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跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统技术方案

技术编号:14827182 阅读:131 留言:0更新日期:2017-03-16 14:11
本发明专利技术公开了一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,包括跨临界压缩子系统以及两级溶液除湿子系统,除湿过程为绝热除湿,所述跨临界压缩子系统的气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;本发明专利技术还公开了一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,除湿过程为等温除湿;本发明专利技术通过跨临界循环和溶液除湿系统合理的能量耦合,不仅分级利用跨临界循环的高压侧排热,提高了系统的除湿性能,还利用蒸发单元制冷量,给除湿后的空气降温,同时实现空气的除湿和冷却,提高了系统的整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及溶液除湿、能源利用领域,特别涉及一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统
技术介绍
目前,家用空调上多采用冷却除湿的方法控制室内湿度,冷却除湿存在较多问题,冷凝过程中水蒸气发生相变会消耗大量冷量、凝结过程中产生的冷凝水也使得盘管处细菌滋生,影响空气品质等。溶液除湿作为另一种重要的湿度控制方式,指利用某些吸湿性溶液能够吸收空气中的水分而将空气除湿的方法,可以利用低品位热源,是一种节能的绿色除湿方式。例如申请号为201610137413.3的中国专利文献公开了一种低温余热驱动的溶液除湿系统及方法,该系统包括再生器、溶液泵、溶液换热器、一级冷却器、一级吸湿塔、二级冷却器、余热制冷单元、二级吸湿塔、再生加热器、送风回热器和排风回热器。余热的高温部分提供溶液再生过程所需热量,余热的低温部分用以提供余热制冷过程所需热量,实现对余热的梯级利用。与常规表冷式除湿相比,可以达到相同的除湿效果,主要消耗低温热量,大幅减少了电能消耗。但是该系统两级除湿为串联形式,必须使用同一种除湿剂,在灵活性和适应性上受到一定约束。溶液再生所需的温度较高,一般要达到55℃以上,常规压缩制冷系统的冷凝温度无法达到这个要求,而压缩机高温排气可用显热量较少;随着节能减排的深入人心,使用自然工质的跨临界循环具有良好的应用前景。跨临界循环因其使用工质环保(多采用自然工质CO2),且排气温度高,在出口压力为10MPa时即可达到110℃,温度滑移大,具有大量的冷凝余热可供回收利用,可满足溶液除湿系统所需的再生热,此外,跨临界循环蒸发单元制冷量也可以被用来对除湿后的空气进行降温,能够同时实现空气的热湿处理。因而将跨临界循环与溶液除湿循环进行能量耦合具有重要的节能潜力和应用前景。
技术实现思路
本专利技术提供了一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,通过跨临界循环和两级溶液除湿循环合理的能量耦合,充分利用了跨临界循环的高压侧排热和低压侧制冷量,能够在低耗能的情况下,同时实现空气的除湿与降温,提高空气处理系统的整体性能。一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统高压侧排热作为热源的两级溶液除湿子系统,除湿过程为绝热除湿,所述跨临界压缩子系统包括:通过工质循环连接的压缩单元、气冷单元、节流单元以及蒸发单元,所述气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;所述跨临界压缩子系统中:压缩机的出口与第一加热器制冷剂通道的入口连接,所述第一加热器制冷剂通道的出口与第二加热器制冷剂通道的入口连接,所述第二加热器制冷剂通道的出口与气冷器制冷剂通道的入口连接,所述气冷器制冷剂通道的出口与回热气第一通道的入口连接,所述回热气第一通道的出口与节流装置的入口连接,所述节流装置的出口与蒸发器制冷剂通道的入口连接,所述蒸发器制冷剂通道的出口与回热气第二通道的入口连接,所述回热气第二通道的出口与所述压缩机的入口连接以完成跨临界压缩循环,气冷器的外部冷源通道提供制冷剂蒸汽降温所需的冷量,蒸发器处的制冷剂蒸汽蒸发制冷量用来冷却所述两级溶液除湿子系统除湿后的空气以满足系统送风温度要求;所述一级溶液除湿单元包括一级空气侧循环和一级溶液侧循环;所述一级溶液侧循环中:一级再生器的溶液出口与一级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器浓溶液通道的出口与一级浓溶液泵的入口连接,一级浓溶液泵的出口与一级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述一级冷却器除湿剂通道的出口与所述一级除湿器的溶液入口连接,所述一级除湿器的溶液出口与一级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器稀溶液通道的出口与一级稀溶液泵的入口连接,所述一级稀溶液泵的出口与第二加热器除湿剂通道的入口连接,所述第二加热器除湿剂通道的出口与一级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成一级除湿循环;所述一级空气侧循环中:第一风机提供再生用气体进入所述一级空气侧循环的动力,一级再生器的气体入口连接再生用气体,所述一级再生器气体的出口排出废热空气,第二风机为待处理空气进入所述一级除湿器提供动力,所述一级除湿器的气体入口与待处理气体连接,所述一级除湿器的气体出口与所述二级除湿器的气体入口连接以使空气侧完成一级除湿循环;所述二级溶液除湿单元包括二级空气侧循环和二级溶液侧循环;所述二级溶液侧循环中:二级再生器的溶液出口与二级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器浓溶液通道的出口与二级浓溶液泵的入口连接,所述二级浓溶液泵的出口与二级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述二级冷却器除湿剂通道的出口与二级除湿器的溶液入口连接,所述二级除湿器的溶液出口与二级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器稀溶液通道的出口与二级稀溶液泵的入口连接,所述二级稀溶液泵的出口与第一加热器除湿剂通道的入口连接,所述第一加热器除湿剂通道的出口与二级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成二级除湿循环;所述空气侧循环中:第三风机提供再生用气体进入所述二级空气侧循环的动力,二级再生器的气体入口连接再生用气体,所述二级再生器的气体出口排出废热空气,所述二级除湿器的气体出口与蒸发器空气通道的入口连接,所述蒸发器空气通道的出口送出所需品质空气以使空气侧完成二级除湿循环;一级冷却器和二级冷却器的外部冷源通道提供制除湿剂溶液降温所需的冷量。