一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组的制作方法

1.本实用新型属于溶液除湿技术领域，具体涉及一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组。


背景技术：

2.随着经济建设的发展，建筑功能的日益多元化，特别是各种精密加工业、数据中心、配电机房等场所，采用温湿度独立处理空调作为一种新型的空调理念，利用溶液除湿的系统具有空气湿度控制精确，处理后的空气品质优良，而且耗电少，结构简单，可以利用低品位的热能进行驱动。
3.在国家提出碳达峰和碳中和的背景下，在需要精确控制温度和湿度的场合，可以充分利用室外的自然条件，采用回风蒸发器对回风进行降温，采用钛管蒸发器对溶液进行降温，随后利用降温溶液对空气进行热湿处理，再利用制冷系统的冷凝热用为溶液再生的驱动，保证了系统可靠性的同时，节能效果显著。通过对回风进行先调湿再调温，再通过送风段向厂房等大空间送风除湿后的回风，从而满足生产工艺的需要。
4.传统的电制冷恒温恒湿空调系统，需要配套有较在功率的制冷系统，采用远低于空气露点温度作为蒸发温度的蒸发器进行除湿的同时，将回风温度降低，再通过冷凝器或电加热对空气进行再热，耗电量大，控湿控温精度低。


技术实现要素：

5.本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组；实现了恒温恒湿，同时利用制冷系统的冷凝热作为溶液再生的驱动热能，实现了溶液浓度平衡。
6.为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。
7.一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组，包括机组壳体，壳体上设置有新风进、出风口以及回风进、出风口，壳体内部按照新风流入的方向，依次设置有新风过滤器、辅助冷凝器、溶液再生段、辅助蒸发器、新风送风机；按照回风流入的方向，依次设置有回风过滤器、回风蒸发器、除湿制冷系统、溶液除湿段、温度控制制冷系统、调温段、回风送风机；
8.所述温度控制制冷系统包括温湿控制压缩机、壳管冷凝器、第一制冷电磁阀、所述辅助冷凝器、第二干燥过滤器、第二膨胀阀、第二制冷电磁阀、第三制冷电磁阀、管壳式蒸发器、回所述风蒸发器、所述辅助蒸发器；
9.所述调温段包括热盘管换热器、冷盘管换热器、热水箱、冷水箱、热水循环泵、冷水循环泵、热水三通比例调节阀、冷水三通比例调节阀、热水管路、冷水管路。
10.进一步的，所述新风进风口与回风进风口设置于壳体的同一侧，所述回风出风口以及新风出风口设置于壳体的另一侧；新风进风口设置于回风进风口的上侧，所述新风出风口设置于回风出风口的上侧。
11.进一步的，所述溶液再生段包括再生喷淋排、钛管蒸发器、溶液除湿泵、再生溶液池和再生填料，所述再生喷淋排设置于再生填料的上方，所述再生溶液池设置于再生填料的下方，所述溶液除湿泵设置于再生溶液池的内部；所述钛管蒸发器设置有四个接口，其中一个接口通过管路与所述溶液除湿泵相连接。
12.进一步的，所述除湿制冷系统包括除湿压缩机、排气管路、第一干燥过滤器、第一膨胀阀和钛管冷凝器，所述钛管冷凝器设置有四个接口，除湿压缩机的出口通过排气管路与所述钛管蒸发器的第二个接口相连接；所述钛管冷凝器设置有四个接口，其中一个接口通过进气管路与压缩机的进口相连接，第二个接口通过第一供液管路与钛管蒸发器的第三个接口相连接，所述第一供液管路上从钛管蒸发器到钛管冷凝器的方向上依次设置有所述第一膨胀阀和第一干燥过滤器。
