专利名称：利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种暖通空调领域用的利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调器，属于能源技术领域。
背景技术：
目前空调器一般采用冷凝除湿的方法调节空气的湿度，这种做法需要把空气冷却到露点温度以下才能实现除湿的任务，在很多情况下，虽然空气湿度(含湿量)符合要求、但温度过低，还需要进一步再热才能使得送风参数达到要求，这种方式虽能较精确的控制送风的温、湿度，但处理过程存在过度冷却和再热的双重能量浪费。而在很多建筑中，空调系统中不设置再热装置，经过冷凝除湿后的低温空气直接送入室内，造成室内呈现低温高湿的状况，人员的热舒适性较差，即这种常规空调系统无法同时满足室内温度与湿度的控制要求。冷凝除湿需要较低温度的冷源，从热力学原理来说，制冷循环蒸发温度越低，造成系统的效率越低。此外，冷凝除湿产生的冷凝水附着在盘管的表面上，容易滋生各种霉菌，恶化室内空气品质，引起多种由于空调引起的疾病。出现这些问题的根本原因是把空气的降温和除湿同时处理，由于降温和除湿过程的本质不同，容易出现很多矛盾和问题。
目前也有专利涉及到溶液除湿方面的空调器，用蒸发器冷却溶液，然后把溶液喷洒到填料中，利用溶液的吸湿性能对空气进行降温和除湿。由于溶液在填料中和空气进行绝热的热湿交换，通常溶液的流量很大，造成系统输送能耗大。并且溶液先被冷却再在填料中喷洒，造成空调设备复杂，体积大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实现精确的温、湿度独立控制调节的利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统。
本发明提出的利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统，其特征在于所述空调系统包括制冷循环系统与溶液循环系统；所述制冷循环系统含有压缩机(1)、蒸发器(2)、膨胀阀(3)和冷凝器(4)；所述溶液循环系统含有除湿装置(A)、再生装置(B)、溶液贮液器(5)与溶液贮液器(6)、溶液泵(7)与溶液泵(8)、混液阀(9)、调节阀(10)和贮水罐(11)；所述压缩机(1)分别与除湿装置(A)中的蒸发器(2)、再生装置(B)中的冷凝器(4)通过管道相连；所述除湿装置(A)的底部通过管道与溶液贮液器(5)相连，所述再生装置(B)的底部通过管道与溶液贮液器(6)相连；所述新风在除湿装置(A)中，与浓溶液直接接触，被降温除湿；除湿过程释放的热量由制冷循环中蒸发器(2)带走；经过除湿后的稀溶液进入溶液贮液器(5)，由溶液泵(7)输送至再生装置(B)进行浓缩再生；再生过程的热量由制冷循环中冷凝器的排热量提供；浓缩后的浓溶液进入浓溶液贮液器(6)，由溶液泵(8)输送至除湿装置(A)的布液装置，与新风进行热湿交换，完成整个溶液循环。
在上述的空调系统中，所述在除湿装置(A)中，通过调节喷淋溶液的浓度以及蒸发器(2)的蒸发温度，获得适宜的送风参数；所述喷淋溶液的浓度，通过混液阀(9)调节浓、稀溶液的比例实现。
本发明提出的这种新型的空调器，和一般的空调器相比增加了溶液循环系统，将制冷系统与溶液循环系统结合起来，可以实现精确的温、湿度独立控制调节。这里所采用的溶液是一种具有吸湿性能的溶液(如溴化锂、氯化锂溶液等)，在较低的温度下，溶液表面水蒸气分压力较低，可以吸收空气中的水蒸气，在较高的温度下，溶液表面水蒸气分压力较高，可以向空气释放水蒸气；从而实现对空气中湿度的调节。由于空调器中采用溶液除湿的方式，蒸发器不承担湿负荷，蒸发温度可比常规空调系统提高10℃左右，系统的制冷效率提高10～30％。这种空调器不会产生凝结水，消除了一大污染源，并且采用溶液处理空气，盐溶液具有杀菌和净化空气的作用，有利于提高室内空气品质。另外，有些地区在冬季需要空调系统对空气进行加湿处理，一般还需要另外的加湿设备。本专利涉及的空调器可通过对溶液浓度的调节控制，很容易实现冬季的加湿要求。
图1为本发明空调器的工作原理示意图。
具体实施例方式
