一种恒温型溶液除湿再生循环系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空调领域的除湿设备，尤其是涉及一种恒温型溶液除湿再生循环系统。
【背景技术】
[0002]在空气调节领域，夏季通常需要对室外进来的空气进行降温除湿处理，冬季通常需要对室外进来的空气进行加热加湿处理。传统的空调系统中大多采用冷凝除湿处理方式，即采用制冷机制备出低温的冷冻水，通过冷冻水在表冷器的盘管中循环并与空气进行热量交换，将空气温度降低到露点以下，从而使空气凝结出水分实现对于新风的除湿处理。这种处理方式的除湿和降温过程为一体控制且同时进行，由于除湿要求的冷冻水温度远低于降温所需的冷冻水温度，通常为7?12°C，一方面，使制冷机工作在低蒸发温度情况下，导致制冷机的性能系数较低，另一方面，冷凝除湿后的空气湿度虽满足要求但温度过低，一般还需要再热才能达到送风温度要求，造成了能源的二次浪费。另外，由于凝结水的存在使表冷器盘管等处很容易滋生细菌、霉变，从而降低送风品质，严重影响室内空气的质量。
[0003]为克服传统空调系统冷凝除湿方式存在的缺陷，本领域的技术人员研宄开发了溶液调湿方式，即采用具有调湿性质的盐溶液作为工作介质，与新风直接接触并进行热湿交换，当空气中的水蒸汽分压力高于盐溶液的表面蒸汽压时，盐溶液就会吸收空气中的水分；而当空气中的水蒸汽分压力低于盐溶液的表面蒸汽压时，盐溶液中的部分液态水就会变为气态进入空气中，从而实现对空气湿度的调节目的。溶液除湿方式和传统系统的冷凝除湿方式相比，不需要过低温度(7?12°C)的冷源，为利用资源广泛的低品位能源创造了条件；且溶液除湿方式中的盐溶液是与空气直接接触进行传热传质的，通过盐溶液的过滤、杀菌功能，能除去空气中的尘埃、细菌、霉菌及其他一些有害物质，可有效提高送风质量和室内空气的品质。
[0004]溶液除湿装置与溶液再生装置是溶液除湿空调系统的核心部件，其热湿交换过程直接影响整个空调系统的性能。目前的溶液除湿装置和溶液再生装置主要采用绝热式换热方式，在这种换热方式中，盐溶液从上部的喷淋部件喷淋到中部设置的填料塔式的换热器上，并在下部设置盐溶液回收箱，在这一种过程中，空气与盐溶液直接接触并进行传热传质，实现盐溶液对空气的除湿(加湿)处理，同时盐溶液通过循环回路再生，并以此种方式反复循环运行。但采用绝热式溶液除湿装置和溶液再生装置的空调系统普遍存在COP(能效比)低、制造和运营成本高、系统运行参数和精度不易控制的问题。
[0005]众所周知，盐溶液只有在低温和高浓度的情况下才具有较好的除湿能力，一旦盐溶液的温度升高或浓度降低就会影响除湿效果和除湿效率；同样地，盐溶液在高温低浓度的情况下，通过与空气接触才能有效地再生成高浓度的盐溶液，否则会影响盐溶液再生效果和效率。在溶液除湿或加湿的过程中，空气与盐溶液进行传热传质的同时会存在相变潜热的释放或吸收过程，使空气和溶液的温度同时发生快速变化，而这一变化恰恰抑制或降低了传质推动力，如不能及时将相变潜热传递出去，会很大程度上影响溶液除湿和溶液再生的效果和效率。采用绝热式的盐溶液除湿装置和溶液再生装置由于自身结构的缺陷，恰恰不能快速将相变潜热转走，目前该领域解决这一问题的主要办法是增加盐溶液的循环流量，以便抑制或稀释空气与盐溶液进行传热传质过程中产生的相变潜热，这种处理方式虽然在一定程上缓解了相变潜热的不利影响，但没有从根本上解决问题，一方面由于吸湿性较好的盐溶液其价格都比较高昂，无形中加大了运营成本，且使整体系统的运行参数和精度不易控制，另一方面由于盐溶液的使用量较大，不仅会造成整体机组增大，增加制造成本，也会消耗更多的能源，从而使整体系统的COP(能效比)降低。同时这种绝热式的盐溶液除湿装置和溶液再生装置的换热器主要采用铜、合金钢等较贵金属材质制造，其制造成本也相对较高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种恒温型溶液除湿再生循环系统，其具有结构简单、成本低、控制精确的优点。
[0007]为解决绝热式溶液除湿系统存在的能效比低、效率低、成本高、系统运行参数不易控制的技术问题，本实用新型包括至少一组溶液除湿单元、至少一组溶液再生单元，溶液除湿单元由上至下依次设有第一溶液喷淋装置、第一换热装置、第一溶液箱；溶液再生单元由上至下依次设有第二溶液喷淋装置、第二换热装置、第二溶液箱；
