一種地源熱泵式雙冷源溶液除濕機(jī)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及空調(diào)領(lǐng)域的除濕設(shè)備，尤其是涉及一種地源熱泵式雙冷源溶液除濕機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]在空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域，夏季通常需要對室外進(jìn)來的空氣進(jìn)行降溫除濕處理，冬季通常需要對室外進(jìn)來的空氣進(jìn)行加熱加濕處理。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中大多采用冷凝除濕處理方式，即采用制冷機(jī)制備出低溫的冷卻水，通過冷卻水在表冷器的盤管中循環(huán)與空氣進(jìn)行熱量交換，將空氣溫度降低到露點以下，從而使空氣凝結(jié)出水分實現(xiàn)對于新風(fēng)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(jìn)行的，由于除濕要求的冷卻水溫度遠(yuǎn)低于降溫所需的冷卻水溫度，通常為7?12°C，一方面，使制冷機(jī)工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導(dǎo)致制冷機(jī)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(dá)到送風(fēng)溫度要求，造成了能源的二次浪費。另外，由于凝結(jié)水的存在使表冷器盤管等處很容易滋生細(xì)菌、霉變，從而降低送風(fēng)品質(zhì)，嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量。
[0003]為克服傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)冷凝除濕方式存在的缺陷，本領(lǐng)域的技術(shù)人員研宄開發(fā)了溶液調(diào)濕方式，即采用具有調(diào)濕性質(zhì)的鹽溶液作為工作介質(zhì)，與新風(fēng)直接接觸并進(jìn)行熱質(zhì)交換，當(dāng)空氣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(dāng)空氣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(jìn)入空氣中，從而實現(xiàn)對空氣濕度的調(diào)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(jìn)行傳熱傳質(zhì)的，通過鹽溶液的過濾、殺菌功能，能除去空氣中的塵埃、細(xì)菌、霉菌及其他一些有害物質(zhì)，可有效提高送風(fēng)質(zhì)量和室內(nèi)空氣的品質(zhì)。采用溶液除濕方式的空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了溫度和濕度的獨立控制，由于在節(jié)約能源和提高室內(nèi)空氣品質(zhì)等方面的優(yōu)勢，得到了廣泛關(guān)注和推廣應(yīng)用。
[0004]溶液除濕裝置與溶液再生裝置是溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，其熱質(zhì)交換過程直接影響整個空調(diào)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(shè)置的填料塔式的換熱器上，并在下部設(shè)置鹽溶液回收箱用以回收鹽溶液，在這一種過程中，空氣與鹽溶液直接接觸并進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，實現(xiàn)鹽溶液對空氣的除濕或加濕處理，同時鹽溶液通過循環(huán)回路實現(xiàn)再生，并以此種方式反復(fù)循環(huán)運行。但采用這種絕熱式溶液除濕裝置和溶液再生裝置的空調(diào)系統(tǒng)普遍存在COP (能效比)低、能耗高、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(jìn)行傳熱傳質(zhì)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(zhì)推動力，如不能及時將相變潛熱傳遞出去或消除，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(jié)構(gòu)的缺陷，恰恰不能快速將相變潛熱轉(zhuǎn)走或消除，目前該領(lǐng)域解決這一問題的主要辦法是增加鹽溶液的使用量，以便抑制或稀釋空氣與鹽溶液進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過程中產(chǎn)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，也會造成整體機(jī)組加大，增加制造成本。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(zhì)制造，其制造成本也相對較高。此外，目前采用溶液除濕方式的空調(diào)系統(tǒng)，主要靠熱泵系統(tǒng)為鹽溶液除濕和再生環(huán)節(jié)提供能量支持，其能耗相對較高，使整體系統(tǒng)的COP較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種地源熱泵式雙冷源溶液除濕機(jī)組，其具有系統(tǒng)穩(wěn)定、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(shù)中絕熱式溶液除濕系統(tǒng)存在的能效比低、制造和運營成本高、系統(tǒng)運行參數(shù)不易控制的問題，本實用新型一種地源熱泵式雙冷源溶液除濕機(jī)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、至少一個表冷器，溶液除濕單元由上至下依次設(shè)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(shè)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上部熱回收器和下部熱回收器，上部熱回收器和下部熱回收器的結(jié)構(gòu)相同且由上至下依次分別設(shè)有第三溶液噴淋裝置、第三換熱裝置、第三溶液箱；
