CN102353102B - 真空再生溶液空气除湿系统及温湿度独立调控空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空再生溶液空气除湿系统及温湿度独立调控空调系统，旨在提供一种在真空条件下实现除湿器和再生器能效强化，又能使除湿和再生过程单独运行，同时溶液进入再生器可利用压差作用，无需设稀溶液泵和冷却塔，可利用低温热源进行溶液再生、经济节能的除湿系统及温湿度独立调控空调系统。该除湿系统包括除湿器和真空再生装置，除湿器上设置有进风口和出风口，真空再生装置的再生器上连接有真空泵、泄气阀和压力表，再生器内部安装有低温热源加热器；除湿器的溶液出口通过流量控制阀与再生器的稀溶液进口连接，再生器的浓溶液出口通过溶液泵与除湿器的溶液进口连接，溶液泵的两侧分别连接有截止阀。系统结构简单，能耗低。

Description

真空再生溶液空气除湿系统及温湿度独立调控空调系统

技术领域

本发明涉及一种真空再生溶液空气除湿系统及温湿度独立调控空调系统。

背景技术

面对目前能源紧缺和环境污染的严重问题，无臭氧损耗，无温室效应的替代工质和制冷方式，以及各种利用低品位能源的新型空气除湿系统成为了空调领域的研究热点。从保护环境，节约能源和改善室内空气品质等角度分析，溶液空气除湿系统是一种很有吸引力的新型除湿系统。目前大部分学者都选择浓度较高的溶液实现除湿。再生温度较高，通常为60℃以上的热源，而对于低温(如45℃～60℃)再生研究则较少见到。系统COP值较低、冷热抵消的现象较为严重。

现有的溶液空气除湿系统主要存在下述问题：

1、现有的除湿系统中除湿器与再生器必须匹配得当，且只能同时运行才能达到除湿功能。

2、现有的除湿系统中稀溶液和浓溶液是两个系统，必须分别设溶液泵，而且，需要设置冷却塔以冷却除湿器中放出的热量。

3、现有系统中的冷却水系统是为了冷却浓溶液在吸湿过程中产生的热量，而不是为了冷却浓溶液本身，需要设置热交换装置用于稀溶液和浓溶液之间进行热交换。

综上，现有的除湿系统结构复杂，投资大，能耗高。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种在真空条件下进行再生，既能实现除湿器和再生器可分别进行能效强化，又能使除湿和再生过程单独运行，同时溶液进入再生器可利用压差作用，无需设稀溶液泵，无需冷却塔，并可利用低温热源进行溶液再生、经济节能的除湿系统。

本发明的另一个目的是提供一种在真空条件下进行再生，除湿和再生过程单独运行，既能实现室内温湿度独立控制，又能实现利用冷凝热作为低温再生热源，节约能源的空调系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种真空再生溶液空气除湿系统，其特征在于，包括除湿器和真空再生装置，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器上连接有真空泵、泄气阀和压力表，所述再生器内部安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀。

一种真空再生溶液空气除湿系统，其特征在于，包括除湿器、真空再生装置和储液罐，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器上连接有真空泵、泄气阀和压力表，所述再生器内部安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的下方设置有储液罐，所述再生器的浓溶液出口通过压差控制阀与所述储液罐的浓溶液进口连接，所述储液罐的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀。

一种采用上述真空再生溶液空气除湿系统的温湿度独立调控空调系统，其特征在于，包括除湿器、真空再生装置、储液罐、捕水器、风机盘管以及由压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器连接组成的高温冷水机组，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器通过捕水器与真空泵连接，所述再生器上连接有压力表和泄压阀，所述再生器内安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的下方设置有储液罐，所述再生器的浓溶液出口通过压差控制阀与所述储液罐的浓溶液进口连接，所述储液罐的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接；所述低温热源加热器的两端分别与高温冷水机组中的冷凝器的两端连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀；所述捕水器内安装有冷却盘管，所述冷却盘管通过干式风机盘管与蒸发器连接实现捕水；或者冷却盘管与冷却塔连接实现捕水，所述蒸发器的两端分别与干式风机盘管的两端连接。

本发明具有下述技术效果：

1、本发明的溶液空气除湿系统在真空条件下进行再生，再生过程可单独运行，利用溶液蓄能技术实现节能，环保。

2、本发明的溶液空气除湿系统中除湿器和再生器独立运行，因此进入除湿器中的浓溶液温度较低，无需再冷；而浓溶液吸湿的同时温度升高，正好送入再生器再生，无需热交换，因此，系统可省去冷却水系统和热交换装置，简化了系统结构，降低了设备投资，降低了能耗。

