一种复合型深度除湿空气处理系统

文档序号:5177 发布日期:2021-09-17 浏览:37次 英文

一种复合型深度除湿空气处理系统

技术领域

本发明涉及能源领域,尤其涉及一种复合型深度除湿空气处理系统。

背景技术

建筑室内热湿环境的调控过程包含对室内温度、湿度的调控两个方面,常规空调系统通常利用单一冷源来同时实现对温度、湿度的调控,会带来能量利用品位损失,并且会因无法适应室内显热负荷、湿负荷的逐时变化而无法实现建筑热湿环境的有效调控。

作为一种新型空调系统形式,温湿度独立控制空调系统利用不同的手段分别调节室内温度、湿度:通过送入干燥的空气来承担室内湿负荷、调节湿度,通过高温冷水或冷媒等来调节室内温度。这种空调方式可以更好地完成对室内温度、湿度的调节任务,在有效实现建筑热湿环境调控的同时还能实现很好的节能效果。在温湿度独立控制空调系统中,承担温度控制任务所需的高温冷水温度或冷媒温度一般在16~18℃左右,这时所需压缩制冷方式的冷源蒸发温度就可以远高于常规冷凝除湿方式对应的蒸发温度,制冷系统能效可以获得很大提高。目前已有多种形式的高温冷水机组,这也使得温湿度独立控制空调系统在各类建筑中得到了较好推广和应用。

与此同时,针对仓储空调、食品工业、电子工业等除湿量大、要求送风湿度低的工业建筑,目前仍缺乏适宜的温湿度独立控制空调系统形式,限制了这种新型空调系统方式的进一步推广应用。与常规公共建筑相比,仓储、食品、电子等行业对温湿度、洁净度和新风供给等环境参数也有较高要求,一些工艺生产场合具有显热负荷高的特点,同时工艺生产及环境具有较高的除湿需求,使用常规的冷凝除湿等技术无法将空气的含湿量降低到这些的工艺生产的送风含湿量需求。针对这种对温湿度具有较高处理要求的场合,采用温湿度独立控制空调系统形式有助于更好地满足其温湿度控制需求,实现高效系统营造。

从以上

背景技术

来看,目前尚未有针对仓储、食品、电子等工业特殊温湿度处理需求情况下的高效深度除湿空气处理装置。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的是提供一种复合型深度除湿空气处理系统,能够结合溶液除湿处理方法和固体吸湿方法进行湿度独立深度处理,利用内置热泵循环系统作为冷热源提高能效水平。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:

一种复合型深度除湿空气处理系统,

溶液除湿装置;

溶液再生装置,所述溶液除湿装置与所述溶液再生装置之间形成溶液循环回路;

固体吸附转轮,可转动地布置在所述溶液除湿装置的出风侧和溶液再生装置的进风侧,所述固体吸附转轮包括除湿区和再生区;

末端显热处理装置,布置在所述固体吸附转轮的出风侧;

室内回风依次经过所述溶液除湿装置和固体吸附转轮的除湿区进行深度除湿后进入所述末端显热处理装置,所述末端显热处理装置对除湿后的回风进行温度调控后排出至室内;

室外新风经过加热后依次经过所述固体吸附转轮的再生区和溶液再生装置后排出。

优选地,还包括溶液热泵循环装置,用于将所述溶液除湿装置除湿的过程中所产生的热量传送给所述溶液再生装置用于所述溶液的再生。

优选地,所述溶液热泵循环装置包括第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀和第一蒸发器,所述第一蒸发器用于冷却所述溶液除湿装置内的溶液,所述第一冷凝器用于加热所述溶液再生装置内的溶液,所述第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀和第一蒸发器构成第一回路系统。

优选地,所述溶液热泵循环装置还包括第二冷凝器,所述第二冷凝器用于将所述第一溶液热泵循环装置所产生的部分热量用于新风的预热,所述第二冷凝器与所述加热装置相连。

优选地,所述溶液再生装置包括第一溶液循环泵,所述溶液除湿装置包括第二溶液循环泵,所述第一溶液循环泵用于将所述溶液再生装置内的溶液抽出并与所述第一冷凝器进行热交换后返回至所述溶液再生装置;所述第二溶液循环泵用于将所述溶液除湿装置中的溶液抽出后与所述第一蒸发器进行热交换后返回至所述溶液除湿装置。

优选地,还包括空气侧热泵循环装置,所述空气侧热泵循环包括第二压缩机、第三冷凝器、第二节流阀和第二蒸发器,所述第二蒸发器的输出端与布置于所述溶液除湿装置的进风侧输入端连通,所述第二蒸发器用于所述回风的冷凝除湿,所述第三冷凝器与所述第二冷凝器连通用于所述新风的加热。

