一种基于除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统

摘要

本发明公开了一种基于除湿‑蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统，包括LiCl溶液循环回路、冷冻水循环回路、空气循环回路、一级和二级冷却水循环回路。系统中设有冷却塔、再生器、除湿器、蒸发器、表冷器、水‑溶液换热器、风机以及各类循环泵和调节阀。本发明利用了温度相对较高的室外空气通过一级冷却塔所制取的温度相对较高的冷却水对第一除湿器入口溶液进行降温，进而对室外新风进行除湿处理；利用温湿度相对较低的室内排风通过二级冷却塔所制取的温度相对较低的冷却水对第二除湿器进口溶液降温，经第二除湿器获得的低温低湿的空气进入蒸发器制取冷冻水，再送入表冷器内对除湿后的新风进行降温，实现了能够同时满足温湿度的高效新风处理。

说明书

技术领域

本发明属于制冷空调系统设计和制造技术领域，具体是一种基于除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统。

背景技术

随着科学技术的日新月异和建筑功能的日益多元化，在满足人们对室内环境舒适度的要求的同时，能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界普遍性的关注。在我国，建筑能耗目前占国民经济总能耗的很大一部分，并且呈现递增的趋势。建筑节能主要包括两方面：一方面改善围护结构的保温性能，减少围护结构的热损失；另一方面提高建筑物采暖，空调系统的效率，减少设备的能耗等。而目前传统的温湿度独立控制的空调系统，是结合完整的制冷系统和除湿器分别对新风进行降温和除湿。虽然这样可以具有结构简单、优化空气品质、一定程度上增加了低品位能的使用率等优点,但为了达到此目的，制取表冷器中低温冷源不可避免地需要以消耗高品位能为代价，毫无疑问就会造成能源的浪费和减少低品位能的利用率。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于降低传统的温湿度独立控制系统能源品味的需求和减少能源的浪费，同时低温冷源容易获得。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统，包括LiCl溶液循环回路、冷冻水循环回路、除湿空气循环回路、再生空气循环回路、蒸发器内空气循环回路、一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路，所述LiCl溶液循环回路包括再生器、第一除湿器和第二除湿器，所述再生空气循环回路与再生器相连，所述蒸发器内空气循环回路与第二除湿器相连，所述一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路分别通过第一水-溶液热交换器和第二水-溶液热交换器与LiCl溶液循环回路相连；所述一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路中的冷却水分别对第一除湿器和第二除湿器进口处的溶液进行降温；来自室外的新风经第一除湿器除湿处理后，通入到所述除湿空气循环回路中，来自室内的回风经第二除湿器除湿处理后，通入到所述蒸发器内空气循环回路的蒸发器中制取冷冻水，冷冻水经冷冻水循环回路送入表冷器内对经第一除湿器除湿后的新风进行降温，实现对新风温湿度的高效处理。

所述LiCl溶液循环回路中：再生器的溶液出口依次通过第一溶液阀、第一溶液泵、第一溶液热回收器、第二溶液阀、与第一水-溶液热交换器和第二溶液热回收器的溶液入口分别连接，所述的第一水-溶液热交换器出口与第一除湿器入口连接，所述第二溶液热回收器的溶液出口通过第二水-溶液热交换器、第五溶液阀、与第二除湿器入口连接，所述第一除湿器的溶液出口与第三溶液阀的溶液入口连接，所述第二除湿器的溶液出口通过第四溶液阀、第三溶液泵、与第二溶液热回收器的溶液入口连接，所述第三溶液阀和第二溶液热回收器的溶液出口均依次通过第二溶液泵、第一溶液热回收器、第一热水加热器与溶液再生器的溶液入口连接以使LiCl溶液完成除湿循环；

所述的冷冻水循环回路中：蒸发器的冷冻水出口依次通过第七溶液阀、第八溶液阀、与表冷器的冷冻水进口连接。所述表冷器的冷冻水出口与第九溶液阀、第六溶液阀、蒸发器的冷冻水进口连接。

所述的除湿空气循环回路中：第一除湿器的空气入口连接新风，所述第一除湿器的空气出口与所述表冷器的空气入口连接以使空气完成除湿循环；所述表冷器进口的冷冻水对除湿后的新风进行降温，达到室内所需要的温湿度；

所述的蒸发冷却循环空气回路中：循环空气从第二除湿器出口通过风管、蒸发器，再进入第二除湿器空气入口，完成蒸发器内循环空气的完整回路。

所述再生空气循环回路中：室外空气依次通过风管、第一空气热回收器、第二风机后，进入所述再生器，所述再生器的空气出口通过第一空气热回收器与风管连接并从风管排出废热空气以使空气完成一级循环；

