跨临界循环与溶液除湿系统复合的空气处理系统技术方案

发明专利技术公开了一种跨临界循环与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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元，除湿过程为绝热除湿；本发明专利技术还公开了一种跨临界循环与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，可以同时实现空气的除湿和降温，提高了除湿系统的整体性能，在跨临界压缩制冷循环制冷温度7～12℃的条件下，压缩系统高压侧排热基本满足再生热需求，当除湿剂冷却温度下降时可以完全满足，压缩功可以减少10％以上，系统结构简单且整体的经济性与环保性良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气热湿处理领域，特别涉及一种跨临界循环与溶液除湿系统复合的空气处理系统。
技术介绍
早在60多年前，Lof就提出了溶液除湿的概念，采用三甘醇(TEG)作为吸湿剂，利用太阳能进行再生。近年来，随着能源短缺问题凸显，溶液除湿因其利用可再生能源及低品位余热的特点成为了国内外研究的热点。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，涉及溶液除湿、余热制冷
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。再生器产生的室温下的高浓度盐溶液，在一级吸湿塔对湿空气进行初步除湿，然后一级吸湿塔出口的中间浓度盐溶液被余热制冷机组降温，进入二级吸湿塔，完成对初步除湿后空气的深度除湿。本专利技术对低温余热进行了梯级利用，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。该系统采用低温余热驱动，低温余热为工业余热、低温太阳能集热或地热。然而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。例如申请号为201510395706.7的中国专利文献公开了一种跨临界循环与两级吸收式热泵联产的复合热泵系统，包括跨临界压缩子系统以及将跨临界压缩子系统作为热源的热泵子系统，所述热泵子系统包括与跨临界压缩子系统能量耦合的第一类吸收式热泵子系统和第二类吸收式热泵子系统；本专利技术还公开了一种跨临界循环与两级吸收式热泵联产方法；本专利技术通过跨临界循环和两级吸收式循环合理的能量耦合，改变传统压缩循环的热能输出，充分利用跨临界循环的冷凝热和极低品位热源，两级吸收式热泵输出可用的常规热源，提高热泵系统的整体性能，经过分析，相比于传统跨临界热泵循环，本专利技术的热泵系统可提高制热性能系数40％以上，经济性良好且整体结构简单，然而仅限于制热功能，无法进行除湿过程。又如申请号为201510028899.2的中国专利公开了一种跨临界循环提供两级吸收热的复合制冷系统，由跨临界压缩子系统、高压吸收子系统和低压吸收子系统组成，是一种新型闭式压缩吸收复合系统，通过合理的能量耦合，使高压吸收子系统和低压吸收子系统的发生热量全部来自于跨临界压缩子系统，同时使两级吸收低压级可利用余热品味降低，提高了跨临界压缩机出口排气余热量的利用率，使吸收式子系统无需额外的热量输入，仅需压缩机等必须的电能输入，具有良好的独立性和适用范围；与单纯跨临界压缩循环相比，复合系统循环COP可提高约30％～40％，具有良好的经济性。然而仅限于制冷功能，无法进行除湿过程。
技术实现思路
本专利技术提供了一种跨临界循环与溶液除湿系统复合的空气处理系统，通过跨临界循环和溶液除湿/再生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，提高空气处理系统的整体性能。一种跨临界循环与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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元，除湿过程为绝热除湿；所述浓溶液除湿单元包括：浓溶液流量调节阀，进口与所述稀溶液再生单元的溶液出口连接；溶液换热器，包括换热的溶液换热器第一通道和溶液换热器第二通道，所述溶液换热器第一通道的进口与所述浓溶液流量调节阀的出口连接，所述溶液换热器第二通道为稀溶液通道；浓溶液泵，进口与所述溶液换热器第一通道的出口连接；冷却器，包括换热的冷却器第一通道和冷却器第二通道，所述冷却器第一通道的进口与所述浓溶液泵的出口连接，所述冷却器第二通道连接外部冷源；除湿器，用于待处理空气的除湿，气体入口与待处理气体进口连接，除湿剂溶液与空气传热传质为绝热型，溶液入口与所述冷却器第一通道的出口连接；气体入口可以连接第一过滤器过滤待处理气体。