一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统，主要包括设置在机房内的中空纤维膜工作组件、中空纤维膜再生组件、热泵机组、第一、二溶液冷却器和蓄热水箱，及设置在房间内的风机盘管、淋浴和地板辐射采暖。在连接管路上设有多个旋塞阀、旋拧阀和循环泵，通过控制循环泵的开启、旋塞阀的旋向和旋拧阀的开关，即可实现系统冬夏季工作模式的转变：冬季，中空纤维膜工作组件吸收空气中的热量为热泵机组提供低品位热源，夏季由热泵驱动的中空纤维膜溶液除湿系统可实现室内的温湿度独立控制。集成系统一机多用，解决了冬季使用空气源热泵供热室外换热器结霜问题，实现了夏季温湿度独立控制，有效的推动了可再生能源技术的应用。

A heating and air dehumidification system integrated with a hollow fiber membrane and a heat pump

The utility model discloses a hollow fiber membrane with integrated heat pump heating and air dehumidification system mainly comprises a hollow fiber membrane component is arranged in the room work, the hollow fiber membrane regeneration component, a heat pump unit, first, second solution cooler and the heat storage tank, and the fan coil is arranged in a room, shower and floor radiant heating. The connecting pipe is provided with a plurality of plug valves, screwed valve and a circulating pump, by opening the stopcock, the circulating pump control of rotating direction and the screwed valve switch, can realize the transformation system of winter and summer work mode: winter work components of hollow fiber membrane absorbs the heat in the air with low grade heat source heat pump unit, hollow fiber membrane liquid dehumidification system in summer by the heat pump drive can realize the independent control of indoor temperature and humidity. The utility model solves the problem of frosting of an outdoor heat exchanger of an air source heat pump in winter, realizes independent control of temperature and humidity in summer, and effectively promotes the application of renewable energy technology.

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统
本技术涉及一种供热与空气除湿系统，尤其涉及一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统。
技术介绍
