废水余热驱动式空调新风系统及其运行方法
【专利摘要】本发明公开了一种废水余热驱动式空调新风系统，包括风机、第一除湿换热器、第二除湿换热器、湿度传感器、蒸发冷却器、第一循环泵、第二循环泵、第一电磁阀和第二电磁阀等形成的空气管路、冷却水回路和余热废水管道。本发明通过除湿换热器对新风的湿负荷进行处理，并利用制得的部分干燥空气蒸发冷却制取冷却水承担新风显热负荷，实现了新风的全工况处理，相比采取冷冻除湿等传统方法更加节能，并充分利用现有工业生活中的低品位能源，节能高效，且不受再生热源的限制。
【专利说明】
废水余热驱动式空调新风系统及其运行方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种废水余热驱动式空调新风系统及其运行方法，属于制冷空调系统设计和制造的技术领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和生活水平的提高，人们对工作和生活的舒适性要求也越来越高，同时随着化石能源的逐渐枯竭，能源问题也日渐突出。这对能源的消耗大户一一空调系统提出了更高的要求:更加舒适，更高的空气品质，同时节能。为保证建筑空调系统的空气品质，新风系统成为必不可少的部分，而一定程度上，新风量的多少与室内空气品质成正比，而与空调能源的消耗也成正比。对空调新风系统来说，在提高空调舒适型和室内空气品质的同时如何减少能源消耗成为关键。因此，设计出一种新型节能新风系统成为本领域技术人员迫切需要解决的难题。
[0003]另一方面，大量的低品位余热能耗浪费现象严重。例如目前国内白酒生产企业的蒸馏区排出低品位余热废水较多，水温一般在50°C左右，很难回收再利用。目前国内白酒酿造行业中，对余热废水的应用模式主要有采暖、制造沼气等，无直接回收能量用于制冷的有效措施。如果能够充分利用低品位的余热废水或太阳能热水驱动制造新风，对于普通的空调系统而言，具有非常明显的节能优势。
[0004]然而现有建筑空调系统中新风处理方式能耗大、经济性较低，同时工业生活中大量废水余热未被利用浪费严重。
【发明内容】
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗小、经济性高、能够充分利用低品位的余热废水或太阳能热水驱动制造新风的空调系统。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种废水余热驱动式空调新风系统，包括风机、第一除湿换热器、第二除湿换热器、湿度传感器、蒸发冷却器、第一循环栗、第二循环栗、第一电磁阀和第二电磁阀；
[0007]其中，风机的一端为进风口，另一端与第一除湿换热器的进风口相连，第一除湿换热器的出风口与蒸发冷却器的进风口相连，蒸发冷却器的出风口与第二除湿换热器的进风口相连，第二除湿换热器的出风口与空调室内进风口相连，从而形成空气管路;湿度传感器被设置在空调室内进风口处；
[0008]蒸发冷却器的出水端通过第一循环栗连接第一电磁阀后分成第一路和第二路，第一路与第一除湿换热器的溶液入口相连，第二路与第二除湿换热器的溶液入口相连，第一除湿换热器的溶液出口与第二除湿换热器的溶液出口相连，第一除湿换热器的溶液出口还连接蒸发冷却器的进水端，从而形成冷却水回路；以及
[0009]第二循环栗与第二电磁阀连接，之后分成两路，一路与第一除湿换热器的溶液入口相连，另一路与第二除湿换热器的溶液入口相连，从而构成余热废水管道。
[0010]进一步地，废水余热驱动式空调新风系统还包括冷水补水阀和排污阀；冷水补水阀与蒸发冷却器的进水端连接，并与第一除湿换热器的溶液出口并联;排污阀与蒸发冷却器的出水端连接。
[0011]进一步地，废水余热驱动式空调新风系统还包括温度传感器，温度传感器与蒸发冷却器的出水端连接，用于测量蒸发冷却器的出水温度。
[0012]进一步地，第一除湿换热器和第二除湿换热器利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。
[0013]进一步地，第一除湿换热器和第二除湿换热器是一种固体除湿设备，通过在翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生。