本专利技术还提供了一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,除了除湿过程为等温除湿外,其余结构与上述的空气处理系统相同,包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统高压侧排热作为热源的两级溶液除湿子系统,所述跨临界压缩子系统包括:通过工质循环连接的压缩单元、气冷单元、节流单元以及蒸发单元,所述气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;所述跨临界压缩子系统中:压缩机的出口与第一加热器制冷剂通道的入口连接,所述第一加热器制冷剂通道的出口与第二加热器制冷剂通道的入口连接,所述第二加热器制冷剂通道的出口与气冷器制冷剂通道的入口连接,所述气冷器制冷剂通道的出口与回热气第一通道的入口连接,所述回热气第一通道的出口与节流装置的入口连接,所述节流装置的出口与蒸发器制冷剂通道的入口连接,所述蒸发器制冷剂通道的出口与回热气第二通道的入口连接,所述回热气第二通道的出口与所述压缩机的入口连接以完成跨临界压缩循环,气冷器的外部冷源通道提供制冷剂蒸汽降温所需的冷量,蒸发器处的制冷剂蒸汽蒸发制冷量用来冷却所述两级溶液除湿子系统除湿后的空气以满足系统送风温度要求;所述一级溶液除湿单元包括一级空气侧循环和一级溶液侧循环;所述一级溶液侧循环中:一级再生器的溶液出口与一级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器浓溶液通道的出口与一级浓溶液泵的入口连接,一级浓溶液泵的出口与所述一级除湿器的溶液入口连接,所述一级除湿器的溶液出口与一级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器稀溶液通道的出口与一级稀溶液泵的入口连接,所述一级稀溶液泵的出口与第二加热器除湿剂通道的入口连接,所述第二加热器除湿本文档来自技高网
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跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统

【技术保护点】
一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,其特征在于,包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统高压侧排热作为热源的两级溶液除湿子系统,除湿过程为绝热除湿,所述跨临界压缩子系统包括:通过工质循环连接的压缩单元、气冷单元、节流单元以及蒸发单元,所述气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;所述跨临界压缩子系统中:压缩机的出口与第一加热器制冷剂通道的入口连接,所述第一加热器制冷剂通道的出口与第二加热器制冷剂通道的入口连接,所述第二加热器制冷剂通道的出口与气冷器制冷剂通道的入口连接,所述气冷器制冷剂通道的出口与回热气第一通道的入口连接,所述回热气第一通道的出口与节流装置的入口连接,所述节流装置的出口与蒸发器制冷剂通道的入口连接,所述蒸发器制冷剂通道的出口与回热气第二通道的入口连接,所述回热气第二通道的出口与所述压缩机的入口连接以完成跨临界压缩循环,气冷器的外部冷源通道提供制冷剂蒸汽降温所需的冷量,蒸发器处的制冷剂蒸汽蒸发制冷量用来冷却所述两级溶液除湿子系统除湿后的空气以满足系统送风温度要求;所述一级溶液除湿单元包括一级空气侧循环和一级溶液侧循环;所述一级溶液侧循环中:一级再生器的溶液出口与一级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器浓溶液通道的出口与一级浓溶液泵的入口连接,一级浓溶液泵的出口与一级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述一级冷却器除湿剂通道的出口与所述一级除湿器的溶液入口连接,所述一级除湿器的溶液出口与一级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器稀溶液通道的出口与一级稀溶液泵的入口连接,所述一级稀溶液泵的出口与第二加热器除湿剂通道的入口连接,所述第二加热器除湿剂通道的出口与一级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成一级除湿循环;所述一级空气侧循环中:第一风机提供再生用气体进入所述一级空气侧循环的动力,一级再生器的气体入口与冷却气体进口连接,所述一级再生器气体的出口排出废热空气,第二风机为待处理空气进入所述一级除湿器提供动力,所述一级除湿器的气体入口与待处理气体连接,所述一级除湿器的气体出口与所述二级除湿器的气体入口连接以使空气侧完成一级除湿循环;所述二级溶液除湿单元包括二级空气侧循环和二级溶液侧循环;所述二级溶液侧循环中:二级再生器的溶液出口与二级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器浓溶液通道的出口与二级浓溶液泵的入口连接,所述二级浓溶液泵的出口与二级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述二级冷却器除湿剂通道的出口与二级除湿器的溶液入口连接,所述二级除湿器的溶液出口与二级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器稀溶液通道的出口与二级稀溶液泵的入口连接,所述二级稀溶液泵的出口与第一加热器除湿剂通道的入口连接,所述第一加热器除湿剂通道的出口与二级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成二级除湿循环;所述空气侧循环中:第三风机提供冷却气体进入所述二级空气侧循环的动力,二级再生器的气体入口连接再生用气体,所述二级再生器的气体出口排出废热空气,所述二级除湿器的气体出口与蒸发器空气通道的入口连接,所述蒸发器空气通道的出口送出所需品质空气以使空气侧完成二级除湿循环;一级冷却器和二级冷却器的外部冷源通道提供制除湿剂溶液降温所需的冷量。...

