專利名稱：利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種暖通空調(diào)領(lǐng)域用的利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新風(fēng)機組的任務(wù)就是實現(xiàn)夏季對新風(fēng)的降溫除濕過程，冬季對新風(fēng)的加熱加濕處理過程。在傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中，采用冷凝除濕方法，即使用7℃的冷凍水通過表冷器將空氣的溫度降低到露點以下凝結(jié)出水分，從而對空氣除濕。由于常規(guī)新風(fēng)機除濕和降溫是同時進行的，帶來了很多的問題制冷機工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導(dǎo)致制冷機性能系數(shù)較低；冷凝除濕后的空氣濕度雖滿足要求、但溫度過低，有時還需要再熱從而造成能源的浪費；由于凝結(jié)水的存在，盤管等容易滋生霉菌，造成室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化；冬季的加濕功能還需要另外的加濕設(shè)備才能實現(xiàn)。
溶液除濕空調(diào)實現(xiàn)了空氣處理過程中溫度和濕度的獨立控制。它采用具有吸濕能力的鹽溶液吸收空氣中的水蒸氣，通過向室內(nèi)送入足夠干燥的新風(fēng)帶走濕負荷，而顯熱負荷由另外獨立的系統(tǒng)控制。溶液除濕去除室內(nèi)潛熱負荷的優(yōu)越性越來越受到人們的關(guān)注。與常規(guī)空調(diào)相比，可采用低溫?zé)嵩打?qū)動，節(jié)約大量電能；通過溶液的噴灑可以除去空氣中的塵埃、細菌、霉菌及其它一些有害物；避免了使用有凝結(jié)水的盤管，明顯提高室內(nèi)空氣品質(zhì)；通過儲存溶液的容器，可方便的實現(xiàn)蓄能。同時由于冷水的作用不再是除濕，溫度可以提高，不采用常規(guī)空調(diào)的7℃冷凍水，而使用溫度較高的冷卻水也能得到很好的送風(fēng)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以冷卻水為冷源的，利用吸濕溶液為循環(huán)工質(zhì)的新風(fēng)處理機組。
本發(fā)明提出的一種利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和直接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有板式換熱器(2)、氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)和溶液自循環(huán)泵(3)；所述直接蒸發(fā)冷卻裝置含有氣液直接接觸模塊(E)、水泵(4)；所述在單元噴淋模塊中，有溶液自循環(huán)泵分別控制模塊(A)、(B)、(C)、(D)內(nèi)部的噴淋溶液的流量，另有一個系統(tǒng)循環(huán)泵控制濃溶液在模塊(A)、(B)、(C)、(D)之間的級間流量；所述在每個模塊中，溶液在自循環(huán)泵(3)的驅(qū)動下，從模塊底部流入板式換熱器(2)，然后經(jīng)過布液裝置流下浸濕填料，溶液在填料中與新風(fēng)進行熱量和質(zhì)量的交換，最后溶液回到模塊的底部液槽中，完成循環(huán)過程。
在上述新風(fēng)處理機組中，所述由冷卻塔所提供的32℃冷卻水，以并聯(lián)方式流入板式換熱器，冷卻水的冷量通過板式換熱器(2)傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊(A)、(B)、(C)布液裝置的溶液溫度。噴淋下的吸濕溶液直接與新風(fēng)接觸，新風(fēng)被降溫除濕，模塊(A)、(B)、(C)、(D)之間有與新風(fēng)逆流流動的濃溶液以帶走從空氣中吸收的水分，沿程溶液濃度不斷降低，最后由模塊(A)流出的稀溶液需濃縮再生才能重新使用，采用70℃的熱水作為再生熱源；所述對于最后一級單元噴淋模塊(D)，其板式換熱器(2)中冷卻溶液的冷水由模塊(E)內(nèi)部的蒸發(fā)冷卻過程獲得經(jīng)過(D)處理后的空氣，一部分作為室內(nèi)的送風(fēng)，另一小部分引入到模塊(E)中，模塊(E)中直接噴水利用水分的蒸發(fā)冷卻作用將冷量通過板式換熱器(2)傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊(D)布液裝置的溶液溫度，提高其除濕能力。
在上述新風(fēng)處理機組中，其特征在于所述在冬季由冷卻塔提供的40℃左右的熱水流入板式換熱器。