[0014]进一步地，第一除湿换热器和第二除湿换热器的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。
[0015]本发明还提供了一种上述废水余热驱动式空调新风系统的运行方法，包括:
[0016]当建筑空调新风系统被开启时，废水余热驱动式空调新风系统被运行，室外新风进入第一除湿换热器中被干燥除湿，形成干燥空气；之后干燥空气被送至蒸发冷却器中吸湿，使得蒸发冷却器内部的水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气;之后低温高湿空气被送至第二除湿换热器进行调湿，成为满足人体舒适度要求的新风，满足人体舒适度要求的新风被送至空调房，经室内循环后成为废气被排至室外；
[0017]在冷却水回路中，冷却水在蒸发冷却器中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气中，其余冷却水在温度降低后通过蒸发冷却器的出水端分别进入第一除湿冷却器和第二除湿冷却器中充当内冷源，以带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至蒸发冷却器，循环往复。
[0018]进一步地，由于蒸发冷却器的进水端连接有冷水补水阀，蒸发冷却器的出水端连接有排污阀，当设置在蒸发冷却器的出水端的温度传感器检测到冷却水回路中的水温过高时，开启冷却补水阀和排污阀，利用冷水将温度过高的循环水替换。
[0019]进一步地，当设置在空调室内进风口处的湿度传感器检测到送入空调房内的空气湿度不满足人的舒适性要求时，即第一除湿换热器和第二除湿换热器吸湿饱和后，控制第一电磁阀和第二电磁阀，将冷却水回路切至余热废水管路，余热废水进入第一除湿换热器的溶液入口和第二除湿换热器的溶液入口，热量使得第一除湿换热器和第二除湿换热器中的干燥剂脱附水分再生，得以循环利用;脱附的水分被风管(即整个系统的空气通道)内的空气带走;在第一除湿换热器和第二除湿换热器的再生过程完成后，控制第一电磁阀和第二电磁阀将余热废水管路切至冷却水回路，循环往复。
[0020]本发明的废水余热驱动式空调新风系统具有以下技术效果:
[0021](I)本发明的废水余热驱动式空调新风系统，通过除湿换热器对新风的湿负荷进行处理，并利用干燥剂除湿蒸发冷却制取冷却水承担新风显热负荷，实现了新风的全工况处理，相比采取冷冻除湿等传统方法更加节能。
[0022](2)利用废水余热使除湿换热器再生，充分利用现有工业生活中的低品位能源，节能尚效。
[0023](3)除湿换热器利用蒸发冷却器制取的冷却水带走吸附热，解决了传统固体干燥剂难以等温除湿的问题;除湿换热器利用废水余热再生，使新风系统具有较高性能的同时，不再受到再生热源的限制。
[0024]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的一个较佳实施例的废水余热驱动式空调新风系统的示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种基于除湿换热器的废水余热驱动式空调新风系统，包括风机1、第一除湿换热器2、排污阀3、第一循环栗4、第一电磁阀5、温度传感器6、蒸发冷却器7、第二除湿换热器8、冷水补水阀9、第二电磁阀10、第二循环栗11和湿度传感器12，以及相关连接风道和连接管道。
[0027]其中，风机I的一端为进风口，另一端与第一除湿换热器2的进风口相连，第一除湿换热器2的出风口与蒸发冷却器7的进风口相连，蒸发冷却器7的出风口与第二除湿换热器8的进风口相连，第二除湿换热器8的出风口与空调室内进风口相连，从而形成空气管路。湿度传感器12被设置在空调室内进风口处。
[0028]蒸发冷却器7的出水端通过第一循环栗4连接第一电磁阀5后分成第一路和第二路，第一路与第一除湿换热器2的溶液入口相连，第二路与第二除湿换热器8的溶液入口相连，第一除湿换热器2的溶液出口与第二除湿换热器8的溶液出口相连，第一除湿换热器2的溶液出口还连接蒸发冷却器7的进水端，从而形成冷却水回路。
[0029]第二循环栗11与第二电磁阀10连接，之后分成两路，一路与第一除湿换热器2的溶液入口相连，另一路与第二除湿换热器8的溶液入口相连，从而构成余热废水管道。