13.进一步的，所述溶液除湿段包括溶液再生泵、溶液除湿喷淋排、溶液除湿填料、除湿溶液池，所述溶液除湿喷淋排设置于溶液除湿填料的上方，所述除湿溶液池设置于溶液除湿填料的下方，所述溶液再生泵设置于除湿溶液池内，溶液再生泵通过管路与钛管冷凝器的第三个接口相连接，钛管冷凝器的第四个接口通过管路与再生喷淋排相连接；所述钛管蒸发器的最后一个接口通过管路与溶液除湿喷淋排相连接。
14.进一步的，所述温湿控制压缩机的出口通过第二回气管路与辅助蒸发器的上端接口相连接，辅助蒸发器的下端接口通过第二供液管路与回风蒸发器的下端接口相连接，并且辅助蒸发器到回风蒸发器之间的第二供液管路上依次设置有所述第一制冷电磁阀和第二制冷电磁阀；回风蒸发器的上端接口通过第三回气管路与所述第二回气管路相连接。
15.进一步的，所述温湿控制压缩机的进口通过制冷机排气管路与辅助冷凝器的上端接口相连接，制冷机排气管路上设置有第三制冷电磁阀；辅助冷凝器的下端接口通过管路与上述第二供液管路相连接，辅助冷凝器到第二供液管路之间的管路上依次设置有所述第二干燥过滤器和第二膨胀阀，并且管路与第二供液管路之间的接头位置位于第一制冷电磁阀与第二制冷电磁阀之间。所述壳管冷凝器的第一个接口通过管路与制冷机排气管路相连接，并且两个管路相连接的接头位置位于第三制冷电磁阀与温湿控制压缩机之间；壳管冷凝器的第二个接口通过管路与辅助冷凝器和第二供液管路之间的管路相连接，并且两个管路相连接的接头位置位于第二干燥过滤器与辅助冷凝器之间。
16.进一步的，壳管冷凝器的第三个接口通过管路与热水箱相连接，并且在管路上设置有所述热水循环泵；壳管冷凝器的第四个接口通过热水管路与热盘管换热器的上端接口相连接，并且在管路上设置有所述热水三通比例调节阀，热水三通比例调节阀的第三个接口通过管路与热水箱相连接，所述热水箱还通过管路与热盘管换热器的下端接口相连接。
17.进一步的，所述管壳式蒸发器的第一个接口通过管路与第二回气管路相连接；管壳式蒸发器的第二个接口通过管路与第二供液管路相连接，并且两个管路之间的接头位置位于第一制冷电磁阀与第二制冷电磁阀之间。
18.更进一步的，管壳式蒸发器的第三个接口通过管路与冷水箱相连接，并且在管路上设置有所述冷水循环泵；管壳式蒸发器的第四个接口通过冷水管路与冷盘管换热器的上端接口相连接，并且在冷水管路上设置有所述冷水三通比例调节阀，冷水比例三通阀的第三个接口通过管路与冷水箱相连接，冷水箱还通过管路与冷盘管换热器的下端接口相连接。
19.本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：
20.与现有恒温恒湿空调技术相比，本实用新型的目的是提供一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组，采用先控湿再控温的办法，采用溶液除湿，运行成本低，同时采用多蒸发双冷凝的制冷系统，采用冷水或热水进行调温，控温精度高，运行能耗更低，大幅度降低了恒温恒湿机组的运行能耗，节能环保，具有很强的实用性。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：
22.图1是本实用新型整体的结构示意图；