参看图1，图中实线表示制冷工质，虚线表示溶液。整个空调系统由一个制冷循环(压缩机1、蒸发器2、膨胀阀3、冷凝器4)和一个溶液循环组成。
本空调器系统包括制冷循环系统与溶液循环系统。制冷循环系统包括压缩机1、蒸发器2、膨胀阀3与冷凝器4，溶液循环系统包括除湿装置A、再生装置B、溶液贮液器5与6、溶液泵7与8以及调节阀等。制冷循环的制冷量用于冷却溶液、增强其除湿能力，冷凝器的排热量用于加热再生溶液。新风(或室内回风)在装置A中，夏季被降温除湿、冬季被加热加湿。该空调器，可通过控制蒸发温度与喷淋溶液浓度，将空气处理至要求的送风状态。
新风(或回风)在除湿装置A中，与浓溶液直接接触，被降温除湿；除湿过程释放的热量由制冷循环中蒸发器2带走。由于溶液吸湿过程是在冷却条件下进行的，吸湿效果较绝热条件下好很多，溶液浓度变化较大。经过除湿后的稀溶液进入稀溶液贮液器5，由溶液泵7输送至再生装置B进行浓缩再生。再生过程的热量由制冷循环中冷凝器的排热量提供。浓缩后的浓溶液进入浓溶液贮液器6，由溶液泵8输送至除湿装置A的布液装置，与新风进行热湿交换，从而完成整个溶液循环。
在除湿装置A中，可以通过调节喷淋溶液的浓度以及蒸发器2的蒸发温度，从而得到适宜的送风参数。喷淋溶液的浓度，可以通过混液阀9调节浓、稀溶液的比例来实现。
夏季运行时，制冷系统的蒸发器2和冷凝器4在空调器的位置见图1。冬季运行时，可采用四通阀实现蒸发器和冷凝器的相互转换，使冷机工作在热泵工况下。由于冬季室外温度很低，为防止溶液结晶，溶液循环部分只进行图1中点划线框中的循环。打开阀门9、关闭阀门10，11是一个贮水罐，可自动向贮液器5补水，以控制喷淋溶液的浓度。通过调节溶液的浓度和冷凝器表面的温度便可实现对送风的加热加湿处理过程。
权利要求
1.利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统，其特征在于所述空调系统包括制冷循环系统与溶液循环系统；所述制冷循环系统含有压缩机(1)、蒸发器(2)、膨胀阀(3)和冷凝器(4)；所述溶液循环系统含有除湿装置(A)、再生装置(B)、溶液贮液器(5)与溶液贮液器(6)、溶液泵(7)与溶液泵(8)、混液阀(9)、调节阀(10)和贮水罐(11)；所述压缩机(1)分别与除湿装置(A)中的蒸发器(2)、再生装置(B)中的冷凝器(4)通过管道相连；所述除湿装置(A)的底部通过管道与溶液贮液器(5)相连，所述再生装置(B)的底部通过管道与溶液贮液器(6)相连；所述新风在除湿装置(A)中，与浓溶液直接接触，被降温除湿；除湿过程释放的热量由制冷循环中蒸发器(2)带走；经过除湿后的稀溶液进入溶液贮液器(5)，由溶液泵(7)输送至再生装置(B)进行浓缩再生；再生过程的热量由制冷循环中冷凝器的排热量提供；浓缩后的浓溶液进入浓溶液贮液器(6)，由溶液泵(8)输送至除湿装置(A)的布液装置，与新风进行热湿交换，完成整个溶液循环。
2.按照权利要求1所述的空调系统，其特征在于所述在除湿装置(A)中，通过调节喷淋溶液的浓度以及蒸发器(2)的蒸发温度，获得适宜的送风参数；所述喷淋溶液的浓度，通过混液阀(9)调节浓、稀溶液的比例实现。
全文摘要
本发明涉及利用溶液为辅助工质的温、湿度独立控制型空调系统，属于能源领域。其特征在于所述空调系统包括制冷循环系统与溶液循环系统；所述制冷循环系统含有压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器；所述溶液循环系统含有除湿装置A、再生装置B、溶液贮液器、溶液泵、混液阀、调节阀；由于本空调器增加了溶液循环系统，将制冷系统与溶液循环系统结合起来，可以实现精确的温、湿度独立控制调节。采用溶液除湿的方式，蒸发器不承担湿负荷，蒸发温度比常规空调系统提高10℃左右，系统的制冷效率提高10～30％。另外，有些地区在冬季需要空调系统对空气进行加湿处理，一般还需要另外的加湿设备，本空调器通过对溶液浓度的调节控制，很容易实现冬季的加湿要求。
文档编号F25B35/00GK1862121SQ20061001226
公开日2006年11月15日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者陈晓阳, 刘晓华, 刘拴强, 谢晓云, 江亿 申请人:清华大学, 北京华创瑞风空调科技有限公司