[0030]本实施例的冷水补水阀9与蒸发冷却器7的进水端连接，并与第一除湿换热器2的溶液出口并联。排污阀3与蒸发冷却器7的出水端连接。温度传感器6与蒸发冷却器7的出水端连接，用于测量蒸发冷却器7的出水温度。
[0031]本实施例中的第一除湿换热器2和第二除湿换热器8是一种固体除湿设备，通过在翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生，即利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。第一除湿换热器2和第二除湿换热器8的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。
[0032 ]本实施例的废水余热驱动式空调新风系统的运行过程包括:
[0033]当建筑空调新风系统被开启时，废水余热驱动式空调新风系统被运行，室外新风进入第一除湿换热器2中被干燥除湿，形成干燥空气；之后干燥空气被送至蒸发冷却器7中吸湿，使得蒸发冷却器7内部的水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气；之后低温高湿空气被送至第二除湿换热器8进行调湿，成为满足人体舒适度要求的新风，满足人体舒适度要求的新风被送至空调房，经室内循环后成为废气被排至室外。
[0034]在冷却水回路中，冷却水在蒸发冷却器7中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气中，其余冷却水在温度降低后通过蒸发冷却器7的出水端分别进入第一除湿冷却器2和第二除湿冷却器8中充当内冷源，以带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至蒸发冷却器7，循环往复。
[0035]由于蒸发冷却器7的进水端连接有冷水补水阀9，蒸发冷却器7的出水端连接有排污阀3，当设置在蒸发冷却器7的出水端的温度传感器6检测到冷却水回路中的水温过高时，开启冷却补水阀9和排污阀3，利用冷水将温度过高的循环水替换。
[0036]当设置在空调室内进风口处的湿度传感器12检测到送入空调房内的空气湿度不满足人的舒适性要求时，即第一除湿换热器2和第二除湿换热器8吸湿饱和后，控制第一电磁阀5和第二电磁阀10，将冷却水回路切至余热废水管路，余热废水进入第一除湿换热器2的溶液入口和第二除湿换热器8的溶液入口，热量使得第一除湿换热器2和第二除湿换热器8中的干燥剂脱附水分再生，得以循环利用;脱附的水分被风管(即整个系统的空气通道)内的空气带走;在第一除湿换热器2和第二除湿换热器8的再生过程完成后，控制第一电磁阀5和第二电磁阀10将余热废水管路切至冷却水回路，循环往复。
[0037]本实施例的废水余热驱动式空调新风系统通过利用除湿换热器承担室外新风的湿负荷，同时还利用蒸发冷却器实现除湿与蒸发冷却结合制取冷却水，承担新风的显热负荷。对除湿换热器的再生采取干燥剂利用余热可再生的方法实现水分的脱附，从而恢复除湿换热器的除湿能力。在新风系统运行过程中，除湿换热器的再生回路是间歇工作的，工作与否判断标准为送入空调房内的空气湿度是否满足人们的舒适性要求。
[0038]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，包括风机、第一除湿换热器、第二除湿换热器、湿度传感器、蒸发冷却器、第一循环栗、第二循环栗、第一电磁阀和第二电磁阀； 其中，所述风机的一端为进风口，另一端与所述第一除湿换热器的进风口相连，所述第一除湿换热器的出风口与所述蒸发冷却器的进风口相连，所述蒸发冷却器的出风口与所述第二除湿换热器的进风口相连，所述第二除湿换热器的出风口与空调室内进风口相连，从而形成空气管路;所述湿度传感器被设置在所述空调室内进风口处； 所述蒸发冷却器的出水端通过所述第一循环栗连接所述第一电磁阀后分成第一路和第二路，所述第一路与所述第一除湿换热器的溶液入口相连，所述第二路与所述第二除湿换热器的溶液入口相连，所述第一除湿换热器的溶液出口与所述第二除湿换热器的溶液出口相连，所述第一除湿换热器的溶液出口还连接所述蒸发冷却器的进水端，从而形成冷却水回路；以及 所述第二循环栗与所述第二电磁阀连接，之后分成两路，一路与所述第一除湿换热器的溶液入口相连，另一路与所述第二除湿换热器的溶液入口相连，从而构成余热废水管道。