廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)及其運行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，包括風(fēng)機、空空換熱器、除濕換熱器、蒸發(fā)冷卻器、小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵、第一電磁閥和第二電磁閥等形成的空氣回路、冷卻水回路和余熱廢水管道。本發(fā)明利用除濕換熱器制得干風(fēng)冷水，利用廢水余熱使除濕換熱器再生，實現(xiàn)了低品位熱能回收利用，且能耗低、占用面積小、經(jīng)濟實用性高。
【專利說明】
廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)及其運行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)及其運行方法，屬于制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和制造的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們對工作和生活的舒適性要求也越來越高，同時隨著化石能源的逐漸枯竭，能源問題也日漸突出。這對能源的消耗大戶一一空調(diào)系統(tǒng)提出了更高的要求。另一方面，大量的低品位余熱浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)前對低品位熱水一般采用繼續(xù)提高品位的方式再利用，但是需要進一步投入能源。若降溫排放廢水，不僅增加成本，而且給生態(tài)環(huán)境帶來很大壓力。因此最好的解決方式是直接利用。
[0003]目前國內(nèi)白酒生產(chǎn)企業(yè)在釀造車間根據(jù)工藝要求分為恒溫發(fā)酵區(qū)和蒸餾區(qū)。恒溫發(fā)酵區(qū)需要空調(diào)大量制冷，保持區(qū)域內(nèi)20-22°C恒溫;而蒸餾區(qū)排出低品位廢水較多，水溫一般在50_52°C。目前國內(nèi)白酒釀造行業(yè)中，對余熱廢水的應(yīng)用模式主要有采暖、制造沼氣等，無直接回收能量用于制冷的有效措施。
[0004]本發(fā)明主要是針對白酒釀造行業(yè)或其他酒制品或其他釀造生產(chǎn)活動中產(chǎn)生50°C左右的低品位余熱廢水，同時就近區(qū)域需求較多的制冷負(fù)荷的企業(yè)，提供一種直接利用低品位余熱廢水制造干風(fēng)、冷水的空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種直接利用低品位余熱廢水制造干風(fēng)、冷水的空調(diào)系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，包括風(fēng)機、空空換熱器、除濕換熱器、蒸發(fā)冷卻器、小溫差換熱末端(即風(fēng)機盤管)、第一循環(huán)栗、第二循環(huán)栗、第一電磁閥和第二電磁閥；其中空空換熱器具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端；
[0007]其中，風(fēng)機的一端為進氣口，另一端與空空換熱器的第一輸入端相連，空空換熱器的第一輸出端與除濕換熱器的進風(fēng)口相連，除濕換熱器的出風(fēng)口與蒸發(fā)冷卻器的進風(fēng)口相連，蒸發(fā)冷卻器的出風(fēng)口與空空換熱器的第二輸入端相連，從而形成空氣回路；
[0008]第一循環(huán)栗的一端與余熱廢水的管道連接，另一端與第一電磁閥連接，第一電磁閥與除濕換熱器的溶液入口相連，從而構(gòu)成余熱廢水管道;以及
[0009]蒸發(fā)冷卻器的出水口與第二循環(huán)栗相連，并通過第二電磁閥分成第一路和第二路，第一路與除濕換熱器的溶液入口相連，第二路與小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)的溶液入口相連，除濕換熱器的溶液出口與小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)的溶液出口相連，除濕換熱器的溶液出口還連接蒸發(fā)冷卻器的進水端，從而形成冷卻水回路。
[0010]進一步地，廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)還包括冷水補水閥，冷水補水閥與蒸發(fā)冷卻器的進水端連接，并與除濕換熱器的溶液出口并聯(lián)。
[0011]進一步地，除濕換熱器利用干燥劑進行對空氣的吸濕，利用余熱進行干燥劑再生。
[0012]進一步地，除濕換熱器是一種固體除濕設(shè)備，通過在翅片管式換熱器的外表面涂覆固體干燥劑，并在翅片管內(nèi)通入冷水/熱水，對空氣進行除濕/再生。
[0013]進一步地，除濕換熱器的除濕管路和再生管路以間歇的方式運行。
[0014]本發(fā)明還提供了一種上述廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)的運行方法，包括:
