[发明专利]一种基于冷凝热分级利用的热泵驱动溶液除湿装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于冷凝热分级利用的热泵驱动溶液除湿系统，是一种冷凝热分级合理利用的方法及装置，属于热泵驱动溶液除湿、冷凝热利用和间接蒸发冷却的技术领域。

背景技术

空调系统的主要任务是控制室内空气的温度和湿度。近年来，热泵驱动溶液除湿系统由于其紧凑的结构和较高的性能越来越受到欢迎。在热泵驱动溶液除湿系统中，蒸发器的制冷量用于冷却溶液，提高除湿性能；冷凝器的冷凝热用于再生溶液。

热泵驱动溶液除湿系统中，冷凝温度较高（70^oC左右），冷凝热品质较好，并且冷凝热通常大于溶液再生所需的热量，如果全部的冷凝热用于溶液再生，溶液的温度将会过高，这将进一步导致冷凝温度的升高和热泵系统COP的降低。因此合理有效的利用多余的冷凝热将是一种有效的节能措施。目前许多学者提出了不同的方法，但都存在各自的局限与不足：一些学者建议利用多余的冷凝热预热再生空气；牛晓峰等建议设置一个空冷式冷凝器用于移除多余的冷凝热；刘晓华等提出利用蒸发冷却器移除多余的冷凝热。

溶液除湿蒸发冷却系统中，浓溶液在除湿器中吸收空气中水分获取干燥空气，通过干燥空气的蒸发冷却获取低温冷却水，稀释后的溶液经过热源加热后，进入再生器重新获取吸湿能力，溶液再生热源可以为低品位热源。

从上述分析可知，这两种系统具有较好的结合性，可以合理有效的利用多余的冷凝热，取得较好的节能效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于冷凝热分级利用的热泵驱动溶液除湿装置及方法，该装置利用多余的冷凝热驱动溶液除湿再生循环获取干燥空气，利用干燥空气蒸发冷却获取低温冷却水，进而实现过冷制冷剂或预冷却新风，是一种高效、节能的冷凝热利用方式。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明基于冷凝热分级利用的热泵驱动溶液除湿装置，该装置包括蒸气压缩热泵循环回路、主溶液循环回路和新风循环回路，辅溶液循环回路、闭式空气循环回路和冷却水循环回路。其中： 

所述蒸气压缩热泵循环回路包括蒸发器、压缩机、第一级冷凝器、第二级冷凝器、第一阀门、第二阀门、第一冷却器和节流阀，所述蒸发器的第一输出端依次通过压缩机、第一级冷凝器与第二级冷凝器第一输入端连接；所述第二级冷凝器第一输出端分两路：一路通过第一阀门、节流阀与蒸发器的第一输入端连接；一路通过第二阀门、第一冷却器与节流阀的输入端连接，节流阀的输出端与蒸发器的第一输入端连接。

所述主溶液循环回路与蒸气压缩热泵循环回路共用蒸发器和第一级冷凝器，还包括第一溶液泵、第一除湿器、第一溶液热交换器、第一再生器和第二溶液泵；所述第一除湿器第一输出端与蒸发器第二输入端连接，蒸发器第二输出端通过第一溶液泵与第一除湿器第二输入端连接；第一除湿器第二输出端通过第一溶液热交换器与第一再生器第一输入端连接，第一再生器第一输出端通过第一溶液热交换器与第一除湿器第二输入端连接；第一再生器第二输出端与第一级冷凝器第二输入端连接，第一级冷凝器第二输出端通过第二溶液泵与第一再生器第二输入端连接；第一再生器第三输入端与室内回风连接，第一再生器顶部输出端与环境相连。

所述新风循环回路与主溶液循环回路共用第一除湿器，与冷却水循环回路共用第一冷却器，还包括第一空气热交换器、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第一风机；所述第一空气热交换器下部输出端分两路：一路通过第三阀门与第一冷却器第一输入端连接，第一冷却器第一输出端通过第四阀门、第一风机与第一除湿器第三输入端连接；一路通过第五阀门、第一风机与第一除湿器第三输入端连接；第一除湿器顶部输出端与房间连接。

所述辅溶液循环回路与蒸气压缩热泵循环回路共用第二级冷凝器，与闭式空气循环回路共用第二除湿器，还包括第二再生器、第三溶液泵、第二溶液热交换器和第二冷却器，所述第二再生器第一输出端通过第三溶液泵、第二溶液热交换器、第二冷却器与第二除湿器第一输入端连接；第二除湿器第一输出端通过第二溶液热交换器与第二级冷凝器第二输入端连接，第二级冷凝器第二输出端与第二再生器第一输入端连接；第二再生器第二输入端与室内回风连接，第二再生器顶部输出端与环境相连。

所述闭式空气循环回路与辅溶液循环回路共用第二除湿器，与冷却水循环回路共用间接蒸发冷却器，还包括第二空气热交换器和第二风机，所述第二除湿器第二输出端通过第二空气热交换器、第二风机与间接蒸发冷却器第一输入端连接；所述间接蒸发冷却器第一输出端通过第二空气热交换器与第二除湿器第二输入端连接。