[发明专利]一种热泵驱动的两级溶液除湿空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种温湿度控制空调系统，尤其是涉及一种热泵驱动的两级溶液除湿空调系统。

背景技术

民用建筑空调系统的主要任务是满足室内适宜的温湿度参数需求，而空气除湿过程是其重要组成环节。目前除湿方式多以冷凝除湿为主，这种除湿方式不仅会造成能源的极度浪费，而且通过冷凝方式对空气同时进行冷却和冷凝除湿无法适应复杂的室内热湿比变化，另外冷凝除湿的表冷器不仅要求冷水机组蒸发温度很低，而且盘管表面容易滋生细菌，空气品质较差。为了解决上述问题，寻求高效的空气温湿度处理方式，溶液除湿方式应运而生，并且已经得到了广泛的关注。

近些年，将蒸汽压缩式制冷循环与溶液除湿技术相结合的热泵驱动溶液除湿空调系统作为一种新的技术，在我国已得到越来越广泛的应用。这类系统利用热泵的冷量处理房间的显热负荷，利用除湿溶液处理湿负荷，同时利用热泵的冷凝热再生除湿。然而已有的此类空调系统在设计和应用当中都还存在各自的问题，其中比较突出的一些问题为：对于这类采用热泵循环的溶液除湿处理装置，当溶液除湿过程全部利用蒸发器侧冷量时，由于热泵循环中冷凝器的排热量等于蒸发器冷量与压缩机功耗之和即冷凝器侧热量大于蒸发器侧冷量，冷凝器的排热量大于系统中溶液浓缩再生所需的热量，这种冷热量间的不匹配会影响机组的性能，已有专利从排除冷凝器侧多余热量的角度给出了解决方案。例如通过设置风冷冷凝器采用空气冷却带走多余的冷凝器排热量，这样不仅可以利用多余的冷凝热，而且可以通过调节空气和溶液的流量来合理分配冷凝热，但由于冷风冷凝器是对空气加热含湿量不发生变化使得空气带走热量的能力有限，冷凝温度仍然比较高；由于过多的冷凝热导致溶液的过度再生，因此有人提出了通过设置补水装置在降低再生后的溶液浓度，但是这又与再生模块提高溶液浓度、浓缩溶液的目的存在显著的矛盾。另一方面，该类空调系统对新风的处理多是采用一级冷却除湿，利用低温的溶液直接处理高温高含湿量的新风，该过程实际上也是一种热湿耦合处理过程，高温高含湿量的空气本可以利用常温溶液进行有效处理，因此该过程同样是对冷量的一种浪费。最后，该类空调系统大多数溶液除湿过后就直接流回再生器，或者再生后直接流回除湿器，但是往往经过一次除湿或再生的溶液还具有较好的除湿或再生效果，而直接流回再生器或者除湿器会造成能量的浪费，这也进一步限制了该类空调系统的节能效率。

因此，从现有技术来看，还缺少既能够充分利用热泵驱动溶液除湿原理，又能达到节能效果的空调系统。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种热泵驱动的两级溶液除湿空调系统，该空调系统通过对高温冷源和低温热源的梯级利用，不仅能充分利用冷凝热，而且可以实现高温免费冷源和低温免费热源的有效利用，能够同时实现对除湿溶液和再生溶液的循环充分利用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种热泵驱动的两级溶液除湿空调系统，包括第一级溶液除湿循环系统、第二级溶液除湿循环系统、热泵循环系统、除湿风机和再生风机；

其中，第一级溶液除湿循环系统由第一级除湿器、第一级再生器、第一级溶液自循环泵、第一级溶液再生循环泵和第一级溶液热交换器组成，第一级除湿器通过第一级溶液自循环泵形成第一级溶液自循环回路，第一级除湿器、第一级溶液热交换器、第一级溶液再生循环泵和第一级再生器形成第一级溶液再生循环回路，第一级再生器通过第一级溶液再生循环泵形成第一级溶液再生自循环回路；

第二级溶液除湿循环系统由第二级除湿器、第二级再生器、第二级溶液自循环泵、第二级溶液再生循环泵和第二级溶液热交换器组成，第二级除湿器通过第二级溶液自循环泵形成第二级溶液自循环回路，第二级除湿器、第二级溶液热交换器、第二级溶液再生循环泵和第二级再生器形成第二级溶液再生循环回路，第二级再生器通过第二级溶液再生循环泵形成第二级溶液再生自循环回路；

热泵循环系统由制冷剂管路依次连接的第一级再生器内的溶液冷凝器、风冷冷凝器、第二级除湿器内的蒸发器和压缩机组成；

除湿风机位于第一级除湿器的前侧，将新风吹入第一级除湿器中，再生风机位于第二级再生器的前侧，将再生空气吹入第二级再生器中。

其中，还包括表冷器，所述表冷器位于第二级除湿器的后侧，第二级除湿器中的风经过表冷器降温后吹出。在第二级除湿器的后方设置表冷器，对满足湿度处理需求后的空气进一步降温，使送风能够同时满足湿度与温度的多重需求。

其中，所述第一级再生器为内热型溶液再生器；所述第二级除湿器为内冷型溶液除湿器。