优选地,还包括加热装置,所述加热装置包括第一显热回收器,所述第一显热回收器用于所述新风的预热,所述新风通过所述第一显热回收器后进入布置在所述第二冷凝器和第三冷凝器的进风侧后再依次通过所述再生区和溶液再生装置后排出。

优选地,还包括第二显热回收器,所述新风通过所述溶液回收装置后进入所述第二显热回收器降温排出,所述第二显热回收器布置在所溶液再生装置的出风侧,用于新风的降温排出,所述第一显热回收器与所述第二显热回收器构成热循环回路。

优选地,所述加热装置还包括电加热器,所述电加热器用于所述新风的加热,所述新风依次通过所述第一显热回收器、第二冷凝器、第三冷凝器、电加热器、再生区、溶液回收装置和第二显热回收器后排出。

优选地,还包括溶液热回收器,所述溶液热回收器设置在所述溶液除湿装置与所述溶液再生装置之间形成的溶液循环回路上,用于回收溶液循环产生的热量。

本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:

(1)本发明提供的复合型深度除湿空气处理系统通过吸湿溶液除湿装置和固体吸附转轮除湿区对室内回风进行依次除湿处理,充分发挥了各种除湿形式在不同湿度区间的能效优势,大大提高了系统的能效状况,实现深度独立除湿的需求;利用显热处理模块实现空气的显热处理,实现温度控制需求,从而实现了湿度和温度的独立控制;再生侧通过利用室外新风对吸湿溶液和固体吸附转轮进行再生,实现了系统的连续深度除湿;

(2)在吸湿溶液再生-除湿模块之间设置独立的溶液热泵循环装置,利用溶液热泵循环的第一蒸发器对溶液进行冷却,满足除湿器处理过程的冷量需求;利用热泵循环的第一冷凝器对溶液进行加热,满足溶液再生过程的热量需求,从而充分发挥热泵循环系统的高能效比;

(3)在回风入口和新风入口处设置独立的空气侧热泵循环装置,利用热泵循环的蒸发器对回风进行冷凝除湿,满足冷凝除湿过程的冷量需求;利用热泵循环的冷凝器对新风入口处的再生空气进行预热,使再生空气达到固体吸湿转轮所需的再生温度需求,提高能效。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的复合型深度除湿空气处理系统的原理图;

附图标记说明:

1-附体吸附转轮、101-除湿区、102-再生区、2-第一压缩机、31-第一冷凝器、32-第二冷凝器、4-第一节流阀、5-第一蒸发器、6-溶液热回收器、71-第一溶液循环泵、72-第二溶液循环泵、81-第一显热回收器、82-第二显热回收器、9-加热器、10-第二压缩机、11-第三冷凝器、12-第二节流阀、13-第一蒸发器、14-溶液除湿装置、15-溶液再生装置、16-显热处理装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对上述零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示,本发明的实施例提供的一种复合型深度除湿空气处理系统,包括溶液除湿装置14、溶液再生装置15、固体除湿装置1和末端显热处理装置81。所述溶液除湿装置14与所述溶液再生装置15之间形成溶液循环回路。所述溶液除湿装置14用于空气的除湿;所述溶液再生装置15,用于所述溶液除湿装置14内溶液的再生,除湿溶液经过再生之后返回至溶液除湿装置14内,继续除湿,从而实现所述溶液除湿装置14连续除湿的要求。所述固体除湿装置1具体为固体吸附转轮,所述固体吸附转轮1包括除湿区101和再生区102,所述除湿区101用于空气的深度除湿,所述再生区102用于所述除湿区101的再生,且所述固体吸附转轮1不停地转动,带动所述除湿区101和再生区102不断地进行除湿和再生。所述末端显热处理装置16用于在空气进行深度除湿后实现空气的显热处理,实现温度控制需求,进而实现湿度和温度的独立控制。

所述复合型深度除湿空气处理系统在进行工作时,室内回风依次经过所述溶液除湿装置14和固体除湿装置1的除湿区101进行深度除湿后进入所述末端显热处理装置16,所述末端显热处理装置16对所述除湿后的回风进行温度调控后排出至室内。室外新风经过加热后,达到所述固体吸附转轮1的热量需求,再依次经过所述固体除湿装置1的再生区102和溶液再生装置15后排出,通过利用室外新风对吸湿溶液和固体吸附转轮1进行再生,再生后的再生区102变成除湿区101转动至除湿侧进行除湿,与此同时除湿区101转动至再生侧进行再生,如此转动循环。所述溶液再生装置15在所述加热新风的作用下进行再生后供所述溶液除湿装置进行继续除湿,如此循环,从而实现系统的连续深度除湿。