23.其中，1为新风进风口、2为新风过滤器、3为辅助冷凝器、4为制冷机排气管路、5为壳体、6为再生喷淋排、7为再生填料、8为辅助蒸发器、9为第二回气管路、10为新风送风机、11为新风出风口、12为钛管蒸发器、13为排气管路、14为溶液除湿泵、15为再生溶液池、16为第二供液管路、17为回风进风口、18为回风过滤器、19为回风蒸发器、20为第三回气管路、21为第一供液管路、22为除湿压缩机、24为第一膨胀阀、25为第一干燥过滤器、26为钛管冷凝器、27为溶液再生泵、28为除湿溶液池、29为热水循环泵、30为热水箱、31为溶液除湿喷淋排、32为热水三通比例调节阀、33为溶液除湿填料、34为第三制冷电磁阀、35为热水管路、36为温湿控制压缩机、37为第一制冷电磁阀、38为管壳式蒸发器、39为冷水三通比例调节阀、40为壳管冷凝器、41为第二干燥过滤器、42为第二膨胀阀、43为第二制冷电磁阀、44为冷水箱、46为冷水循环泵、48为热盘管换热器、49为冷盘管换热器、50为冷水管路、51为回风送风机、52为回风出风口。
具体实施方式
24.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。
25.如图1所示，本实用新型提供了一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组，包括机组壳体5，所述壳体5上设置有新风进风口1、回风进风口17、新风出风口11、回风出风口52，所述新风进风口1与回风进风口17设置于壳体5的同一侧，所述回风出风口52以及新风出风口11设置于壳体5的另一侧。所述新风进风口1设置于回风进风口17的上侧，所述新风出风口11设置于回风出风口52的上侧。新风从新风进风口1进入壳体5内部，最终从新风出风口11流出至壳体5外部；回风从回风进风口17进入壳体5内部，最终回风出风口52流出至壳体5外部。
26.壳体5内部按照新风流入的方向，依次设置有新风过滤器2、辅助冷凝器3、溶液再生段、辅助蒸发器8、新风送风机10，最后从新风出风口11流出。壳体5内部按照回风流入的方向，依次设置有回风过滤器18、回风蒸发器19、除湿制冷系统、溶液除湿段、温度控制制冷系统、调温段、回风送风机51，最后从回风出风口52流出。
27.所述新风过滤器2设置于壳体5内部的新风进风口1处，所述辅助冷凝器3设置于新风过滤器2远离新风进风口1的一侧。
28.所述溶液再生段包括再生喷淋排6、钛管蒸发器12、溶液除湿泵14、再生溶液池15和再生填料7，所述再生喷淋排6设置于再生填料7的上方，所述再生溶液池15设置于再生填料7的下方，所述溶液除湿泵14设置于再生溶液池15的内部。所述钛管蒸发器12设置有四个接口，其中一个接口通过管路与所述溶液除湿泵14相连接。
29.所述辅助蒸发器8设置于再生填料7远离辅助冷凝器3的一侧，所述新风送风机10设置于辅助蒸发器8远离再生填料7的一侧，并且新风送风机10设置于壳体5内部的新风出风口11处，通过新风送风机10将壳体5内部的新风从新风出风口11处输出。
30.所述回风过滤器18设置于壳体5内部的回风进风口17处，所述回风蒸发器19设置于回风过滤器18远离回风进风口17的一侧。
31.所述除湿制冷系统包括除湿压缩机22、排气管路13、第一干燥过滤器25、第一膨胀阀24和钛管冷凝器26，所述除湿压缩机22的出口通过排气管路13与所述钛管蒸发器12的第二个接口相连接。所述钛管冷凝器设置有四个接口，其中一个接口通过进气管路与压缩机的进口相连接，第二个接口通过第一供液管路21与钛管蒸发器12的第三个接口相连接，所述第一供液管路21上从钛管蒸发器12到钛管冷凝器26的方向上依次设置有所述第一膨胀阀24和第一干燥过滤器25。压缩机通过排气管输出的气体进入钛管蒸发器12内部冷凝为液体，再通过第一供液管路21流入钛管冷凝器26内部。