本發(fā)明提出的另一種利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)、板式換熱器(2)、溶液自循環(huán)泵(3)；所述外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置含有氣液直接接觸模塊(F)、空氣冷卻器(5)、水泵(4)；經(jīng)單元噴淋模塊處理后的新風(fēng)，進入外冷型間接蒸發(fā)冷卻裝置的空氣冷卻器(1)，在空氣冷卻器(1)中被模塊(F)產(chǎn)生的冷水冷卻，之后大部分送入室內(nèi)，小部分被引入模塊(F)中進行直接蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水，完成新風(fēng)被除濕降溫的過程。
本發(fā)明提出的再一種利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻模塊(6)兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)、板式換熱器(2)、溶液自循環(huán)泵(3)；所述內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置(6)為一個整體的模塊，在模塊內(nèi)部完成一次送風(fēng)被冷卻、二次排風(fēng)和噴淋冷水蒸發(fā)冷卻的過程。
由于本發(fā)明利用冷卻水為冷源帶走除濕過程潛熱，利用濃溶液依次通過多級除濕模塊處理出足夠干燥的新風(fēng)，同時采用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)得到合適的送風(fēng)溫度。從而不需外部冷源，即獲得了足夠干燥、溫度接近室溫的送風(fēng)。


圖1流程一、利用間接蒸發(fā)冷卻對溶液降溫的新風(fēng)處理機組夏季工作原理圖。
圖2流程二、外冷型間接蒸發(fā)冷卻新風(fēng)處理機組夏季工作原理圖。
圖3流程三、內(nèi)冷型間接蒸發(fā)冷卻新風(fēng)處理機組夏季工作原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明請見圖1～3。
實現(xiàn)此性能的新風(fēng)機組有下面三種流程流程一利用間接蒸發(fā)冷卻對溶液降溫的新風(fēng)處理機組該新風(fēng)處理機由四級單元噴淋模塊和一級直接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成。單元噴淋模塊由四個板式換熱器2、氣液直接接觸模塊A、B、C、D和四個溶液自循環(huán)泵組成。直接蒸發(fā)冷卻裝置由一個氣液直接接觸模塊E、一個水泵4等部件組成(見圖1)。
其工作過程如下在單元噴淋模塊中，有四個溶液自循環(huán)泵分別控制模塊A、B、C、D內(nèi)部的噴淋溶液的流量，另有一個系統(tǒng)循環(huán)泵控制濃溶液在模塊A、B、C、D之間的級間流量。在每個模塊中，溶液在自循環(huán)泵3的驅(qū)動下，從模塊底部流入板式換熱器2，然后經(jīng)過布液裝置流下浸濕填料，溶液在填料中與新風(fēng)進行熱量和質(zhì)量的交換，最后溶液回到模塊的底部液槽中，完成循環(huán)過程。夏季，由冷卻塔所提供的32℃冷卻水，以并聯(lián)方式分別流入新風(fēng)流動方向的前三個板式換熱器，冷卻水的冷量通過板式換熱器2傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊A、B、C布液裝置的溶液溫度，從而提高其除濕能力，同時帶走除濕過程所釋放的潛熱。噴淋下的吸濕溶液直接與新風(fēng)接觸，新風(fēng)被降溫除濕，模塊A、B、C、D之間有與新風(fēng)逆流流動的濃溶液以帶走從空氣中吸收的水分，沿程溶液濃度不斷降低，最后由模塊A流出的稀溶液需濃縮再生才能重新使用，可采用70℃的熱水作為再生熱源。冬季，只需將夏季工況的冷卻水換成40℃左右的熱水，熱水的作用為提高進入模塊A、B、C布液裝置的溶液溫度從而提高其加濕能力，同時補充加濕過程所需氣化潛熱。采用多級單元噴淋模塊串聯(lián)的形式，濃溶液的流動方向和新風(fēng)相反，從而減小了空氣處理過程的損失，提高了新風(fēng)處理過程的效率。
為降低送風(fēng)溫度，對于最后一級單元噴淋模塊D，其板換中冷卻溶液的冷水由模塊E內(nèi)部的蒸發(fā)冷卻過程獲得經(jīng)過D處理后的空氣，一部分作為室內(nèi)的送風(fēng)，另一小部分引入到模塊E中，模塊E中直接噴水利用水分的蒸發(fā)冷卻作用將冷量通過板式換熱器2傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊D布液裝置的溶液溫度，從而提高其除濕能力。同時產(chǎn)生出足夠干燥的送風(fēng)，并降低送風(fēng)溫度。
