專利名稱：熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種暖通空調領域用的熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組，屬于能源技術領域。
背景技術：
新風機組負責處理新風以去除室內污染物質、滿足室內人員衛(wèi)生、健康等要求。夏季，新風機組需要實現(xiàn)對新風的降溫除濕過程，目前絕大多數(shù)新風機組采用冷凝除濕方法，使用7℃的冷凍水通過表冷器將空氣的溫度降低到露點以下凝結出水分。所帶來的問題是制冷機工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導致制冷機性能系數(shù)較低；冷凝除濕后的空氣濕度雖滿足要求、但溫度過低，有時還需要再熱從而造成能源的浪費；有凝結水的盤管等容易滋生霉菌、污染空氣。冬季的加濕功能還需要另外的加濕設備才能實現(xiàn)。
由于吸濕溶液在去除室內潛熱負荷上的優(yōu)越性，逐漸得到大家的關注。溶液除濕空調與常規(guī)空調相比，可采用低溫熱源驅動；通過溶液的噴灑可以除去空氣中的細菌、霉菌及其它一些有害物；避免使用有凝結水的盤管，可明顯提高室內空氣品質。專利ZL03134688.X、ZL03130840.6公開了使用溶液為媒介的電驅動的新風機組處理流程，但這些流程中均有室內排風可以利用，即可以通過一定的途徑回收室內排風的能量以降低新風處理能耗。但在有很多情況下，沒有室內排風可以利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術沒有室內排風可供利用、采用熱泵驅動的溶液式新風機組的流程的缺點，提出一種行之有效的熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組。
本發(fā)明提出的一種熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組，其特征在于所述機組含有氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C、D、E，溶液自循環(huán)泵8，級間溶液泵9，板式換熱器1，空氣回熱器10，熱泵系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)含有第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2和第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3、冷凝器4和冷凝器5、壓縮機6、節(jié)流閥7；所述機組分為新風處理通道和溶液再生兩層通道，新風處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊D、E組成；所述板式換熱器1與進入噴淋模塊A的溶液進行熱量交換，采用冷卻水降低進入該模塊的溶液溫度；所述第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2用于降低模塊B的噴淋溶液溫度，冷凝器4用于加熱模塊E的噴淋溶液、提供再生熱量；所述第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3用于降低模塊C的噴淋溶液溫度，冷凝器5用于加熱模塊D的噴淋溶液、提供再生熱量。
在上述的新風處理機組中，所述噴淋溶液采用級間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過程；或者采用僅在熱泵對應級內的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。
本新風機組以具有吸濕性能的溶液為工作介質，將溶液除濕處理系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)相結合。熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器的冷量和冷凝器的熱量均得到了有效的利用，蒸發(fā)器的冷量用于降低溶液溫度從而提高其除濕能力，冷凝器的熱量作為溶液濃縮再生的熱源。鹽溶液具有殺菌、凈化空氣的作用，可提高室內空氣品質。


圖1溶液式新風處理機組工作原理1——溶液級間大循環(huán)、再生氣流分別進入各級噴淋模塊圖2溶液式新風處理機組工作原理2——溶液級間大循環(huán)、再生氣流依次進入各級噴淋模塊圖3溶液式新風處理機組工作原理3——溶液僅在熱泵對應級內循環(huán)具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步說明參看圖1～3，本新風處理機包括氣液直接接觸噴淋模塊A～E、溶液自循環(huán)泵8，級間溶液泵9，板式換熱器1，空氣回熱器10，熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、節(jié)流閥)。該新風機分為新風處理和溶液再生兩層通道；新風處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊D、E組成。有板式換熱器1與進入噴淋模塊A的溶液進行熱量交換，采用冷卻水降低進入該模塊的溶液溫度。第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器2用于降低模塊B的噴淋溶液溫度，冷凝器4用于加熱模塊E的噴淋溶液、提供再生熱量。第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器3用于降低模塊C的噴淋溶液溫度，冷凝器5用于加熱模塊D的噴淋溶液、提供再生熱量。溶液可以采用級間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過程(如圖1、2所示)；也可以采用僅在熱泵對應級內的模塊循環(huán)的方式，如在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)(如圖3所示)。
本發(fā)明的目的是提供一種無室內排風可供利用的情況下、熱泵驅動的溶液式新風處理機組。該新風處理機組由溶液循環(huán)系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)兩部分組成。溶液系統(tǒng)由氣液直接接觸噴淋模塊A～E(其中A、B、C為除濕模塊，D、E為再生模塊)，溶液自循環(huán)泵8，級間溶液泵9，板式換熱器1等部件組成(見圖1～3)。熱泵系統(tǒng)包括蒸發(fā)器2、3，冷凝器4、5，壓縮機6，節(jié)流閥7等部件。