32.所述溶液除湿段包括溶液再生泵27、溶液除湿喷淋排31、溶液除湿填料33、除湿溶液池28，所述溶液除湿喷淋排31设置于溶液除湿填料33的上方，所述除湿溶液池28设置于溶液除湿填料33的下方，所述溶液再生泵27设置于除湿溶液池28内，溶液再生泵27通过管路与钛管冷凝器26的第三个接口相连接，钛管冷凝器26的第四个接口通过管路与再生喷淋排6相连接，溶液再生泵27将除湿溶液池28内部的溶液泵入至钛管冷凝器26中，经过钛管冷凝器26的作用后流入至再生喷淋排6中，再生喷淋排6中流出的溶液与再生填料7相作用后，最后回流至再生溶液池15中。
33.所述钛管蒸发器12的最后一个接口通过管路与溶液除湿喷淋排31相连接，溶液除湿泵14将再生溶液池15中的溶液泵入至钛管蒸发器12中，经过钛管蒸发器12的作用后，流入至溶液除湿喷淋排31中，接着流出至溶液除湿填料33上与溶液除湿填料33相作用后，最后回流至除湿溶液池28中。
34.所述温度控制制冷系统包括温湿控制压缩机36、壳管冷凝器40、第一制冷电磁阀37、辅助冷凝器3、第二干燥过滤器41、第二膨胀阀42、第二制冷电磁阀43、第三制冷电磁阀34、管壳式蒸发器38、回风蒸发器19、辅助蒸发器8，通过上述部件组成一个完成的制冷系统，用于恒温恒湿机组的温度调节，提供冷源以及热源。
35.所述调温段包括热盘管换热器48、冷盘管换热器49、热水箱30、冷水箱44、热水循环泵29、冷水循环泵46、热水三通比例调节阀32、冷水三通比例调节阀39、热水管路35、冷水管路50，用于对回风进行温度上的微调。
36.所述壳管冷凝器40与管壳式蒸发器38分别设置于温湿控制压缩机36的两侧，所述回风送风机51设置于壳体5内部的回风出风口52处，热盘管换热器48以及冷盘管换热器49依次设置于温湿控制压缩机36与回风送风机51之间。
37.所述壳管冷凝器40与管壳式蒸发器38分别设置有四个接口。
38.所述温湿控制压缩机36的出口通过第二回气管路9与辅助蒸发器8的上端接口相
连接，辅助蒸发器8的下端接口通过第二供液管路16与回风蒸发器19的下端接口相连接，并且辅助蒸发器8到回风蒸发器19之间的第二供液管路16上依次设置有所述第一制冷电磁阀37和第二制冷电磁阀43。回风蒸发器19的上端接口通过第三回气管路20与所述第二回气管路9相连接。
39.所述温湿控制压缩机36的进口通过制冷机排气管路4与辅助冷凝器3的上端接口相连接，制冷机排气管路4上设置有第三制冷电磁阀34；辅助冷凝器3的下端接口通过管路与上述第二供液管路16相连接，辅助冷凝器3到第二供液管路16之间的管路上依次设置有所述第二干燥过滤器41和第二膨胀阀42，并且管路与第二供液管路16之间的接头位置位于第一制冷电磁阀37与第二制冷电磁阀43之间。所述壳管冷凝器40的第一个接口通过管路与制冷机排气管路4相连接，并且两个管路相连接的接头位置位于第三制冷电磁阀34与温湿控制压缩机36之间；壳管冷凝器40的第二个接口通过管路与辅助冷凝器3和第二供液管路16之间的管路相连接，并且两个管路相连接的接头位置位于第二干燥过滤器41与辅助冷凝器3之间。
40.壳管冷凝器40的第三个接口通过管路与热水箱30相连接，并且在管路上设置有所述热水循环泵29；壳管冷凝器40的第四个接口通过热水管路35与热盘管换热器48的上端接口相连接，并且在管路上设置有所述热水三通比例调节阀32，热水三通比例调节阀32的第三个接口通过管路与热水箱30相连接，所述热水箱30还通过管路与热盘管换热器48的下端接口相连接。