流程二外冷型間接蒸發(fā)冷卻新風(fēng)處理機組該新風(fēng)處理機組由四級單元噴淋模塊和外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成。其中，單元噴淋模塊由四個氣液直接接觸模塊A、B、C、D、四個板式換熱器2、四個溶液自循環(huán)泵3組成(見圖2)。外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置由氣液直接接觸模塊F、空氣冷卻器5、和水泵4組成。
本新風(fēng)處理機的工作過程如下單元噴淋模塊為四級，其工作原理及空間的位置關(guān)系與流程一中的單元噴淋模塊相同，不再贅述。
由于夏季冷卻塔提供的冷卻水為32℃，經(jīng)過單元噴淋模塊處理后的新風(fēng)，溫度較高，因此需要在外冷型間接蒸發(fā)冷卻裝置中降溫處理后才能達到送風(fēng)參數(shù)的要求。在模塊F中通過直接噴水，利用水分蒸發(fā)的冷卻作用使得水溫降低，產(chǎn)生的冷水送入空氣冷卻器1中冷卻來自單元噴淋模塊D的新風(fēng)，新風(fēng)冷卻后大部分送入室內(nèi)，小部分引入直接蒸發(fā)冷卻模塊F中進行直接蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水。
流程三內(nèi)冷型間接蒸發(fā)冷卻新風(fēng)處理機該新風(fēng)處理機組由四級單元噴淋模塊和一級內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻模塊6兩部分組成。其中，單元噴淋模塊由四個氣液直接接觸模塊A、B、C、D、四個板式換熱器2、四個溶液自循環(huán)泵3組成(見圖3)。
本新風(fēng)處理機的處理流程如下單元噴淋模塊為四級，其工作原理及空間的位置關(guān)系與流程一中的單元噴淋模塊相同，不再贅述。和流程二外冷型間接蒸發(fā)冷卻裝置相比，內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置6為一個整體的模塊，在模塊內(nèi)部完成了一次送風(fēng)被冷卻、二次排風(fēng)和噴淋冷水蒸發(fā)冷卻的過程。
流程一參看圖1，本新風(fēng)機組包括氣液直接接觸模塊1、板式換熱器2、溶液自循環(huán)泵3、水泵4等部件。氣液直接接觸模塊A、B、C、D與對應(yīng)的板式換熱器組成單元噴淋模塊。夏季(冬季)，冷卻水(熱水)以并聯(lián)的形式分別通入A、B、C模塊對應(yīng)的板換，用以降低(提高)進入布液裝置的溶液溫度，從而提高其除濕(加濕)能力。經(jīng)過單元噴淋模塊的新風(fēng)，經(jīng)過模塊D處理后大部分送風(fēng)送入空調(diào)房間，小部分送風(fēng)進入模塊E進行蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水冷卻模塊D的噴淋溶液，之后這部分送風(fēng)變?yōu)楦邷馗邼竦呐棚L(fēng)排出室外。
流程二參看圖2，本新風(fēng)機包括氣液直接接觸模塊A、B、C、D、F、空氣冷卻器5、板式換熱器2、溶液自循環(huán)泵3、水泵4等部件。單元噴淋模塊和流程一相同，經(jīng)過單元噴淋模塊的新風(fēng)，再通過外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置的空氣冷卻器等濕降溫，大部分送入空調(diào)房間，小部分進入模塊F進行蒸發(fā)冷卻，產(chǎn)生冷水進入空氣冷卻器5冷卻送風(fēng)。
流程三參看圖3，本新風(fēng)機包括氣液直接接觸模塊A、B、C、D、板式換熱器2、內(nèi)冷型間接蒸發(fā)冷卻裝置6、溶液自循環(huán)泵3等部件。單元噴淋模塊和流程一相同，經(jīng)過單元噴淋模塊的新風(fēng)，再通過內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻模塊6等濕降溫，送入空調(diào)房間。
權(quán)利要求
1.利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和直接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有板式換熱器(2)、氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)和溶液自循環(huán)泵(3)；所述直接蒸發(fā)冷卻裝置含有氣液直接接觸模塊(E)、水泵(4)；所述在單元噴淋模塊中，有溶液自循環(huán)泵分別控制模塊(A)、(B)、(C)、(D)內(nèi)部的噴淋溶液的流量，另有一個系統(tǒng)循環(huán)泵控制濃溶液在模塊(A)、(B)、(C)、(D)之間的級間流量；所述在每個模塊中，溶液在自循環(huán)泵(3)的驅(qū)動下，從模塊底部流入板式換熱器(2)，然后經(jīng)過布液裝置流下浸濕填料，溶液在填料中與新風(fēng)進行熱量和質(zhì)量的交換，最后溶液回到模塊的底部液槽中，完成循環(huán)過程。