为降低建筑能耗，热泵供热技术与温湿度独立控制技术得到广泛的应用。中空纤维膜溶液除湿系统可以很好的实现温湿度独立控制，且不存在溶液漂失问题，已有相关的研究成果与专利文献公布了有关技术方案。但对于用户来说，同时投资建设供热设备与除湿设备，需要综合考虑占地面积与经济性问题。热源塔热泵为一种新型的热泵装置，它通过热源塔与室外空气换热，吸收空气中的热量，将吸收的低品位热量以热泵的形式转换为高品位的热量从而达到向室内供暖和提供生活热水的目的，在早期的应用中，由于载热流体与空气直接接触换热，易导致载热流体的污染以及溶液的漂失，未解决此问题闭式热源塔技术被提出，却增加了管外结霜的问题。由于除湿与供热有着明显的季节性使用需求，使用热泵驱动的中空纤维膜除湿系统可以达到夏季空气除湿的目的，但是冬季供热时热泵的容量由无法满足供热需求，因此需要额外建设供热热泵，造成设备成本提高。
技术实现思路
本技术主要解决开式热源塔热泵溶液漂失和闭式塔结霜的问题，同时使用同一套设备实现夏季室内温湿度独立控制。将热泵供热设备与空气除湿设备集成，冬季为改进的热源塔热泵系统为室内供热，夏季为热泵驱动的中空纤维膜溶液除湿系统实现室内温湿度控制，集成系统减少占地面积与设备初投资。此外，系统中溶液再生采用空气式溶液再生技术，即采用干空气与需要再生的溶液接触，由于溶液水蒸气分压高于干空气的水蒸气分压，溶液中的水分会通过膜结构向空气侧传递，最终实现溶液再生，克服了溶液再生对高品位能源的需求，避免了复杂的设备。为了解决上述技术问题，本技术提出的一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统，包括机房和房间；所述机房内设有热泵机组、溶液循环泵、第一溶液冷却器、第二溶液冷却器、蓄热水箱、溶液冷却循环水泵和相互连接的进风风道和排风风道；所述热泵机组包括第一热泵换热器和第二热泵换热器；所述房间内设有淋浴和地板辐射采暖；自所述进风风道的进口至所述排风风道的出口依次布置有进风轴流风机、空气过滤器和中空纤维膜工作组件、干燥箱、中空纤维膜再生组件、排风轴流风机和排风通风阀；所述中空纤维膜工作组件与中空纤维膜再生组件结构相同，均由多个中空纤维膜模块串联或并联组成；所述干燥箱的前后分别设置通风阀，在所述中空纤维膜工作组件与干燥箱之间的连接处通过室内新风通风阀连接有室内新风风道；在所述中空纤维膜再生组件与干燥箱之间的连接处通过室内回风通风阀连接有室内回风风道；所述室内新风风道和室内回风风道均通向房间内；在所述室内新风风道的室内端安装有风机盘管，所述室内回风风道的室内端安装有回风风机；所述中空纤维膜工作组件的出口与所述第一热泵换热器的入口1连接，所述第一热泵换热器出口2通过所述溶液循环泵与第一三通旋塞阀的2口相连，所述第一三通旋塞阀的1口与第二三通旋塞阀的3口相连，所述第一三通旋塞阀的3口连接至所述第一溶液冷却器的溶液进口3；所述第一溶液冷却器的溶液出口1与所述第二三通旋塞阀的1口相连，所述第二三通旋塞阀的2口连接至所述中空纤维膜再生组件的溶液入口；所述中空纤维膜再生组件的溶液出口与第三三通旋塞阀的1口相连，所述第三三通旋塞阀的2口与第四三通旋塞阀的2口相连，所述第三三通旋塞阀的3口连接至所述第二溶液冷却器的溶液进口3，所述第二溶液冷却器的溶液出口1与所述第四三通旋塞阀的3口相连，所述第四三通旋塞阀的1口连接至所述中空纤维膜工作组件的入口；所述第二热泵换热器出口3与第五三通旋塞阀的1口相连，第五三通旋塞阀的2口与第一三通混合阀的1口相连，第一三通混合阀的2口通过第一旋拧阀后并经过一个循环水泵连接至所述风机盘管的入口，所述风机盘管的出口与第二三通混合阀的3口相连；所述第五三通旋塞阀的3口与第六三通旋塞阀的3口相连，第六三通旋塞阀的2口连接至所述蓄热水箱的热水进口5，所述蓄热水箱的冷水出口4与第七三通旋塞阀的2口相连，第七三通旋塞阀的1口通过一个循环水泵连接至第八三通旋塞阀的3口，所述第二三通混合阀的1口连接至所述第八三通旋塞阀的2口，第八三通旋塞阀的1口连接至所述第二热泵换热器的入口4；第一三通混合阀的3口连接至所述溶液冷却循环水泵的入口，所述溶液冷却循环水泵的出口连接至所述第二溶液冷却器的水侧入口2；所述第二溶液冷却器的水侧出口4连接至所述第二三通混合阀的2口；第七三通旋塞阀的3口通过一个循环水泵后连接至所述第一溶液冷却器的水侧入口4，所述第一溶液冷却器的水侧出口2连接至所述第六三通旋塞阀的1口；所述蓄热水箱的热水出口1通过第二旋拧阀连接至所述淋浴；所述蓄热水箱的热水出口3通过第三旋拧阀和一个循环水泵后连接至所述地板辐射采暖的入口，所述地板辐射采暖的出口与所述蓄热水箱的冷水入口2相连，所述地板辐射采暖的供水和回水之间设置第四旋拧阀。进一步讲，所述干燥箱中所用的干燥剂是硫酸钙、氯化钙、硅胶和活性氧化铝中的一种或几种的组合。所述中空纤维膜工作组件与中空纤维膜再生组件使用的工作液体为氯化钙溶液、氯化锂溶液、溴化锂溶液、乙二醇溶液中的一种或两种的混合溶液。