[0008]溶液除湿单元和溶液再生单元之间通过管道设有溶液除湿再生循环回路，使第一溶液喷淋装置和第二溶液箱连通，并使第一溶液箱和第二溶液喷淋装置连通，溶液除湿再生循环回路上设有换热器和循环泵；
[0009]第一换热装置和第二换热装置采用内冷式或内热式的换热方式，第一换热装置的进液口和出液口通过管道与冷源或热源连通或耦合形成第一热交换循环回路，第二换热装置的进液口和出液口通过管道与热源或冷源连通或耦合形成第二热交换循环回路；第一热交换循环回路和第二热交换循环回路中均设有循环泵。
[0010]优选地，第一换热装置和第二换热装置采用多层塑料排管结构，多层排管的一端均与和进液口相通的进液通道连通，多层排管的另一端均与和出液口相通的出液通道连通，相邻管之间设有间隙。
[0011]优选地，溶液除湿单元的左侧设有新风过滤器，溶液除湿单元的右侧设有送风风机，新风过滤器中设有过滤和静电除尘装置；溶液再生单元的右侧从右至左依次设有回风过滤器和排风风机；送风风机主排风风机均采用变频风机。
[0012]优选地，还包括电气控制单元和补水阀，电气控制单元用于对机组中各部件的动力配电与运行参数进行控制调节，补水阀设在第二溶液箱上或者设在与第二溶液箱连通的管道上。
[0013]可选地，第一热交换循环回路中的冷源或热源和第二热交换循环回路中的热源或冷源均由热泵单元提供；热泵单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通转接阀，四通转接阀用于改变热泵单元中的制冷工质流向使蒸发器和冷凝器的功能互换。
[0014]可选地，第一热交换循环回路中的冷源由地源热泵或冷却塔提供，第二热交换循环回路中的热源由外部热源提供；地源热泵为土壤热泵、地下水热泵或地表水热泵，外部热源为太阳能或城市热网的热水或废热。
[0015]可选地，第一热交换循环回路中的热源由地源热泵提供，第二热交换循环回路中的冷源由外部冷源提供；地源热泵为土壤热泵、地下水热泵或地表水热泵，外部冷源为冷冻水。
[0016]为帮助本领域技术人员理解本实用新型，下面结合夏季除湿工况和冬季加湿工况分别对本实用新型中的新风和回风处理过程，以及溶液除湿再生循环回路和热交换循环回路的运行过程分别作进一步详细说明。
[0017]新风和回风处理过程:
[0018]本实用新型的新风过滤器、溶液除湿单元和送风风机从左至右为新风一一送风通道；回风过滤器、排风风机和溶液再生单元从右至左为回风一一排风通道。
[0019]夏季除湿工况下，室外新风从新风一一送风通道左端进入，首先经新风过滤器进行过滤和静电除尘处理，然后让新风通过溶液除湿单元进行溶液除湿，新风与溶液除湿单元中的低温高浓度盐溶液直接接触并进行热湿交换，此时新风中的水蒸汽分压力高于盐溶液的表面蒸汽压，盐溶液会吸收新风中的水分从而实现新风除湿目的。除湿后的新风最后经送风风机输送到室内。室内回风从右端进入回风一一排风通道，经回风过滤器进行过滤除尘处理，过滤除尘后的回风经排风风机输送到溶液再生单元，与其中的盐溶液直接接触并进行热湿交换，此时回风中水蒸汽分压力低于盐溶液的表面蒸汽压，低浓度盐溶液中的部分液态水会变为气态进入回风中，从而实现盐溶液的高浓度再生。最后回风排出室外。本实用新型采用的送风风机和排风风机均为变频风机，可根据室内外参数进行变频调节，以节药能源和增强机组的运行稳定性。排风量以不小于送风量的70%为宜，理想状态下，排风量等于送风量的80%时效果最好。
[0020]冬季加湿工况下，新风与溶液除湿单元中的盐溶液进行热湿交换的方向，以及回风与溶液再生单元中的盐溶液进行热湿交换的方向，均与夏季除湿工况相反。新风从新风一一送风通道左端进入，经新风过滤器进行过滤和静电除尘处理，然后新风通过溶液除湿单元，与其中的高温低浓度盐溶液直接接触并进行热湿交换，此时，新风中的水蒸汽分压力低于盐溶液的表面蒸汽压时，盐溶液中的部分液态水会变为气态进入新风中，从而实现新风的加湿处理。加湿后的新风最后经送风风机输送到室内。室内回风从右端进入回风一一排风通道，经回风过滤器进行过滤除尘处理，然后回风通过溶液再生单元并与其中的盐溶液直接接触进行热湿交换，此时回风中的水蒸汽分压力高于盐溶液的表面蒸汽压，盐溶液就会吸收回风中的水分，盐溶液由高浓度再生成低浓度。最后回风排出室外。