一種內冷式溶液除濕機組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空調領域的除濕設備，尤其是涉及一種內冷式溶液除濕機組。
【背景技術】
[0002]在空氣調節(jié)領域，夏季通常需要對室外進來的空氣進行降溫除濕處理，冬季通常需要對室外進來的空氣進行加熱加濕處理。傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)中大多采用冷凝除濕處理方式，即采用制冷機制備出低溫的冷凍水，通過冷凍水在表冷器的盤管中循環(huán)并與空氣進行熱量交換，將空氣溫度降低到露點以下，從而使空氣凝結出水分實現(xiàn)對于新風的除濕處理。這種處理方式的除濕和降溫過程為一體控制且同時進行，由于除濕要求的冷凍水溫度遠低于降溫所需的冷凍水溫度，通常為7?12°C，一方面，使制冷機工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導致制冷機的性能系數(shù)較低，另一方面，冷凝除濕后的空氣濕度雖滿足要求但溫度過低，一般還需要再熱才能達到送風溫度要求，造成了能源的二次浪費。另外，由于凝結水的存在使表冷器盤管等處很容易滋生細菌、霉變，從而降低送風品質，嚴重影響室內空氣的質量。
[0003]為克服傳統(tǒng)空調系統(tǒng)冷凝除濕方式存在的缺陷，本領域的技術人員研宄開發(fā)了溶液調濕方式，即采用具有調濕性質的鹽溶液作為工作介質，通過與新風直接接觸并進行熱濕交換，當空氣中的水蒸汽分壓力高于鹽溶液的表面蒸汽壓時，鹽溶液就會吸收空氣中的水分；而當空氣中的水蒸汽分壓力低于鹽溶液的表面蒸汽壓時，鹽溶液中的部分液態(tài)水就會變?yōu)闅鈶B(tài)進入空氣中，從而實現(xiàn)對空氣濕度的調節(jié)目的。溶液除濕方式和傳統(tǒng)系統(tǒng)的冷凝除濕方式相比，不需要過低溫度(7?12°C )的冷源，為利用資源廣泛的低品位能源創(chuàng)造了條件；且溶液除濕方式中的鹽溶液是與空氣直接接觸進行傳熱傳質的，通過鹽溶液的過濾、殺菌功能，能除去空氣中的塵埃、細菌、霉菌及其他一些有害物質，可有效提高送風質量和室內空氣的品質。采用溶液除濕方式的空調系統(tǒng)實現(xiàn)了溫度和濕度的獨立控制，因其具有節(jié)約能源和提高室內空氣品質的優(yōu)勢，得到了廣泛關注和推廣應用。
[0004]溶液除濕裝置與溶液再生裝置是溶液除濕空調系統(tǒng)的核心部件，其熱濕交換過程直接影響整個空調系統(tǒng)的性能。目前的溶液除濕裝置和溶液再生裝置主要采用絕熱式換熱方式，在這種換熱方式中，鹽溶液從上部的噴淋部件噴淋到中部設置的填料塔式的換熱器上，并在下部設置鹽溶液回收箱，在這一種過程中，空氣與鹽溶液直接接觸并進行傳熱傳質，實現(xiàn)鹽溶液對空氣的除濕(加濕)處理，同時鹽溶液通過循環(huán)回路再生，并以此種方式反復循環(huán)運行。但采用絕熱式溶液除濕裝置和溶液再生裝置的空調系統(tǒng)普遍存在COP(能效比)低、制造和運營成本高、系統(tǒng)運行參數(shù)和精度不易控制的問題。
[0005]眾所周知，鹽溶液只有在低溫和高濃度的情況下才具有較好的除濕能力，一旦鹽溶液的溫度升高或濃度降低都會影響除濕效果和除濕效率；同樣地，鹽溶液在高溫低濃度的情況下，通過與空氣直接接觸才能有效地再生成高濃度的鹽溶液，否則會影響鹽溶液再生效果和效率。在溶液除濕或加濕的過程，空氣與鹽溶液進行傳熱傳質的同時會存在相變潛熱的釋放或吸收過程，使空氣和溶液的溫度同時發(fā)生快速變化，而這一變化恰恰抑制或降低了傳質推動力，如不能及時將相變潛熱傳遞出去，會很大程度上影響溶液除濕和溶液再生的效果和效率。采用絕熱式的鹽溶液除濕裝置和溶液再生裝置由于自身結構的缺陷，恰恰不能快速將相變潛熱轉走，目前該領域解決這一問題的主要辦法是增加鹽溶液的循環(huán)流量，以便抑制或稀釋空氣與鹽溶液進行傳熱傳質過程中產生的相變潛熱，這種處理方式雖然在一定程上緩解了相變潛熱的不利影響，但沒有從根本上解決問題，一方面由于吸濕性較好的鹽溶液其價格都比較高昂，無形中加大了運營成本，且使整體系統(tǒng)的運行參數(shù)和精度不易控制，另一方面由于鹽溶液的使用量較大，不僅會造成整體機組增大，增加制造成本，也會消耗更多的能源，從而使整體系統(tǒng)的COP降低。同時這種絕熱式的鹽溶液除濕裝置和溶液再生裝置的換熱器主要采用銅、合金鋼等較貴金屬材質制造，其制造成本也會相對較高。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種內冷式溶液除濕機組，其具有系統(tǒng)穩(wěn)定、制造和運營成本低、效率高、能效比高、控制精確的特點。
[0007]為解決現(xiàn)有技術中絕熱式溶液除濕系統(tǒng)存在的能效比低、效率低、成本高、系統(tǒng)運行參數(shù)不易控制的問題，本實用新型一種內冷式溶液除濕機組包括至少一組溶液除濕單元、至少一組溶液再生單元、至少一組溶液熱回收單元，溶液除濕單元由上至下依次設有第一溶液噴淋裝置、第一換熱裝置、第一溶液箱；溶液再生單元由上至下依次設有第二溶液噴淋裝置、第二換熱裝置、第二溶液箱；溶液熱回收單元包括結構相同的上部熱回收器和下部熱回收器；
[0008]在溶液除濕單元和溶液再生單元之間通過管道設置溶液除濕再生循環(huán)回路，使第一溶液噴淋裝置和第二溶液箱連通，且使第一溶液箱和第二溶液噴淋裝置(201)連通，溶液除濕再生循環(huán)回路上設有換熱器和循環(huán)泵；上部熱回收器和下部熱回收器之間設有溶液熱回收循環(huán)回路，溶液熱回收循環(huán)回路上設有循環(huán)泵；