本技术综合了中空纤维膜传热传质、溶液除湿与热源塔热泵供热技术，利用中空纤维膜实现工作流体与空气间的热质交换，一机多用，解决了冬季使用空气源热泵供热室外换热器结霜问题，实现了夏季温湿度独立控制，有效的推动了可再生能源技术的应用。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：(1)集成系统一机多用，解决了冬季使用空气源热泵供热室外换热器结霜问题，实现了夏季温湿度独立控制，系统综合能效高。(2)中空纤维膜组件与热泵作为核心部件，将供热与除湿设备集成，减少占地面积，降低设备初投资。(3)采用了一种空气式溶液再生方式，克服了防冻液再生对高品位能源的需求，避免了复杂的设备。(4)通过控制循环泵的开启、旋塞阀的旋向和旋拧阀的开关，即可实现系统冬夏季工作模式的转变，提高系统的自动化程度。附图说明图1为本技术一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统示意图。图中：I-机房II-热泵机组III-房间af1-进风风道af2-排风风道af3-室内新风风道af4-室内回风风道av1-进风通风阀av2-排风通风阀av3-室内新风通风阀av4-通风阀av5-通风阀av6-室内回风通风阀f1-进风轴流风机f2-排风轴流风机e1-空气过滤器e2-中空纤维膜工作组件e3-中空纤维膜再生组件e4-干燥箱e5-第一溶液冷却器e6-溶液循环泵e7-第一热泵换热器e8-第二热泵换热器e9-第二溶液冷却器e10-溶液冷却循环水泵e13-蓄热水箱e16-风机盘管e17-淋浴e18-地板辐射采暖e19-回风风机e11、e12、e14、e15-循环水泵mo1-中空纤维膜模块v1-第四三通旋塞阀v2-第二三通旋塞阀v3-第三三通旋塞阀v4-第一三通旋塞阀v5-第八三通旋塞阀v6-第二三通混合阀v7-第五三通旋塞阀v8-第一三通混合阀v9-第一旋拧阀v10-第六三通旋塞阀v11-第七三通旋塞阀v12-第二旋拧阀v13-第三旋拧阀v14-第四旋拧阀虚线表示中空纤维膜工作组件的溶液流出管细实线表示溶液或水管路双粗实线表示风道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统，包括机房(I)和房间(III)；其特征在于：所述机房(I)内设有热泵机组(II)、溶液循环泵(e6)、第一溶液冷却器(e5)、第二溶液冷却器(e9)、蓄热水箱(e13)、溶液冷却循环水泵(e10)和相互连接的进风风道(af1)和排风风道(af2)；所述热泵机组(II)包括第一热泵换热器(e7)和第二热泵换热器(e8)；所述房间(III)内设有淋浴(e17)和地板辐射采暖(e18)；自所述进风风道(af1)的进口至所述排风风道(af2)的出口依次布置有进风轴流风机(f1)、空气过滤器(e1)和中空纤维膜工作组件(e2)、干燥箱(e4)、中空纤维膜再生组件(e3)、排风轴流风机(f2)和排风通风阀(av2)；所述中空纤维膜工作组件(e2)与中空纤维膜再生组件(e3)结构相同，均由多个中空纤维膜模块(mo1)串联或并联组成；所述干燥箱(e4)的前后分别设置通风阀，在所述中空纤维膜工作组件(e2)与干燥箱(e4)之间的连接处通过室内新风通风阀(av3)连接有室内新风风道(af3)；在所述中空纤维膜再生组件(e3)与干燥箱(e4)之间的连接处通过室内回风通风阀(av6)连接有室内回风风道(af4)；所述室内新风风道(af3)和室内回风风道(af4)均通向房间(III)内；在所述室内新风风道(af3)的室内端安装有风机盘管(e16)，所述室内回风风道(af4)的室内端安装有回风风机(e19)；所述中空纤维膜工作组件(e2)的出口与所述第一热泵换热器(e7)的入口1连接，所述第一热泵换热器(e7)出口2通过所述溶液循环泵(e6)与第一三通旋塞阀(v4)的2口相连，所述第一三通旋塞阀(v4)的1口与第二三通旋塞阀(v2)的3口相连，所述第一三通旋塞阀(v4)的3口连接至所述第一溶液冷却器(e5)的溶液进口3；所述第一溶液冷却器(e5)的溶液出口1与所述第二三通旋塞阀(v2)的1口相连，所述第二三通旋塞阀(v2)的2口连接至所述中空纤维膜再生组件(e3)的溶液入口；所述中空纤维膜再生组件(e3)的溶液出口与第三三通旋塞阀(v3)的1口相连，所述第三三通旋塞阀(v3)的2口与第四三通旋塞阀(v1)的2口相连，所述第三三通旋塞阀(v3)的3口连接至所述第二溶液冷却器(e9)的溶液进口3，所述第二溶液冷却器(e9)的溶液出口1与所述第四三通旋塞阀(v1)的3口相连，所述第四三通旋塞阀(v1)的1口连接至所述中空纤维