所述一级冷却水循环回路中：一级冷却塔的冷却水出口依次通过第一水阀、第一水泵、第一溶液-水热交换器与一级冷却塔的冷却水入口连接，所述一级冷却塔的空气入口通过风机连接室外空气；

所述二级冷却水循环回路中：二级冷却塔的冷却水出口依次通过第二水阀、第二水泵、第二溶液-水热交换器与二级冷却塔的冷却水入口连接，所述二级冷却塔的空气入口依次连接风机和室内排风出口。

本发明的有益效果：

1、本发明首先可利用较高温度和浓度的LiCl溶液对新风进行除湿，除去高温高湿新风的湿负荷，然后利用除湿-蒸发冷源对上述除湿后的新风进行降温，从而能够达到温湿度同时满足，提供低温低湿新风的目的。

2、本发明可利用温度更低的室内排风制取低温冷却水，这样可得到温度较低的LiCl溶液，从而提高除湿器2中入口LiCl溶液的除湿效果，进一步得到较低温度的冷冻水，在表冷器内对除湿后的新风实现温度的控制。

3、本发明通过设置除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统，与传统的蒸发冷却制冷空调系统相比，可以在很大程度上降低对高品位能的需求和减少对能源的浪费。

附图说明

图1为本发明所提出的一种基于除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统的结构示意图。

图示说明：再生器1，第一溶液阀v-1，第一溶液泵p-1，第一溶液热回收器ss-1，第二溶液阀v-2，，第一除湿器3，第二除湿器2，第三溶液阀v-3，第二溶液泵p-2，第一热水加热器H1，第二风机8，风管D，风管E，第一空气热回收器aa-1，第四溶液阀v-4，第五溶液阀v-5，第三溶液泵p-3，第二溶液热交换器ss-2,风管A，蒸发器5，第六溶液阀z-1，第七溶液阀z-2，第四溶液泵p-4,风管B，表冷器4，第八溶液阀B-1，第九溶液阀B-2,一级冷却塔6，第一水阀w-1，第一水泵w-2，第一溶液-水热交换器sw-1，第二风机10，二级冷却塔7，第二水阀w-3，第二水泵w-4，第二溶液-水热交换器sw-2，第三风机9，风管C。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

实施例：参见图1。

如图1所示为本发明一种基于除湿-蒸发冷却闭循环的溶液除湿新风处理系统结构示意图，包括LiCl溶液循环回路、冷冻水循环回路、除湿空气循环回路、再生空气循环回路、蒸发器内空气循环回路、一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路，其特征在于：所述LiCl溶液循环回路包括再生器（1）、第一除湿器（3）和第二除湿器（2），所述再生空气循环回路与再生器（1）相连，所述蒸发器内空气循环回路与第二除湿器（2）相连，所述一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路分别通过第一水-溶液热交换器（sw-1）和第二水-溶液热交换器（sw-2）与LiCl溶液循环回路相连；所述一级冷却水循环回路和二级冷却水循环回路中的冷却水分别对第一除湿器（3）和第二除湿器（2）进口处的溶液进行降温；来自室外的新风经第一除湿器（3）除湿处理后，通入到所述除湿空气循环回路中，来自室内的回风经第二除湿器（2）除湿处理后，通入到所述蒸发器内空气循环回路的蒸发器（5）中制取冷冻水，冷冻水经冷冻水循环回路送入表冷器内对经第一除湿器（3）除湿后的新风进行降温，实现对新风温湿度的高效处理。

所述LiCl溶液循环回路中：再生器1的溶液出口依次通过第一溶液阀v-1、第一溶液泵p-1、第一溶液热回收器ss-1、第二溶液阀v-2、与第一水-溶液热交换器sw-1和第二溶液热回收器ss-2的溶液入口分别连接，所述的第一水-溶液热交换器sw-1出口与第一除湿器3入口连接，所述第二溶液热回收器ss-2的溶液出口与第二水-溶液热交换器sw-2、第五溶液阀v-5、第二除湿器2入口连接，所述第一除湿器3的溶液出口与第三溶液阀v-3的溶液入口连接，所述第二除湿器2的溶液出口通过第四溶液阀v-4、第三溶液泵p-3、与第二溶液热回器ss-2的溶液入口连接，所述第三溶液阀v-3和第二溶液热回收器ss-2的溶液出口均依次通过第二溶液泵p-2、第一溶液热回收器ss-1、第一热水加热器H1与再生器1的溶液入口连接以使LiCl溶液完成除湿循环；