3、本发明的溶液空气除湿系统中的再生器在真空条件下对稀溶液进行再生，可以采用更低的热源温度，既能节能，又可以实现更多低品位能源的使用。

4、本发明的温湿度独立调控空调系统利用高温冷水机组得到高温冷冻水，通过干式风机盘管处理室内热负荷，利用真空溶液除湿系统处理得到的低湿空气送入房间处理室内湿负荷。真空溶液除湿系统中的除湿过程和再生过程可单独运行，可以利用浓溶液进行蓄能技术实现节能，环保；真空再生装置可采用低温热源再生，仅需利用冷凝器废热作为低温热源即可实现再生循环，降低能耗和能源品位，同时提高高温冷水机组的COP。

附图说明

图1为本发明再生后的浓溶液直接送入除湿器的溶液空气除湿系统的示意图；

图2为本发明带有储液罐的溶液空气除湿系统的示意图；

图3为本发明采用高温冷水捕水的温湿度独立调控空调系统的示意图；

图4为本发明采用冷却塔提供的冷却水捕水的独立调控空调系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明的真空再生溶液空气除湿系统利用盐溶液真空再生装置对稀溶液进行再生，再生后的浓溶液可送入除湿器对空气除湿，也可贮存在储液罐里供需要时使用，起到化学蓄能的目的。

图1为本发明再生后的浓溶液直接送入除湿器的溶液空气除湿系统的示意图，包括除湿器2-1和真空再生装置，除湿器2-1底部设有储液槽，除湿器2-1上设置有进风口1-1和出风口3-1，所述进风口处安装有风机。所述真空再生装置包括再生器7-1，所述再生器7-1上连接有真空泵9-1、泄气阀6-1和压力表5-1，再生器7-1内部安装有低温热源加热器8-1。所述除湿器2-1的溶液出口通过流量控制阀4-1与再生器7-1的稀溶液进口连接，再生器7-1的浓溶液出口通过溶液泵12-1与除湿器2-1的溶液进口连接，溶液泵12-1的两侧分别连接有截止阀13-1和14-1。其中，除湿器和再生器可以远程布置，也可以紧凑布置，可以一个再生器接多个除湿器，也可以一个除湿器接多个再生器。截止阀13-1用于关闭再生器溶液出口，截止阀14-1用于调节溶液泵的流量。

图1所示的溶液空气除湿系统只能间歇运行，即稀溶液在真空再生装置内完成再生过程后，打开泄压阀，真空再生装置的再生器内变成常压，浓溶液通过溶液泵到除湿器内对空气除湿，除湿后的稀溶液再进入真空再生装置进行再生，完成整个循环过程。

图2为本发明带储液罐的溶液空气除湿系统的示意图，包括除湿器2-2、真空再生装置和储液罐11-1，除湿器2-2底部设有储液槽，除湿器2-2上设置有进风口1-2和出风口3-2，进风口1-2处安装有风机。所述真空再生装置包括再生器7-2，再生器7-2上连接有真空泵9-2、泄气阀6-2和压力表5-2，再生器7-2内部安装有低温热源加热器8-2。除湿器2-2的溶液出口通过流量控制阀4-2与再生器7-2的稀溶液进口连接，再生器7-2的下方设置有储液罐11-1，再生器7-2的浓溶液出口通过压差控制阀10-1与储液罐11-1的浓溶液进口连接，储液罐11-1的浓溶液出口通过溶液泵12-2与除湿器2-2的溶液进口连接，溶液泵12-2的两侧分别连接有截止阀13-2和14-2。其中，截止阀13-2和压差控制阀10-1起通断作用，截止阀14-2起调节溶液流量作用。

图2所示的溶液除湿系统，除湿和再生过程可以同时进行。除湿工作开始时，必须先保证储液罐11-1内有浓溶液。通过溶液泵将浓溶液送入除湿器，除湿后的溶液可先置于除湿器下方的贮液槽，也可直接通过流量控制阀4-2在压差作用下进入再生器。在再生器内，稀溶液在真空和低温热源的作用下水分蒸发实现再生过程。再生过程可在用电低谷时进行，起到电力移峰填谷作用，同时以化学能的形式将能量贮存在浓溶液中。与常规溶液除湿系统相比，可省去冷却塔和稀溶液泵，再生热源温度可更低，操作上更灵活，适用范围更广。稀溶液在真空和低温热源的作用下实现再生，再生完成后打开泄压阀，使再生器变为常压，打开压差控制阀，浓溶液通过重力作用流入储液罐，完成空气除湿全过程。

除湿和再生也可分开进行。即在不除湿的时候也可对溶液再生，或在不再生的时候进行除湿。不除湿的时候，启动溶液真空再生装置，稀溶液在再生器内由于真空和热源的作用水分蒸发起到了溶液再生的作用，再生后的溶液可输入储液罐，以备需要除湿时作用。在不再生的时候，由于储液罐内存有浓溶液，用溶液泵将浓溶液输入除湿器，使通过除湿器的空气得到除湿，完成空气的除湿过程。