膜工作组件(e2)的入口；所述第二热泵换热器(e8)出口3与第五三通旋塞阀(v7)的1口相连，第五三通旋塞阀(v7)的2口与第一三通混合阀(v8)的1口相连，第一三通混合阀(v8)的2口通过第一旋拧阀(v9)后并经过一个循环水泵(e14)连接至所述风机盘管(e16)的入口，所述风机盘管(e16)的出口与第二三通混合阀(v6)的3口相连；所述第五三通旋塞阀(v7)的3口与第六三通旋塞阀(v10)的3口相连，第六三通旋塞阀(v10)的2口连接至所述蓄热水箱(e13)的热水进口5，所述蓄热水箱(e13)的冷水出口4与第七三通旋塞阀(v11)的2口相连，第七三通旋塞阀(v11)的1口通过一个循环水泵(e11)连接至第八三通旋塞阀(v5)的3口，所述第二三通混合阀(v6)的1口连接至所述第八三通旋塞阀(v5)的2口，第八三通旋塞阀(v5)的1口连接至所述第二热泵换热器(e8)的入口4；第一三通混合阀(v8)的3口连接至所述溶液冷却循环水泵(e10)的入口，所述溶液冷却循环水泵(e10)的出口连接至所述第二溶液冷却器(e9)的水侧入口2；所述第二溶液冷却器(e9)的水侧出口4连接至所述第二三通混合阀(v6)的2口；第七三通旋塞阀(v11)的3口通过一个循环水泵(e12)后连接至所述第一溶液冷却器(e5)的水侧入口4，所述第一溶液冷却器(e5)的水侧出口2连接至所述第六三通旋塞阀(v10)的1口；所述蓄热水箱(e13)的热水出口1通过第二旋拧阀(v12)连接至所述淋浴(e17)；所述蓄热水箱(e13)的热水出口3通过第三旋拧阀(v13)和一个循环水泵(e15)后连接至所述地板辐射采暖(e18)的入口，所述地板辐射采暖(e18)的出口与所述蓄热水箱(e13)的冷水入口2相连，所述地板辐射采暖(e18)的供水和回水之间设置第四旋拧阀(v14)。...

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维膜与热泵集成的供热与空气除湿系统，包括机房(I)和房间(III)；其特征在于：所述机房(I)内设有热泵机组(II)、溶液循环泵(e6)、第一溶液冷却器(e5)、第二溶液冷却器(e9)、蓄热水箱(e13)、溶液冷却循环水泵(e10)和相互连接的进风风道(af1)和排风风道(af2)；所述热泵机组(II)包括第一热泵换热器(e7)和第二热泵换热器(e8)；所述房间(III)内设有淋浴(e17)和地板辐射采暖(e18)；自所述进风风道(af1)的进口至所述排风风道(af2)的出口依次布置有进风轴流风机(f1)、空气过滤器(e1)和中空纤维膜工作组件(e2)、干燥箱(e4)、中空纤维膜再生组件(e3)、排风轴流风机(f2)和排风通风阀(av2)；所述中空纤维膜工作组件(e2)与中空纤维膜再生组件(e3)结构相同，均由多个中空纤维膜模块(mo1)串联或并联组成；所述干燥箱(e4)的前后分别设置通风阀，在所述中空纤维膜工作组件(e2)与干燥箱(e4)之间的连接处通过室内新风通风阀(av3)连接有室内新风风道(af3)；在所述中空纤维膜再生组件(e3)与干燥箱(e4)之间的连接处通过室内回风通风阀(av6)连接有室内回风风道(af4)；所述室内新风风道(af3)和室内回风风道(af4)均通向房间(III)内；在所述室内新风风道(af3)的室内端安装有风机盘管(e16)，所述室内回风风道(af4)的室内端安装有回风风机(e19)；所述中空纤维膜工作组件(e2)的出口与所述第一热泵换热器(e7)的入口1连接，所述第一热泵换热器(e7)出口2通过所述溶液循环泵(e6)与第一三通旋塞阀(v4)的2口相连，所述第一三通旋塞阀(v4)的1口与第二三通旋塞阀(v2)的3口相连，所述第一三通旋塞阀(v4)的3口连接至所述第一溶液冷却器(e5)的溶液进口3；所述第一溶液冷却器(e5)的溶液出口1与所述第二三通旋塞阀(v2)的1口相连，所述第二三通旋塞阀(v2)的2口连接至所述中空纤维膜再生组件(e3)的溶液入口；所述中空纤维膜再生组件(e3)的溶液出口与第三三通旋塞阀(v3)的1口相连，所述第三三通旋塞阀(v3)的2口与第四三通旋塞阀(v1)的2口相连，所述第三三通旋塞阀(v3)的3口连接至所述第二溶液冷却器(e9)的溶液进口3，所述第二溶液冷却器(e9)的溶液出口1与所述第四三通旋塞阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，李敏霞，赵力，赵军，邓帅，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12