41.所述管壳式蒸发器38的第一个接口通过管路与第二回气管路9相连接；管壳式蒸发器38的第二个接口通过管路与第二供液管路16相连接，并且两个管路之间的接头位置位于第一制冷电磁阀37与第二制冷电磁阀43之间。
42.管壳式蒸发器38的第三个接口通过管路与冷水箱44相连接，并且在管路上设置有所述冷水循环泵46；管壳式蒸发器38的第四个接口通过冷水管路50与冷盘管换热器49的上端接口相连接，并且在冷水管路50上设置有所述冷水三通比例调节阀39，冷水比例三通阀的第三个接口通过管路与冷水箱44相连接，冷水箱44还通过管路与冷盘管换热器49的下端接口相连接。
43.本实用新型的工作原理为：
44.回风自回风进风口17进入壳体5内部后，经过回风过滤器18过滤，经过溶液除湿段内的溶液除湿填料33。再生溶液池15内部的溶液在溶液除湿泵14作用下，经过钛管蒸发器12降温后从溶液除湿喷淋排31喷淋到溶液除湿填料33上，经过溶液除湿填料33的回风与喷淋的浓溶液进行热湿交换，回风的湿度降低后，进入调温段。
45.在调温段中，如回风温度高，则冷水三通比例调节阀39按回风温度与设定值之间的温度差值及时间进行pid调节，将部分冷水送入冷盘管换热器49对回风进行降温，多余的冷水进入冷水箱44；如回风温度高，则热水三通比例调节阀32按回风温度与设定值之间的温度差值及时间进行pid调节，将部分热水送入热盘管换热器48对回风进行升温，多余的热水进入热水箱30，最终回风的温度和湿度处理到设定温度范围内后，在回风送风机51的作用下经过回风送风口52送到室内。
46.其中调温压缩制冷系统中，因为冷水或热水的水温较不稳定，如水温达到设定值，则需要打开第三制冷电磁阀34，将多余的热量通过制冷剂排气管路4送入辅助冷凝器3加热
新风，更利于溶液再生。可以根据回风温度与设定值差距，如回风温度与设定值差距2度以上，则打开第二制冷电磁阀43将多余热的冷量经第二供液管路16通过回风蒸发器19再利用，降低回风温度，回气则通过第三回气管路20再回到温湿控制压缩机36。如回风温度与设定值差距小于等于2度，则打开第一制冷电磁阀37，将多余的冷量经过第二供液管路16通过辅助蒸发器8排往室外，回气则通过第二回气管路9再回到温湿控制压缩机36。
47.新风自新风进风口1进入壳体5内部，经过新风过滤器2过滤后，通过辅助冷凝器3进行加热后，进入溶液再生段，在溶液再生段内的再生填料7与来自再生喷淋排6的被钛管冷凝器26升温后的稀溶液进行热湿交换，溶液浓度升高，新风被加湿后进入辅助蒸发器8再次降温后，在新风送风机10的作用下经过新风出风口11排至室外。
48.其中除湿制冷系统内，除湿压缩机22排气的高温高压的制冷剂气体经排气管路13进入钛管蒸发器12加热稀溶液，作为稀溶液再生的驱动能源，同时制冷剂冷凝后经第一供液管路21和第一干燥过滤器25进入第一膨胀阀24节流降压，以低压的液体进入钛管冷凝器26蒸发吸热，降低来自再生后的浓溶液温度，同时因为溶液吸湿过程是个放热过程，因此可以通过控制溶液温度或浓度的方法，来控制回风的除湿量。
49.与现有恒温恒湿空调技术相比，本实用新型的目的是提供一种基于溶液除湿的温湿度独立控制恒温恒湿机组，采用先控湿再控温的办法，采用溶液除湿，运行成本低，同时采用多蒸发双冷凝的制冷系统，采用冷水或热水进行调整，控温精度高，运行能耗更低，大幅度降低了传统恒温恒湿机组的运行能耗，节能环保，具有很强的实用性。
50.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。