[发明专利]自冷式固体干燥剂降温除湿空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷空调技术领域的系统，具体是一种自冷式固体干燥剂降温除湿空调系统。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高和极端环境在全球各地的频繁出现，广泛使用的传统蒸气压缩式热泵空调系统已经成为整个社会电力消耗的主要来源。导致传统压缩式空调系统能耗较高的一个主要原因是系统采用冷凝除湿的空气处理方法集中处理显热和潜热负荷。固体除湿空调技术采用自然工质-水作为制冷剂，基于固体干燥剂对水蒸气的吸附作用处理空气中的潜热负荷实现除湿，然后通过蒸发冷却方式处理空气中的显热负荷实现降温，系统实现了显热负荷和潜热负荷的分开处理和独立控制，克服了压缩式空调技术集中处理负荷的局限。同时由于干燥剂的热再生特性，系统可采用太阳能甚至压缩式系统的冷凝排热等低品位热能驱动。因此，固体除湿空调技术具有环保和节能两大优势。

目前固体除湿空调系统中广泛采用附着干燥剂的除湿转轮作为潜热负荷处理部件，显热负荷则主要是通过直接或间接蒸发冷却处理。由于除湿转轮构造的局限，系统在动态除湿过程中，由于吸附热的释放导致干燥剂与处理空气间的平衡吸附温度提高，干燥剂吸湿性能下降的同时增大了除湿与再生之间的热湿传递势差，循环需求的再生温度提高，整体循环性能难以提高。另一方面，直接蒸发冷却器的加湿冷却过程对循环除湿能力提出了更高的要求，导致再生温度上升，整体系统性能不高；而冷却塔间接蒸发冷却的极限最低温度只能到达室外空气的湿球温度，难以达到较高的显热负荷处理能力。

经对现有技术的公开文献检索发现，为解决上述问题，中国专利申请号为200710045901.2的“可利用低品位热源的两级转轮除湿空调装置”专利，即是通过级间冷却的两级除湿流程设计，实现中间冷却的固体除湿过程，虽然与传统系统相比，两级除湿性能有所提高，然而系统无法实现内冷式除湿同时显热负荷处理能力仍然不足；中国专利申请号为201110356517.0的“一种空气源热泵与转轮除湿组合的复合空调系统”和中国专利申请号为200810052297.0的“高温热泵和除湿转轮与高温热泵耦合的空调系统”专利，都是通过一个压缩式热泵循环处理显热负荷并提供部分转轮再生热，虽然系统的显热负荷处理能力获得提高，然而由于系统中仍然采用了传统的压缩式空调，系统无法克服对环境存在影响的制冷剂使用，同时系统本身存在体积较大、构造复杂、成本较高的不足。

发明内容

本发明的目的在于针对传统固体除湿空调系统的不足，提供一种自冷式固体干燥剂降温除湿空调系统。本发明系统中，采用除湿换热器代替除湿转轮；除湿过程中将再生式蒸发冷却产生的冷冻水引入除湿换热器构成自冷形式的低温内热源，冷却干燥剂除湿过程；再生过程将低品位热能产生的热水作为加热内热源引入干燥剂解吸过程；通过对除湿和再生过程的切换，实现连续制冷的热力循环。与除湿转轮系统相比，本发明不仅具有体积小、成本低的优势，同时可实现自冷式的降温除湿过程，极大提高整体系统效率。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种自冷式固体干燥剂降温除湿空调系统，包括相互连接的冷却除湿系统及加热再生系统。

所述冷却除湿系统包括：处理空气侧风机、板翅式换热器、第一除湿换热器、混风阀、分风阀、蒸发冷却器、蒸发冷却器侧风机、处理空气侧风道、空气风道及回风侧风道，其中，所述处理空气侧风道的一端处理空气侧风机相连接，并依次穿过处理空气侧风机、板翅式换热器、第一除湿换热器及混风阀，并在其终端设有入风口；所述混风阀还连接有回风侧风道，所述回风侧风道的自由端设有回风口，所述处理空气侧风道上混风阀与入风口之间设有分风阀；所述空气风道的一端与分风阀相连接，并依次穿过蒸发冷却器及板翅式换热器，最终与蒸发冷却器侧风机相连接；所述第一除湿换热器与蒸发冷却器之间通过蒸发冷却器侧水路相连接。

所述回风侧风道上设有调风阀。

所述处理空气侧风道上入风口与分风阀之间设有调风阀。

所述空气风道上分风阀与蒸发冷却器之间设有调风阀。

所述蒸发冷却器侧水路上出水口一侧上设有水泵。

所述加热再生系统包括：再生空气侧风机、第二除湿换热器及再生空气侧管路，所述再生空气侧管路依次穿过再生空气侧风机及第二除湿换热器，所述第二除湿换热器上设有再生水加热热源，所述再生水加热热源通过再生热水回路与第二除湿换热器相连接。

所述再生热水回路上出水口一侧设有水泵。

所述第一除湿换热器及第二除湿换热器均为：将固体除湿材料附着到传统单独进行显热交换的翅片管式换热器表面构成。