本发明提供的复合型深度除湿空气处理系统结合溶液除湿处理方法和固体吸湿方法进行湿度独立深度处理的高能效,实现构建起实现仓储、食品、电子等工业生产环境所需的深度除湿需求。利用显热处理装置16实现空气的显热处理,实现温度控制需求,进而实现温度和湿度的独立控制系统。再生侧通过利用室外新风对吸湿溶液和固体吸附转轮进行再生,进而实现所述溶液除湿装置14和固体除湿装置1的连续除湿。

进一步的,本发明的实施例提供的复合型深度除湿空气处理系统,还包括溶液热泵循环装置,用于将所述溶液除湿装置14除湿的过程中所吸收的部分热量传送给所述溶液再生装置15用于所述溶液的再生,另一部分热量用于所述新风的加热。

所述溶液热泵循环装置包括第一压缩机2、第一冷凝器31、第二冷凝器32、第一节流阀4和第一蒸发器5,所述第一蒸发器5用于冷却所述溶液除湿装置14内的溶液,满足除湿过程冷量需求;所述第一冷凝器31用于加热所述溶液再生装置15内的溶液,满足除湿过程热量需求;所述第二冷凝器32用于将溶液热泵循环的部分冷凝热实现对新风的预热,使再生空气达到固体吸湿转轮所需的再生温度需求,降低空气处理过程所需的能耗,实现高效的空气处理过程。所述第一压缩机2、第一冷凝器31、第二冷凝器32、第一节流阀4和第一蒸发器5构成第一回路系统。

这里需要说明的是,所述溶液热泵循环装置也可以设置为不包括所述第二冷凝器32,所述第一冷凝器31将产生的热量仅用于所述溶液再生装置内溶液的再生需求,所述新风的预热可以通过其他的热源进行加热,以满足固体吸湿转轮1以及溶液再生装置再生的热量的需求。但是为了提高能效,减小热量的损失,本发明中还是优选采用同时包括第一冷凝器31和第二冷凝器32的方式。

所述溶液再生装置15包括第一溶液循环泵71,所述溶液除湿装置14包括第二溶液循环泵72,所述第一溶液循环泵71用于将所述溶液再生装置15内的溶液抽出并与所述第一冷凝器31进行热交换后返回至所述溶液再生装置15;所述第二溶液循环泵72用于将所述溶液除湿装置14中的溶液抽出后与所述第一蒸发器5进行热交换后返回至所述溶液除湿装置14。具体地,所述述第一溶液循环泵71将所述溶液再生装置15内的溶液抽出与所述第一冷凝器31进行热交换,满足溶液除湿装置的冷量的需求,所述第二溶液循环泵72将所述溶液除湿装置14中的溶液抽出后与所述第一蒸发器5进行热交换,满足溶液再生装置的热量需求。

进一步地,本发明提供的复合型深度除湿空气处理系统还包括空气侧热泵循环装置,所述空气侧热泵循环装置包括第二压缩机10、第三冷凝器11、第二节流阀12和第二蒸发器13,所述第二蒸发器13的输出端与所述溶液除湿装置14的输入端连通,所述第二蒸发器13用于所述回风的冷凝除湿,所述第三冷凝器11与所述第二冷凝器32连通用于所述新风的加热。

除湿侧通过处理室内回风并将其送入室内,回风首先流经空气侧热泵循环装置的第二蒸发器13,进行冷凝除湿,空气中的水分变为冷凝水析出,实现空气的除湿过程,同时满足除湿过程的部分冷量需求,与此同时冷凝除湿过程中产生的热量传送至所述第三冷凝,11用于新风的加热;随后回风进一步流经溶液除湿装置14,进行进一步除湿,使得空气的含湿量达到更低的水平;随后回风进一步流经固体吸附转轮1的除湿区101,对回风进行深度除湿处理,并实现深度除湿需求。采用冷凝除湿、溶液除湿和吸湿转轮除湿进行湿度梯级处理,充分发挥了各种除湿形式在不同湿度区间的能效优势,大大提高了系统的能效状况,实现深度除湿的需求。

与此同时,所述空气侧热泵循环装置利用热泵循环的第二蒸发器13对回风进行冷凝除湿,满足冷凝除湿过程的冷量需求;利用热泵循环的第三冷凝器11对新风入口处的再生空气进行预热,使再生空气达到固体吸附转轮1所需的再生温度需求,提高了系统的能效。