图3和图4为本发明温湿度独立调控空调系统的示意图，包括除湿器2-3、真空再生装置、储液罐11-2、捕水器16、风机盘管17以及由压缩机20、蒸发器21、膨胀阀19、冷凝器18连接组成的高温冷水机组，除湿器2-3底部设有储液槽，所述除湿器2-3上设置有进风口1-3和出风口3-3，所述进风口1-3处安装有风机。所述真空再生装置包括再生器7-3，所述再生器7-3通过捕水器16与真空泵9-3连接，所述再生器7-3上连接有压力表5-3和泄压阀6-3，所述再生器7-3内安装有低温热源加热器8-3。所述除湿器2-3的溶液出口通过流量控制阀4-3与所述再生器7-3的稀溶液进口连接，所述再生器7-3的下方设置有储液罐11-2，所述再生器7-3的浓溶液出口通过压差控制阀10-2与所述储液罐11-2的浓溶液进口连接，所述储液罐11-2的浓溶液出口通过溶液泵12-3与所述除湿器2-3的溶液进口连接。所述低温热源加热器8-3的两端分别与高温冷水机组中的冷凝器18的两端连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀13-3和14-3。捕水器可以采用两种方式实现捕水，如图3所示，所述捕水器16内安装有冷却盘管15，所述冷却盘管15通过干式风机盘管17与蒸发器21连接实现捕水。或者如图4所示，冷却盘管15与冷却塔连接实现捕水，所述蒸发器21的两端分别与干式风机盘管17的两端连接。

室外空气由风机引入除湿器除湿后送入房间处理室内湿负荷和新风湿负荷。而除湿后的稀溶液利用压差作用进入真空再生装置，由真空泵抽真空，稀溶液在较低热源温度下再生，再生后打开再生器下部的压差控制阀，利用重力，使再生后的浓溶液进入储液罐，除湿和再生过程可单独运行。在需要除湿时，打开溶液泵两端的截止阀，启动溶液泵，使储存的浓溶液进入除湿器与被处理空气发生传热传质，进行除湿过程。其再生过程所需的热源由冷凝器经过中间溶液与制冷剂之间的换热得到，也可由其它低品位热源提供。高温冷水机组制造高温冷水输送到干式风机盘管中处理室内热负荷。为了减轻真空泵的负载，在真空泵前装捕水器，可以由高温冷水来捕水，也可由冷却塔提供的冷却水来捕水。

Claims (3)

1.一种真空再生溶液空气除湿系统，其特征在于，包括除湿器和真空再生装置，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器上连接有真空泵、泄气阀和压力表，所述再生器内部安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀；在再生器内，稀溶液在真空和低温热源的作用下水分蒸发实现再生过程；所述低温热源的温度为45-60℃。

2.一种真空再生溶液空气除湿系统，其特征在于，包括除湿器、真空再生装置和储液罐，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器上连接有真空泵、泄气阀和压力表，所述再生器内部安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的下方设置有储液罐，所述再生器的浓溶液出口通过压差控制阀与所述储液罐的浓溶液进口连接，所述储液罐的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀；在再生器内，稀溶液在真空和低温热源的作用下水分蒸发实现再生过程；所述低温热源的温度为45-60℃。

3.一种采用权利要求2所述的真空再生溶液空气除湿系统的温湿度独立调控空调系统，其特征在于，包括除湿器、真空再生装置、储液罐、捕水器、风机盘管以及由压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器连接组成的高温冷水机组，所述除湿器底部设有储液槽，所述除湿器上设置有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；所述真空再生装置包括再生器，所述再生器通过捕水器与真空泵连接，所述再生器上连接有压力表和泄压阀，所述再生器内安装有低温热源加热器；所述除湿器的溶液出口通过流量控制阀与所述再生器的稀溶液进口连接，所述再生器的下方设置有储液罐，所述再生器的浓溶液出口通过压差控制阀与所述储液罐的浓溶液进口连接，所述储液罐的浓溶液出口通过溶液泵与所述除湿器的溶液进口连接；所述低温热源加热器的两端分别与高温冷水机组中的冷凝器的两端连接，所述溶液泵的两侧分别连接有截止阀;所述捕水器内安装有冷却盘管，所述冷却盘管通过干式风机盘管与蒸发器连接实现捕水；或者冷却盘管与冷却塔连接实现捕水, 所述蒸发器的两端分别与干式风机盘管的两端连接；在再生器内，稀溶液在真空和低温热源的作用下水分蒸发实现再生过程；所述低温热源的温度为45-60℃。

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