第一风机，为待处理气体提供进入所述浓溶液除湿单元的动力；蒸发器，包括换热的蒸发器第一通道和蒸发器第二通道，所述蒸发器第一通道的进口与除湿器的气体出口连接，所述蒸发器第一通道的出口供应所需品质的空气，所述蒸发器第二通道连接跨临界压缩子系统；蒸发器为空气降温提供所需的冷量；所述稀溶液再生单元包括：稀溶液流量调节阀，进口与所述除湿器的溶液出口连接，出口与所述溶液换热器第二通道的入口连接；稀溶液泵，进口与所述溶液换热器第二通道的出口连接；加热器，包括换热的加热器第一通道和加热器第二通道，所述加热器第一通道的进口与所述稀溶液泵的出口连接，所述加热器第二通道为跨临界压缩子系统的加热管以提供溶液再生所需的热量；再生器，用于稀溶液的浓缩，溶液入口与所述加热器第一通道的出口连接；空气换热器，包括换热的空气换热器第一通道和空气换热器第二通道，所述空气换热器第一通道的进口连接再生用气体，所述空气换热器第一通道的出口与所述再生器的气体入口连接，所述空气换热器第二通道的进口与所述再生器的气体出口连接，所述第二通道的出口用来排出废热气体；第二风机，为再生用气体进入所述稀溶液再生单元提供动力；所述跨临界压缩子系统包括：压缩机，出口与所述加热管的入口连接；回热器，包括换热的回热器第一通道和回热器第二通道，所述回热器第一通道的进口与所述加热管的出口连接，所述第二通道的进口与蒸发器第二通道的出口连接，所述第二通道的出口与压缩机入口连接；节流装置，入口与所述回热器第一通道的出口连接，出口与所述蒸发器第二通道的进口连接。本专利技术还提供了一种跨临界循环与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，其余与上述的处理系统结构相同，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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元；所述浓溶液除湿单元包括：浓溶液流量调节阀，进口与所述稀溶液再生单元的溶液出口连接；溶液换热器，包括换热的溶液换热器第一通道和溶液换热器第二通道，所述溶液换热器第一通道的进口与所述浓溶液流量调节阀的出口连接，所述溶液换热器第二通道为稀溶液通道；浓溶液泵，进口与所述溶液换热器第一通道的出口连接；除湿器，用于待处理空气的除湿，气体入口与待处理气体进口连接，除湿剂溶液与空气传热传质为绝热型，溶液入口与所述浓溶液泵的出口连接；冷却盘管，置于除湿器填料内；所述冷却盘管及时带走除湿过程产生的热量，使除湿剂溶液温度保持恒定，提高了除湿能力；同时，溶液换热器的换热温差增大，低温稀溶液可以更好的给高温浓溶液降温，从而减少外部冷源的输入量，起到节约能源的作用。第一风机，为待处理气体提供进入所述浓溶液除湿单元的动力；蒸发器，包括换热的蒸发器第一通道和蒸发器第二通道，所述蒸发器第一通道的进口与除湿器的气体出口连接，所述蒸发器第一通道的出口供应所需品质的空气，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨临界循环与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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元，除湿过程为绝热除湿；所述浓溶液除湿单元包括：浓溶液流量调节阀，进口与所述稀溶液再生单元的溶液出口连接；溶液换热器，包括换热的溶液换热器第一通道和溶液换热器第二通道，所述溶液换热器第一通道的进口与所述浓溶液流量调节阀的出口连接，所述溶液换热器第二通道为稀溶液通道；浓溶液泵，进口与所述溶液换热器第一通道的出口连接；冷却器，包括换热的冷却器第一通道和冷却器第二通道，所述冷却器第一通道的进口与所述浓溶液泵的出口连接，所述冷却器第二通道连接外部冷源；除湿器，用于待处理空气的除湿，气体入口与待处理气体进口连接，除湿剂溶液与空气传热传质为绝热型，溶液入口与所述冷却器第一通道的出口连接；第一风机，为待处理气体提供进入所述浓溶液除湿单元的动力；蒸发器，包括换热的蒸发器第一