第三熱泵主要由第三壓縮機(51)、第四氟/液換熱器(52)、第三膨脹裝置(54)和第三氟/氣翅片管換熱器 (53)組成，第三壓縮機(51)、第四氟/液換熱器(52)的氟通道、第三膨脹裝置(54)和第三氟/氣翅片管換熱器(53)的氟通道組成一閉合環(huán)路，第三氟/氣翅片管換熱器(53)位于氟/氣翅片管換熱器(33)與除濕器(46)之間，并與氟/氣翅片管換熱器(33)共用冷凝水槽(17)，第四氟/液換熱器(52)與第二氟/液換熱器(42)相并聯(lián)。
8.根據(jù)權利要求5所述新風除濕系統(tǒng)，其特征在于，在除濕溶液槽(11)與再生溶液槽 (13)之間設置液/液換熱器(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新風除濕方法及系統(tǒng)，室外新風先經過冷凝除濕過程，然后再經過溶液除濕過程，冷凝除濕所需的冷量由第一熱泵提供，溶液除濕所需的冷量由第二熱泵提供，第二熱泵的冷凝熱用來加熱濃溶液，濃溶液再與空氣接觸使溶液得濃縮再生，與濃溶液接觸后的空氣與再與稀溶液接觸，稀溶液中的水分在空氣中蒸發(fā)，稀溶液被冷卻，冷的稀溶液再用來作為熱泵的冷源；本發(fā)明將冷凝除濕與溶液除濕有機結合，充分利用二種除濕方法的優(yōu)點，同時又盡量避免其缺點，因而具有能耗少、效率高、除濕能力強、濕度精確控制、系統(tǒng)簡單、維護操作方便、經濟性好等特點。
文檔編號F24F3/14GK102179143SQ20111012406
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月15日 優(yōu)先權日2011年5月15日
發(fā)明者葉立英, 安軍, 朱進 申請人:杭州興環(huán)科技開發(fā)有限公司