【技术特征摘要】
1.一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,其特征在于,包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统高压侧排热作为热源的两级溶液除湿子系统,除湿过程为绝热除湿,所述跨临界压缩子系统包括:通过工质循环连接的压缩单元、气冷单元、节流单元以及蒸发单元,所述气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;所述跨临界压缩子系统中:压缩机的出口与第一加热器制冷剂通道的入口连接,所述第一加热器制冷剂通道的出口与第二加热器制冷剂通道的入口连接,所述第二加热器制冷剂通道的出口与气冷器制冷剂通道的入口连接,所述气冷器制冷剂通道的出口与回热气第一通道的入口连接,所述回热气第一通道的出口与节流装置的入口连接,所述节流装置的出口与蒸发器制冷剂通道的入口连接,所述蒸发器制冷剂通道的出口与回热气第二通道的入口连接,所述回热气第二通道的出口与所述压缩机的入口连接以完成跨临界压缩循环,气冷器的外部冷源通道提供制冷剂蒸汽降温所需的冷量,蒸发器处的制冷剂蒸汽蒸发制冷量用来冷却所述两级溶液除湿子系统除湿后的空气以满足系统送风温度要求;所述一级溶液除湿单元包括一级空气侧循环和一级溶液侧循环;所述一级溶液侧循环中:一级再生器的溶液出口与一级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器浓溶液通道的出口与一级浓溶液泵的入口连接,一级浓溶液泵的出口与一级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述一级冷却器除湿剂通道的出口与所述一级除湿器的溶液入口连接,所述一级除湿器的溶液出口与一级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述一级溶液换热器稀溶液通道的出口与一级稀溶液泵的入口连接,所述一级稀溶液泵的出口与第二加热器除湿剂通道的入口连接,所述第二加热器除湿剂通道的出口与一级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成一级除湿循环;所述一级空气侧循环中:第一风机提供再生用气体进入所述一级空气侧循环的动力,一级再生器的气体入口与冷却气体进口连接,所述一级再生器气体的出口排出废热空气,第二风机为待处理空气进入所述一级除湿器提供动力,所述一级除湿器的气体入口与待处理气体连接,所述一级除湿器的气体出口与所述二级除湿器的气体入口连接以使空气侧完成一级除湿循环;所述二级溶液除湿单元包括二级空气侧循环和二级溶液侧循环;所述二级溶液侧循环中:二级再生器的溶液出口与二级溶液换热器浓溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器浓溶液通道的出口与二级浓溶液泵的入口连接,所述二级浓溶液泵的出口与二级冷却器除湿剂通道的入口连接,所述二级冷却器除湿剂通道的出口与二级除湿器的溶液入口连接,所述二级除湿器的溶液出口与二级溶液换热器稀溶液通道的入口连接,所述二级溶液换热器稀溶液通道的出口与二级稀溶液泵的入口连接,所述二级稀溶液泵的出口与第一加热器除湿剂通道的入口连接,所述第一加热器除湿剂通道的出口与二级再生器的溶液入口连接以使除湿剂溶液完成二级除湿循环;所述空气侧循环中:第三风机提供冷却气体进入所述二级空气侧循环的动力,二级再生器的气体入口连接再生用气体,所述二级再生器的气体出口排出废热空气,所述二级除湿器的气体出口与蒸发器空气通道的入口连接,所述蒸发器空气通道的出口送出所需品质空气以使空气侧完成二级除湿循环;一级冷却器和二级冷却器的外部冷源通道提供制除湿剂溶液降温所需的冷量。2.一种跨临界循环与两级溶液除湿系统复合的空气处理系统,其特征在于,包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统高压侧排热作为热源的两级溶液除湿子系统,除湿过程为等温除湿,所述跨临界压缩子系统包括:通过工质循环连接的压缩单元、气冷单元、节流单元以及蒸发单元,所述气冷单元沿工质流动方向分为逐级放热冷却的一级加热器、二级加热器以及气冷器,所述两级溶液除湿子系统包括一级溶液除湿单元和二级溶液除湿单元;所述跨临界压缩子系统中:压缩机的出口与第一加热器制...

【专利技术属性】
技术研发人员:何一坚陈香玉黄国斌
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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