所述的冷冻水循环回路中：蒸发器5的冷冻水出口依次通过第七溶液阀z-2、第八溶液阀B-1、与表冷器4的冷冻水进口连接。所述表冷器4的冷冻水出口与第九溶液阀B-2、第六溶液阀z-1、蒸发器5的冷冻水进口连接，完成对除湿后新风降温的循环；

所述的除湿空气循环回路中：第一除湿器3的空气入口连接新风，所述第一除湿器3的空气出口与所述表冷器4的空气入口连接以使空气完成除湿循环；所述表冷器4进口的冷冻水对除湿后的新风进行降温，达到室内所需要的温湿度，送入室内；

所述的蒸发冷却空气循环回路中：循环空气从除湿器出口通过风管A、蒸发器，再进入除湿器空气入口，完成蒸发器内循环空气的完整回路；

所述再生空气循环回路中：室外空气依次通过风管E、第一空气热回收器aa-1、第二风机8后，进入所述再生器1，所述再生器1的空气出口通过第一空气热回收器aa-1与风管D连接并从风管D排出废热空气以使空气完成循环；

所述一级冷却水循环回路中：一级冷却塔1的冷却水出口依次通过第一水阀w-1、第一水泵w-2、第一溶液-水热交换器sw-1与一级冷却塔1的冷却水入口连接，所述一级冷却塔1的空气入口通过风机连接室外空气；

所述二级冷却水循环回路中：二级冷却塔7的冷却水出口依次通过第二水阀w-3、第二水泵w-4、第二溶液-水热交换器sw-2与二级冷却塔9的冷却水入口连接，所述二级冷却塔7的空气入口依次连接风机和室内排风出口。

本发明的工作原理如下：

在LiCl溶液循环回路中，来自再生器1底部的LiCl浓溶液可首先经过第一溶液热回收器ss-1与来自第一除湿器3和第二除湿器2底部的LiCl稀溶液进行换热，使LiCl溶液温度有所降低。其中一部分LiCl溶液接着经过第一溶液-水热交换器sw-1与来自一级冷却塔6的冷却水进行换热，使LiCl溶液的温度进一步降低，然后进入第一除湿器3,两次降温后可使第一除湿器3中的LiCl溶液对新风的除湿效果更佳；另一部分LiCl溶液经过第一溶液热回收器ss-2与来自第二除湿器2底部的稀LiCl溶液进行换热，使LiCl溶液的温度进一步降低，再通过第二水-溶液热交换器sw-2与来自二级冷却塔7的冷却水进行换热，更深层次地使LiCl溶液的温度降低，最后再进入第二除湿器2，三次降温后可使第二除湿器2中的LiCl溶液对蒸发器内循环空气的除湿效果更好，间接得到较低温度冷冻水，更好地实现对除湿后新风温度的控制。第二除湿器2除湿后的稀LiCl溶液首先经过第二热回收器ss-2换热后再与第一除湿器3出口的稀LiCl溶液混合，两者共同在热回收器ss-1初步升温后再进入第一热水加热器H1进行换热，多次升温后可使LiCl溶液的再生能力提高；升温后的LiCl溶液最后进入再生器1与空气循环回路中的再生空气进行换热传质变为LiCl浓溶液，完成LiCl溶液循环。在此过程中，由于来自一级冷却塔6的冷却水与温度较高的室外空气进行换热，而来自二级冷却塔7的冷却水是与温度较低的室内排风进行换热，故来自二级冷却塔7的冷却水的温度比来自一级冷却塔6的冷却水的温度更低，这样可使第二除湿器2溶液温度比第一除湿器3溶液温度更低，从而使第二除湿器2比第一除湿器3除湿能力更好，从而就可以在满足除湿需求的前提下，利用低品位能制取低温冷源对除湿后的新风进行降温。

在再生器侧空气循环回路中，空气循环回路中的室外空气可经过第一空气热回收器aa-1换热升温后进入再生器1与再生器1中的LiCl稀溶液进行换热传质，然后从再生器1排出废热空气，实现再生空气的循环。

在除湿器侧空气循环回路中，新风可进入第一除湿器3与第一除湿器3中的LiCl浓溶液进行换热传质，除去新风湿度，然后进入表冷器4与来自蒸发器5内的低温冷冻水进行换热，降低除湿后新风的温度，最后将低温低湿新风送入室内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。