[发明专利]一种热泵驱动的变溶液温度两级除湿空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵与溶液除湿再生循环相复合的空调系统，属于空气温湿度调节和制冷空调系统设计与制造技术领域。

背景技术

随着人们对于建筑热舒适度要求的不断提高，用于建筑空调设备的能耗也在日益增长，然而现有的空调设备在空气热湿负荷处理方面仍存在着不小缺陷，所以开发节能型空调的需求越来越明显。近年来，温湿度独立处理空调作为一种新型的空调理念正受到越来越广泛的关注与研究。利用除湿溶液对空气的湿负荷进行处理，可以有效提高空调系统所使用的冷源温度，从而达到节能的目的。与此同时，除湿溶液还具有杀菌消毒、过滤PM2.5等功效，因此溶液除湿空调在建筑节能改造和室内环境综合治理方法发挥着越来越重要的作用。

热泵驱动的溶液除湿空调是温湿度独立处理空调系统中最常用的一种形式，它采用热泵循环中蒸发器为除湿循环提供冷量，同时冷凝热还能作为热源供给除湿后的稀溶液用于再生。这类系统能够实现冷热量的有效利用，并且相对传统蒸汽压缩式制冷系统其能耗也大为减低。但是现阶段热泵驱动的溶液除湿空调系统仍然存在一些不足：1)除湿器、再生器、蒸发器和冷凝器之间的热量难以实现动态匹配，当空气处理的负荷发生变化时，系统的冷凝热可能多余或少于溶液再生所需求的热量；2)该类系统对新风的处理多是采用一级冷却除湿，利用低温的溶液直接处理高温高含湿量的新风，而高温高含湿量的空气本可以利用常温溶液进行处理，因此该热力过程存在着有效冷量的浪费。

对热泵驱动的溶液除湿空调系统进行系统流程和空气处理流程的优化设计，对于进一步提高其能效和维持系统的稳定运行具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种新型的热泵驱动的溶液除湿空调系统，通过使用不同温度区间的除湿溶液对新风的热湿负荷进行分区处理，来实现各种冷源的高效利用，从而克服现有除湿空调系统在空气热湿负荷处理过程中所存在的能源浪费问题，同时保证除湿后稀溶液的再生效率和系统的稳定运行。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明涉及的一种热泵驱动的变溶液温度两级除湿空调系统，包括溶液除湿再生循环系统和热泵循环系统，所述溶液除湿再生循环系统包括第一除湿器、第二除湿器、再生器、第一风机、溶液热交换器和溶液冷却器，所述第一除湿器、第二除湿器共用所述再生器，所述第一风机出风口连接所述第一除湿器的进风口，所述第一除湿器的出风口与所述第二除湿器的进风口相连，所述溶液冷却器的溶液出口接入所述第一除湿器的顶部溶液进口；所述热泵系统包括蒸发器、压缩机、溶液冷凝器、空气冷凝器，节流装置和第二风机，所述溶液冷凝器的溶液端出口连接至所述再生器的顶部溶液喷淋进口，所述空气冷凝器的进风口处设有所述第二风机，出风口连接所述再生器的进风口。

进一步地，所述蒸发器的溶液出口接入所述第二除湿器的顶部溶液进口。

进一步地，所述第一除湿器的底部设置有两个溶液出口，一个出口由溶液管道连接至第一除湿溶液泵的进口，所述第一除湿溶液泵的进口和所述第一除湿器的出口之间设有第一溶液阀；另一个出口由溶液管道连接至溶液热交换器的稀溶液端进口，所述溶液热交换器的稀溶液端进口和所述第一除湿器的出口之间设有第二溶液阀。

进一步地，所述第二除湿器的底部设置有两个溶液出口，一个出口由溶液管道连接至第二除湿溶液泵的进口，所述第二除湿溶液泵的进口和所述第二除湿器的出口之间设有第三溶液阀；另一个出口由溶液管道连接至所述溶液热交换器的稀溶液端进口，所述溶液热交换器的稀溶液端进口和所述第二除湿器的出口之间设有第四溶液阀。

进一步地，所述再生器底部设有两个溶液出口，其中一个出口通过溶液管道连接至所述溶液热交换器的浓溶液进口，出口处设有第六溶液阀，另一个出口通过溶液管道连接至再生溶液泵的溶液进口，出口处设有第七溶液阀；

进一步地，所述溶液热交换器的稀溶液出口端管道连接再生溶液泵的进口，而其浓溶液出口端管道分为两路，第一支路连接至第二除湿泵，第二支路连接至第一除湿泵，第二支路上设有第五溶液阀。

进一步地，所述压缩机依次串联所述溶液冷凝器、空气冷凝器、节流装置以及蒸发器再联回所述压缩机构成热泵循环系统。

有益效果：

1、本发明的空气处理过程采用两级变溶液温度的处理模式，高温高含湿量的空气采用常温除湿溶液进行第一级处理，中温中等含湿量的空气采用较低温度的除湿溶液进行第二级处理，该种方法实现了空气处理过程的热力学优化，并且合理利用了不同温区的冷源，降低了系统能耗。