[0009]第一換熱裝置和第二換熱裝置采用內冷式或內熱式的換熱方式，第一換熱裝置的進液口和出液口通過管道與冷源或熱源連通或耦合形成第一熱交換循環(huán)回路，第二換熱裝置的進液口和出液口通過管道與熱源或冷源連通或耦合形成第二熱交換循環(huán)回路；第一熱交換循環(huán)回路和第二熱交換循環(huán)回路中均設有循環(huán)泵；
[0010]下部熱回收器、溶液除濕單元從左至右依次排列形成新風一一送風通道；上部熱回收器、溶液再生單元從右至左依次排列形成回風一一排風通道。
[0011]優(yōu)選地，第一換熱裝置和第二換熱裝置為多層塑料排管結構，多層排管的一端均與和進液口相通的進液通道連通，多層排管的另一端均與和出液口相通的出液通道連通，相鄰管之間設有間隙。
[0012]優(yōu)選地，新風一一送風通道左端設有新風過濾器，新風過濾器中設有過濾和靜電除塵裝置，新風一一送風通道右端設有送風風機；回風一一排風通道右端從右至左依次設有回風過濾器和排風風機；送風風機主排風風機均采用變頻風機。
[0013]優(yōu)選地，還包括電氣控制單元和補水閥，電氣控制單元用于對機組中各部件的動力配電與運行參數(shù)進行控制調節(jié)，補水閥設在第二溶液箱上或者設在與第二溶液箱連通的管道上。
[0014]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的冷源由地源熱泵或冷卻塔提供，第二熱交換循環(huán)回路中的熱源由外部熱源提供；地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，外部熱源為太陽能或城市熱網的熱水或廢熱。
[0015]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的熱源由地源熱泵提供，第二熱交換循環(huán)回路中的冷源由外部冷源提供；地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，外部冷源為冷凍水。
[0016]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的冷源或熱源和第二熱交換循環(huán)回路中的熱源或冷源均由熱泵單元提供；熱泵單元包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器和四通轉接閥，四通轉接閥用于改變熱泵單元中的制冷工質流向使蒸發(fā)器和冷凝器的功能互換。
[0017]優(yōu)選地，還包括至少一組表冷器，表冷器設在溶液除濕單元和下部熱回收器之間或者設在溶液除濕單元和送風風機之間；表冷器的進液口和出液口通過管道與冷源或熱源連通或耦合形成第三熱交換循環(huán)回路，第三熱交換循環(huán)回路中設有循環(huán)泵。
[0018]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的冷源由地源熱泵或冷卻塔提供，第二熱交換循環(huán)回路中的熱源和第三熱交換循環(huán)回路中的冷源均由熱泵單元提供；熱泵單元包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器和四通轉接閥，四通轉接閥用于改變熱泵單元中的制冷工質流向使蒸發(fā)器和冷凝器的功能互換，地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵。
[0019]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的熱源由地源熱泵提供，第二熱交換循環(huán)回路中的冷源和第三熱交換循環(huán)回路中的熱源均由熱泵單元提供；熱泵單元包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器和四通轉接閥，四通轉接閥用于改變熱泵單元中的制冷工質流向使蒸發(fā)器和冷凝器的功能互換，地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵。
[0020]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的冷源由地源熱泵或冷卻塔提供，第二熱交換循環(huán)回路中的熱源由外部熱源提供，第三熱交換循環(huán)回路中的冷源由外部冷源提供；地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，外部熱源為太陽能或城市廢熱，外部冷源為冷凍水。
[0021]可選地，第一熱交換循環(huán)回路中的熱源由地源熱泵提供，第二熱交換循環(huán)回路中的冷源由外部冷源提供，第三熱交換循環(huán)回路中的熱源由外部熱源提供；地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，外部熱源為太陽能或城市廢熱，外部冷源為冷凍水。
[0022]為幫助本領域技術人員理解本實用新型，下面結合夏季除濕工況和冬季加濕工況分別對本實用新型中的新風和回風處理過程，以及溶液除濕再生循環(huán)回路、溶液熱回收循環(huán)回路和熱交換循環(huán)回路的運行過程分別作進一步詳細說明。
[0023]新風和回風處理過程:
[0024]夏季除濕工況下，室外新風從新風一一送風通道左端進入，經新風過濾器進行過濾和靜電除塵處理，再通過下部熱回收器并與其中的鹽溶液直接接觸進行熱濕交換，使其中的鹽溶液吸收新風的熱量以冷卻新風，此過程可降低新風處理的能耗多50%。然后對新風進行溶液除濕和冷凍除濕處理，可以使新風先經表冷器進行冷凍除濕(夏季表冷器中可通入12?14°C的冷凍水)，再讓新風通過溶液除濕單元進行溶液除濕，也可以使新風先通過溶液除濕單元進行溶液除濕，再經表冷器進行冷凍除濕。在