需要说明的是,所述末端显热处理装置16可通过外接冷源或热源实现空气冷却或加热;也可通过内置空气侧热泵循环装置的第二蒸发器13或第三冷凝器11产生的蒸发热或冷凝热分流提供冷源或热源给空气冷却或加热。若末级显热处理装置16对被处理空气进行末端冷却或加热采用通过内置空气侧热泵循环装置的第二蒸发器13或第三冷凝器11产生的蒸发热或冷凝热分流提供冷源或热源形式,则末端显热处理装置16也不需要外接额外的冷热源,可以仅依靠内置的热泵循环满足温度处理再生所需的冷热源需求,则该深度除湿空调系统可实现不需要外接额外的冷热源系统,仅依靠内置的热泵循环实现高效的温度、湿度、洁净度独立处理过程。

为了对新风进行加热以满足固体吸附转轮1再生区102对于热量的需求,本发明提供的复合型深度除湿空气处理系统还包括加热装置,所述加热装置包括第一显热回收器81,所述第一显热回收器81用于所述新风的预热,所述新风通过所述第一显热回收器81后进入所述第二冷凝器32和第三冷凝器11后达到所述固体吸附转轮1以及溶液再生装置15的热量需求后,再依次通过所述再生区102和溶液再生装置15后排出。

为了降低新风用于再生需求后排出的温度,还包括第二显热回收器82,新风通过所述溶液回收装置15后进入第二显热回收器82进行降温后排出,所述第一显热回收器81与所述第二显热回收器82构成热循环回路。通过将所述第二显热回收器82的设置,同时将所述第二显热回收器82与所述第一显热回收器81连通能够将新风的热量进行循环回收利用,实现新风的低温或者是等温排出。

所述加热装置还可以设置为包括电加热器9,所述电加热器9用于所述新风的加热,所述新风依次通过所述第一显热回收器81、第二冷凝器32、第三冷凝器11、电加热器9、再生区102、溶液回收装置15和第二显热回收器后排出。若此时新风的温度未达到固体吸附转轮1再生所需的空气温度,则利用电加热补充所需的剩余热量,达到固体吸附转轮再生所需的空气温度。若经过冷凝器11的空气达到了固体吸附转轮再生所需的空气温度,可不使用电加热器9,利用空气侧热泵循环系统可以大幅减少电加热器9需要提供的热量,实现高效节能。

需要说明的是,所述第二冷凝装置32和第三冷凝装置11的位置也可以进行互换,所述两种方式均在本发明限定的范围内。

优选地,本发明提供的复合型深度除湿空气处理系统还包括溶液热回收器6,所述溶液热回收器6设置在所述溶液除湿装置14与所述溶液再生装置15之间形成的溶液循环回路上,用于回收溶液循环产生的热量。

本发明提供的复合型深度除湿处理系统的工作原理为:

回风进入系统后,先经过空气侧热泵循环装置的第一蒸发器13,实现降温除湿,空气中的水蒸气冷凝成为冷凝水排出系统,实现第一级除湿过程;随后回风经过溶液除湿装置14被进一步除湿;随后回风经过固体吸附转轮1除湿区101被进一步处理,实现深度除湿,满足湿度处理需求;随后空气经过显热处理装置16,根据室内对送风温度需求的不同,对被处理空气进行末级冷却或加热,满足送风温度的需求;

再生侧利用室外新风对吸湿溶液和固体吸附转轮1进行再生,室外新风先经过第一显热回收器81,第二显热回收器82与排风进行显热交换,第一显热回收器81与第二显热回收器82利用排风的热量实现对新风的预热;随后新风经过内置溶液热泵循环装置的第二冷凝器32,利用溶液热泵循环的部分冷凝热实现对新风的进一步预热;随后空气经过空气侧热泵循环冷凝器11,利用空气侧热泵循环的冷凝热加热新风;随后空气经过电加热器9,若此时新风的温度未达到固体吸附转轮再生所需的空气温度,则利用电加热补充所需的剩余热量,达到固体吸附转轮再生所需的空气温度;随后空气经过固体吸附转轮1再生区被进一步处理,并实现固体吸附转轮1再生;随后空气经过溶液再生器25被进一步处理,并实现吸湿溶液再生;溶液再生器15出口的排风经过第二显热回收器82,与再生侧入口出的新风进行显热交换,充分回收排风的热量。

本发明提供的复合型深度除湿系统能够采用冷凝除湿、溶液除湿和吸湿转轮除湿进行湿度梯级处理,充分发挥了各种除湿形式在不同湿度区间的能效优势,大大提高了系统的能效状况,实现深度除湿的需求。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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