[0008]溶液除濕單元和溶液再生單元之間通過管道設(shè)有溶液除濕再生循環(huán)回路，第一溶液噴淋裝置和第二溶液箱連通，第一溶液箱和第二溶液噴淋裝置連通，溶液除濕再生循環(huán)回路上設(shè)有換熱器和溶液循環(huán)泵；溶液除濕單元中第一換熱裝置采用內(nèi)冷式或內(nèi)熱式的換熱方式，第一換熱裝置的進(jìn)液口和出液口通過管道與地源熱泵連通；
[0009]溶液再生單元中第二換熱裝置采用內(nèi)冷式或內(nèi)熱式的換熱方式，第二換熱裝置的進(jìn)液口和出液口通過管道連通形成傳熱自循環(huán)回路，傳熱自循環(huán)回路上設(shè)有溶液循環(huán)泵；表冷器的進(jìn)液口和出液口通過管道連通形成傳冷自循環(huán)回路，傳冷自循環(huán)回路上設(shè)有溶液循環(huán)泵；傳熱自循環(huán)回路和傳冷自循環(huán)回路之間設(shè)有由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器通過管道連通形成的制冷工質(zhì)循環(huán)回路，傳熱自循環(huán)回路與制冷工質(zhì)循環(huán)回路在冷凝器處耦合并進(jìn)行熱量交換，傳冷自循環(huán)回路與制冷工質(zhì)循環(huán)回路在蒸發(fā)器處耦合并進(jìn)行熱量交換；
[0010]上部熱回收器中的第三溶液噴淋裝置和第三溶液箱通過管道分別與下部熱回收器中的第三溶液箱和第三溶液噴淋裝置連通形成溶液熱回收循環(huán)回路，溶液熱回收循環(huán)回路上設(shè)有溶液循環(huán)泵；
[0011]下部熱回收器、表冷器、溶液除濕單元從左至右依次排列構(gòu)成新風(fēng)一送風(fēng)通道；上部熱回器、溶液再生單元從右至左依次排列構(gòu)成回風(fēng)一排風(fēng)通道。
[0012]優(yōu)選地，新風(fēng)一送風(fēng)通道左端設(shè)有新風(fēng)過濾器，新風(fēng)過濾器中設(shè)有過濾和靜電除塵裝置，新風(fēng)一送風(fēng)通道右端設(shè)有送風(fēng)風(fēng)機(jī)，送風(fēng)風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)；回風(fēng)一排風(fēng)通道右端從右至左依次設(shè)有回風(fēng)過濾器和排風(fēng)風(fēng)機(jī)，排風(fēng)風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)。
[0013]優(yōu)選地，還包括電氣和控制單元，電氣和控制單元用于對各部件的動力配電與運行參數(shù)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
[0014]優(yōu)選地，第二溶液箱上或與第二溶液箱連通的管道上設(shè)有補(bǔ)水閥；制冷工質(zhì)循環(huán)回路上設(shè)有四通轉(zhuǎn)接閥，四通轉(zhuǎn)接閥用于改變制冷工質(zhì)循環(huán)回路中制冷工質(zhì)的流向。
[0015]優(yōu)選地，第一換熱裝置和第二換熱裝置為多層排管結(jié)構(gòu)，多層排管采用塑料制作，多層排管的一端均與和進(jìn)液口相通的進(jìn)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。
[0016]可選地，地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，土壤熱泵用于溶液除濕單元與土壤進(jìn)行熱量交換，地下水熱泵用于溶液除濕單元與地下水進(jìn)行熱量交換，地表水熱泵用于溶液除濕單元與湖水、河水、海水或城市廢水進(jìn)行熱量交換。
[0017]可選地，溶液除濕單元和溶液再生單元配對設(shè)置，每對溶液除濕單元和溶液再生單元之間均設(shè)置獨立的溶液除濕再生循環(huán)回路。
[0018]可選地，所述溶液除濕單元和溶液再生單元之間設(shè)有一段溶液除濕再生循環(huán)回路共用管道，共用管道包括兩條液流方向反向的管道，所有溶液除濕單元和所有溶液再生單元通過共用管道形成混合的溶液除濕再生循環(huán)回路。
[0019]可選地，溶液再生單元和表冷器配對設(shè)置，且每對溶液再生單元和表冷器對應(yīng)的傳熱自循環(huán)回路和傳冷自循環(huán)回路之間設(shè)有各自獨立的制冷工質(zhì)循環(huán)回路，每個獨立的制冷工質(zhì)循環(huán)回路均由一個壓縮機(jī)、一個膨脹閥、一個冷凝器和一個蒸發(fā)器連接構(gòu)成。
[0020]可選地，所有溶液再生單元對應(yīng)的傳熱自循環(huán)回路和所有表冷器對應(yīng)的傳冷自循環(huán)回路之間設(shè)有一個共用的制冷工質(zhì)循環(huán)回路，共用的制冷工質(zhì)循環(huán)回路由一個壓縮機(jī)、一個膨脹閥、與各傳熱自循環(huán)回路對應(yīng)的冷凝器和與各傳冷自循環(huán)回路對應(yīng)的蒸發(fā)器連接構(gòu)成；或者共用的制冷工質(zhì)循環(huán)回路由一個壓縮機(jī)、一個膨脹閥、一個冷凝器和一個蒸發(fā)器連接構(gòu)成，所有傳熱自循環(huán)回路的相應(yīng)管道相互連通并共用一個冷凝器，所有傳冷自循環(huán)回路的相應(yīng)管道相互連通并共用一個蒸發(fā)器。
[0021]為幫助本領(lǐng)域技