2.按照權(quán)利要求1所述的新風(fēng)處理機組，其特征在于所述由冷卻塔所提供的32℃冷卻水，以并聯(lián)方式流入板式換熱器，冷卻水的冷量通過板式換熱器(2)傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊(A)、(B)、(C)布液裝置的溶液溫度。噴淋下的吸濕溶液直接與新風(fēng)接觸，新風(fēng)被降溫除濕，模塊(A)、(B)、(C)、(D)之間有與新風(fēng)逆流流動的濃溶液以帶走從空氣中吸收的水分，沿程溶液濃度不斷降低，最后由模塊(A)流出的稀溶液需濃縮再生才能重新使用，采用70℃的熱水作為再生熱源；所述對于最后一級單元噴淋模塊(D)，其板式換熱器(2)中冷卻溶液的冷水由模塊(E)內(nèi)部的蒸發(fā)冷卻過程獲得經(jīng)過(D)處理后的空氣，一部分作為室內(nèi)的送風(fēng)，另一小部分引入到模塊(E)中，模塊(E)中直接噴水利用水分的蒸發(fā)冷卻作用將冷量通過板式換熱器(2)傳遞給另一側(cè)的溶液，以降低進入模塊(D)布液裝置的溶液溫度，提高其除濕能力。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的新風(fēng)處理機組，其特征在于所述在冬季由冷卻塔提供的40℃左右的熱水流入板式換熱器。
4.利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)、板式換熱器(2)、溶液自循環(huán)泵(3)；所述外冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置含有氣液直接接觸模塊(F)、空氣冷卻器(5)、水泵(4)；經(jīng)單元噴淋模塊處理后的新風(fēng)，進入外冷型間接蒸發(fā)冷卻裝置的空氣冷卻器(1)，在空氣冷卻器(1)中被模塊(F)產(chǎn)生的冷水冷卻，之后大部分送入室內(nèi)，小部分被引入模塊(F)中進行直接蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水，完成新風(fēng)被除濕降溫的過程。
5.利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻模塊(6)兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有氣液直接接觸模塊(A)、(B)、(C)、(D)、板式換熱器(2)、溶液自循環(huán)泵(3)；所述內(nèi)冷型的間接蒸發(fā)冷卻裝置(6)為一個整體的模塊，在模塊內(nèi)部完成一次送風(fēng)被冷卻、二次排風(fēng)和噴淋冷水蒸發(fā)冷卻的過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種暖通空調(diào)領(lǐng)域用的利用冷卻水作為冷源的熱驅(qū)動溶液新風(fēng)處理機組，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于所述機組由單元噴淋模塊和直接蒸發(fā)冷卻裝置兩部分組成；所述單元噴淋模塊含有板式換熱器2、氣液直接接觸模塊A～D和溶液自循環(huán)泵3；所述直接蒸發(fā)冷卻裝置含有氣液直接接觸模塊E、水泵4；所述在單元噴淋模塊中，有溶液自循環(huán)泵分別控制模塊A～D內(nèi)部的噴淋溶液的流量，另有一個系統(tǒng)循環(huán)泵控制濃溶液在模塊A～D之間的級間流量；由于本發(fā)明利用冷卻水為冷源帶走除濕過程潛熱，利用濃溶液依次通過多級除濕模塊處理出足夠干燥的新風(fēng)，同時采用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)得到合適的送風(fēng)溫度。從而不需外部冷源，即獲得了足夠干燥、溫度接近室溫的送風(fēng)。
文檔編號F24F12/00GK1865788SQ20061001226
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者江億, 謝曉云, 劉曉華, 劉拴強, 唐藝丹, 陳曉陽 申請人:清華大學(xué), 北京華創(chuàng)瑞風(fēng)空調(diào)科技有限公司