通道和蒸发器第二通道，所述蒸发器第一通道的进口与除湿器的气体出口连接，所述蒸发器第一通道的出口供应所需品质的空气，所述蒸发器第二通道连接跨临界压缩子系统；所述稀溶液再生单元包括：稀溶液流量调节阀，进口与所述除湿器的溶液出口连接，出口与所述溶液换热器第二通道的入口连接；稀溶液泵，进口与所述溶液换热器第二通道的出口连接；加热器，包括换热的加热器第一通道和加热器第二通道，所述加热器第一通道的进口与所述稀溶液泵的出口连接，所述加热器第二通道为跨临界压缩子系统的加热管以提供溶液再生所需的热量；再生器，用于稀溶液的浓缩，溶液入口与所述加热器第一通道的出口连接；空气换热器，包括换热的空气换热器第一通道和空气换热器第二通道，所述空气换热器第一通道的进口连接再生用气体，所述空气换热器第一通道的出口与所述再生器的气体入口连接，所述空气换热器第二通道的进口与所述再生器的气体出口连接，所述第二通道的出口用来排出废热气体；第二风机，为再生用气体进入所述稀溶液再生单元提供动力；所述跨临界压缩子系统包括：压缩机，出口与所述加热管的入口连接；回热器，包括换热的回热器第一通道和回热器第二通道，所述回热器第一通道的进口与所述加热管的出口连接，所述第二通道的进口与蒸发器第二通道的出口连接，所述第二通道的出口与压缩机入口连接；节流装置，入口与所述回热器第一通道的出口连接，出口与所述蒸发器第二通道的进口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种跨临界循环与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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元，除湿过程为绝热除湿；所述浓溶液除湿单元包括：浓溶液流量调节阀，进口与所述稀溶液再生单元的溶液出口连接；溶液换热器，包括换热的溶液换热器第一通道和溶液换热器第二通道，所述溶液换热器第一通道的进口与所述浓溶液流量调节阀的出口连接，所述溶液换热器第二通道为稀溶液通道；浓溶液泵，进口与所述溶液换热器第一通道的出口连接；冷却器，包括换热的冷却器第一通道和冷却器第二通道，所述冷却器第一通道的进口与所述浓溶液泵的出口连接，所述冷却器第二通道连接外部冷源；除湿器，用于待处理空气的除湿，气体入口与待处理气体进口连接，除湿剂溶液与空气传热传质为绝热型，溶液入口与所述冷却器第一通道的出口连接；第一风机，为待处理气体提供进入所述浓溶液除湿单元的动力；蒸发器，包括换热的蒸发器第一通道和蒸发器第二通道，所述蒸发器第一通道的进口与除湿器的气体出口连接，所述蒸发器第一通道的出口供应所需品质的空气，所述蒸发器第二通道连接跨临界压缩子系统；所述稀溶液再生单元包括：稀溶液流量调节阀，进口与所述除湿器的溶液出口连接，出口与所述溶液换热器第二通道的入口连接；稀溶液泵，进口与所述溶液换热器第二通道的出口连接；加热器，包括换热的加热器第一通道和加热器第二通道，所述加热器第一通道的进口与所述稀溶液泵的出口连接，所述加热器第二通道为跨临界压缩子系统的加热管以提供溶液再生所需的热量；再生器，用于稀溶液的浓缩，溶液入口与所述加热器第一通道的出口连接；空气换热器，包括换热的空气换热器第一通道和空气换热器第二通道，所述空气换热器第一通道的进口连接再生用气体，所述空气换热器第一通道的出口与所述再生器的气体入口连接，所述空气换热器第二通道的进口与所述再生器的气体出口连接，所述第二通道的出口用来排出废热气体；第二风机，为再生用气体进入所述稀溶液再生单元提供动力；所述跨临界压缩子系统包括：压缩机，出口与所述加热管的入口连接；回热器，包括换热的回热器第一通道和回热器第二通道，所述回热器第一通道的进口与所述加热管的出口连接，所述第二通道的进口与蒸发器第二通道的出口连接，所述第二通道的出口与压缩机入口连接；节流装置，入口与所述回热器第一通道的出口连接，出口与所述蒸发器第二通道的进口连接。2.一种跨临界循环与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溶液除湿子系统，所述溶液除湿子系统包括浓溶液除湿单元和稀溶液再生单元，除湿过程为等温除湿；所述浓溶液除湿单元包括：浓溶液流量调节阀，进口与所述稀溶液再生单元的溶液出口连接；溶液换热器，包括换热的溶液换热器第一通道和溶液换热器第二通道，所述溶...

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