圖1是一種溶液式新風機的工作原理。圖中直線表示級內循環(huán)噴淋的除濕溶液，虛線表示級間流動的除濕溶液，點劃線表示熱泵系統(tǒng)的制冷工質。新風機的上層通道是新風處理通道，下層是再生氣流通道、用于溶液的濃縮再生。
根據(jù)圖1分析空氣和溶液的流程及其狀態(tài)變化情況。室外新風依次經(jīng)過氣液噴淋模塊A、B、C與各級內的低溫除濕溶液接觸進行傳熱傳質，新風被降溫除濕后送入室內。采用不同溫度的冷源冷卻進入噴淋模塊的溶液，模塊A的溶液采用冷卻水通過板式換熱器1冷卻，模塊B的溶液通過第一個熱泵的蒸發(fā)器2進行冷卻，模塊C的溶液通過第二個熱泵的蒸發(fā)器3進行冷卻。第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度均高于第二個熱泵系統(tǒng)的相應溫度。級間循環(huán)溶液在級間溶液泵9的作用下，依次進入模塊C、B、A、D、E又返回模塊C，進入模塊C的溶液濃度最高，從模塊A流出的溶液濃度最低，低濃度的溶液進入模塊D、E被濃縮再生后再送入模塊C循環(huán)使用。熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器2、3的冷量均用于降低溶液溫度、提高溶液的除濕能力；冷凝器4、5的熱量則用于提供溶液濃縮再生的熱量。在新風機組中，使用室外的新風作為再生氣流，帶走溶液濃縮再生出來的水分。在模塊D、E中，室外新風首先進入空氣回熱器10被預熱后，進入模塊D或E，與高溫溶液接觸進行傳熱傳質，溶液中的水分進入空氣中，自模塊流出的熱濕氣流經(jīng)過空氣回熱器10回收其熱量后直接排出。
圖2的溶液式新風機組的流程與圖1類似，僅是再生氣流的流程不同，再生氣流首先進入模塊D，吸收溶液的水分后熱濕的氣流再進入模塊E繼續(xù)使用。在圖2所示的流程中，由于進入模塊E的再生氣流濕度較高，因而溶液濃縮再生的效果不及圖1所示的系統(tǒng)，但圖2所示的系統(tǒng)流程較為簡化。
圖3給出了另一種形式的溶液式新風機組的工作原理。溶液僅在對應的熱泵系統(tǒng)中進行循環(huán)，而不是像圖1和圖2所示的在兩個熱泵系統(tǒng)之間循環(huán)。圖3所示為兩個熱泵系統(tǒng)組成的新風機組，氣液噴淋模塊B、E與第一個熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器2、冷凝器4、壓縮機6、節(jié)流閥7)為一組，氣液模塊模塊C、D與第二個熱泵系統(tǒng)(蒸發(fā)器3、冷凝器5、壓縮機6、節(jié)流閥7)為一組。第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度低于第一個系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度。新風依次經(jīng)過氣液噴淋模塊B、C被降溫除濕后送入室內，在此過程中被稀釋的溶液分別進入模塊E和D進行濃縮再生。再生空氣的流程與圖1相同，再生空氣分別被各自的空氣回熱器10預熱后進入對應的氣液噴淋模塊與高溫溶液接觸后，熱濕的氣流經(jīng)過空氣回熱器10回收其熱量后排出。
在冬季，可采用四通閥實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)中制冷、制熱工況的轉換，從而實現(xiàn)對新風的加熱加濕處理過程。溶液與空氣的流程與夏季相同，僅是二者間的傳熱傳質方向相反而已。
權利要求
1.熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組，其特征在于所述機組含有氣液直接接觸噴淋模塊(A、B、C、D、E)，溶液自循環(huán)泵(8)，級間溶液泵(9)，板式換熱器(1)，空氣回熱器(10)，熱泵系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)含有第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(2)和第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(3)、冷凝器(4)和冷凝器(5)、壓縮機(6)、節(jié)流閥(7)；所述機組分為新風處理通道和溶液再生兩層通道，新風處理通道由氣液直接接觸噴淋模塊(A、B、C)組成，溶液再生通道由氣液直接接觸模塊(D、E)組成；所述板式換熱器(1)與進入噴淋模塊(A)的溶液進行熱量交換，采用冷卻水降低進入該模塊的溶液溫度；所述第一個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(2)用于降低模塊(B)的噴淋溶液溫度，冷凝器(4)用于加熱模塊(E)的噴淋溶液、提供再生熱量；所述第二個熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(3)用于降低模塊(C)的噴淋溶液溫度，冷凝器(5)用于加熱模塊(D)的噴淋溶液、提供再生熱量。
2.按照權利要求1所述的新風處理機組，其特征在于所述噴淋溶液采用級間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過程；或者采用僅在熱泵對應級內的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱泵驅動的以吸濕溶液為循環(huán)工質的新風處理機組，屬于能源技術領域。所述機組含有氣液直接接觸噴淋模塊A、B、C、D、E，溶液自循環(huán)泵，級間溶液泵，板式換熱器，空氣回熱器，熱泵系統(tǒng)；所述噴淋溶液采用級間大循環(huán)的方式，依次經(jīng)過噴淋模塊C、B、A、D、E、C，實現(xiàn)溶液的濃縮再生與除濕的循環(huán)過程；或者采用僅在熱泵對應級內的模塊循環(huán)的方式，在模塊B、E之間和在模塊C、D之間循環(huán)。本機組以具有吸濕性能的溶液為工作介質，將溶液除濕處理系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)相結合。熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器的冷量和冷凝器的熱量均得到了有效的利用，蒸發(fā)器的冷量用于降低溶液溫度從而提高其除濕能力，冷凝器的熱量作為溶液濃縮再生的熱源。
文檔編號F24F12/00GK1896616SQ200610012268
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權日2006年6月15日
發(fā)明者江億, 劉曉華, 陳曉陽, 劉拴強, 謝曉云 申請人:清華大學, 北京華創(chuàng)瑞風空調科技有限公司