2.根据权利要求1所述的废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，所述废水余热驱动式空调新风系统还包括冷水补水阀和排污阀;所述冷水补水阀与所述蒸发冷却器的进水端连接，并与所述第一除湿换热器的溶液出口并联;所述排污阀与所述蒸发冷却器的出水端连接。3.根据权利要求1所述的废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，所述废水余热驱动式空调新风系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述蒸发冷却器的出水端连接，用于测量所述蒸发冷却器的出水温度。4.根据权利要求1所述的废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器利用干燥剂进行对空气的吸湿，利用余热进行干燥剂再生。5.根据权利要求1所述的废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器是一种固体除湿设备，通过在所述翅片管式换热器的外表面涂覆固体干燥剂，并在翅片管内通入冷水/热水，对空气进行除湿/再生。6.根据权利要求1所述的废水余热驱动式空调新风系统，其特征在于，所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器的除湿管路和再生管路以间歇的方式运行。7.—种根据权利要求1-6中任意一项所述的废水余热驱动式空调新风系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法包括: 当建筑空调新风系统被开启时，所述废水余热驱动式空调新风系统被运行，室外新风进入所述第一除湿换热器中被干燥除湿，形成干燥空气；之后所述干燥空气被送至所述蒸发冷却器中吸湿，使得所述蒸发冷却器内部的水分蒸发吸热，得到冷却水和低温高湿空气；之后所述低温高湿空气被送至所述第二除湿换热器进行调湿，成为满足人体舒适度要求的新风，所述满足人体舒适度要求的新风被送至空调房，经室内循环后成为废气被排至室外； 在所述冷却水回路中，冷却水在所述蒸发冷却器中与空气进行热湿交换，部分冷却水吸热蒸发进入空气中，其余冷却水在温度降低后通过所述蒸发冷却器的出水端分别进入所述第一除湿冷却器和所述第二除湿冷却器中充当内冷源，以带走除湿过程中产生的大量吸附热，水温升高后被送至所述蒸发冷却器，循环往复。8.根据权利要求7所述的废水余热驱动式空调新风系统的运行方法，其特征在于，由于所述蒸发冷却器的进水端连接有冷水补水阀，所述蒸发冷却器的出水端连接有排污阀，当设置在所述蒸发冷却器的出水端的温度传感器检测到所述冷却水回路中的水温过高时，开启所述冷却补水阀和所述排污阀，利用冷水将温度过高的循环水替换。9.根据权利要求7所述的废水余热驱动式空调新风系统的运行方法，其特征在于，当设置在空调室内进风口处的湿度传感器检测到送入空调房内的空气湿度不满足人的舒适性要求时，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，将所述冷却水回路切至所述余热废水管路，余热废水进入所述第一除湿换热器的溶液入口和所述第二除湿换热器的溶液入口，热量使得所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器中的干燥剂脱附水分再生，得以循环利用;脱附的水分被风管内的空气带走;在所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器的再生过程完成后，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀将所述余热废水管路切至所述冷却水回路，循环往复。
【文档编号】F24F13/30GK105841267SQ201610184083
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】代彦军, 赵耀, 张婧宇, 黄涛, 王如竹, 葛天舒
【申请人】上海交通大学