[0015]在空氣回路中，室外新風(fēng)被送入空空換熱器，新風(fēng)在空空換熱器中與蒸發(fā)冷卻器中排出的低溫高濕空氣換熱，之后進入除濕換熱器，新風(fēng)被除濕干燥后形成干燥空氣，干燥空氣然后被送至蒸發(fā)冷卻器中被吸濕，使得蒸發(fā)冷卻器的內(nèi)部水分蒸發(fā)吸熱，得到冷卻水和低溫高濕空氣；低溫高濕空氣被送至空空換熱器中預(yù)冷新風(fēng)，溫度升高后成為廢氣被排出；
[0016]在冷卻水回路中，冷卻水在蒸發(fā)冷卻器中與空氣進行熱濕交換，部分冷卻水吸熱蒸發(fā)進入空氣，其余冷卻水在溫度降低后通過蒸發(fā)冷卻器的出水端，其余冷卻水中的一小部分進入除濕換熱器，帶走除濕過程中產(chǎn)生的大量吸附熱，水溫升高后被送至蒸發(fā)冷卻器，循環(huán)往復(fù);其余冷卻水中的大部分進入需冷負(fù)荷區(qū)，通過小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)進行換熱制冷，冷卻水吸熱后溫度升高成為較高溫度的回水，回水返回蒸發(fā)冷卻器再次進行降溫處理。
[0017]進一步地，當(dāng)運行周期切換至再生狀態(tài)時，控制第一電磁閥和第二電磁閥，使冷卻水回路切至余熱廢水管路，從而余熱廢水進入除濕換熱器的溶液入口，熱量使得除濕換熱器的干燥劑脫附水分再生，使得干燥劑得以循環(huán)利用;脫附的水分被流經(jīng)除濕換熱器的空氣帶走。
[0018]進一步地，在除濕換熱器的再生過程完成后，控制第一電磁閥和第二電磁閥，將余熱管路切至冷卻水回路，循環(huán)往復(fù)。
[0019]進一步地，在空氣回路中，室外新風(fēng)在空氣換熱器中與蒸發(fā)冷卻器中排出的低溫高濕空氣換熱后，出來的新風(fēng)的溫度降低含濕量不變。
[0020]進一步地，由于蒸發(fā)冷卻器的進水端連接有冷水補水閥，外接冷水能夠通過冷水補水閥即時補充被蒸發(fā)的損失水量。
[0021]本發(fā)明的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)及其運行方法的技術(shù)效果包括:
[0022](I)本發(fā)明提出的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，利用除濕換熱器制得干風(fēng)冷水，與利用冷卻塔制取冷水等傳統(tǒng)方法相比，能耗低，占地面積小，經(jīng)濟實用性高。
[0023](2)利用廢水余熱使除濕換熱器再生，充分利用現(xiàn)有工業(yè)生活中的低品位能源，節(jié)能尚效。
[0024](3)除濕換熱器利用蒸發(fā)冷卻器制取的冷卻水帶走吸附熱，解決了傳統(tǒng)固體干燥劑難以等溫除濕的問題;除濕換熱器利用廢水余熱再生，使冷水系統(tǒng)具有較高性能的同時，不再受到再生熱源的限制。
[0025]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的一個較佳實施例提供了一種基于除濕換熱器的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，包括風(fēng)機1、空空換熱器2、第一循環(huán)栗3、第一電磁閥4、除濕換熱器
5、蒸發(fā)冷卻器6、第二循環(huán)栗7、和第二電磁閥8和小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)9，還包括相關(guān)連接風(fēng)道和相關(guān)連接管道。其中，空空換熱器2具有第一輸入端2a、第一輸出端2b、第二輸入端2c和第二輸出端2d。
[0028]其中，風(fēng)機I的一端為進氣口，另一端與空空換熱器2的第一輸入端2a相連，空空換熱器2的第一輸出端2a與除濕換熱器5的進風(fēng)口相連，除濕換熱器5的出風(fēng)口與蒸發(fā)冷卻器6的進風(fēng)口相連，蒸發(fā)冷卻器6的出風(fēng)口與空空換熱器2的第二輸入端2c相連，從而形成空氣回路。
[0029]第一循環(huán)栗3的一端與余熱廢水的管道連接，另一端與第一電磁閥4連接，第一電磁閥4與除濕換熱器5的溶液入口相連，從而構(gòu)成余熱廢水管道。
[0030]蒸發(fā)冷卻器6的出水口與第二循環(huán)栗7相連，并通過第二電磁閥8分成第一路和第二路，其中，第一路與除濕換熱器5的溶液入口相連，第二路與小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)9的溶液入口相連，除濕換熱器5的溶液出口與小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)9的溶液出口相連，除濕換熱器5的溶液出口還連接蒸發(fā)冷卻器6的進水端，從而形成冷卻水回路。
[0031]另外，本實施例的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)還包括冷水補水閥10，冷水補水閥10與蒸發(fā)冷卻器6的進水端連接，并與除濕換熱器5的溶液出口并聯(lián)。
[0032]本實施例中的除濕換熱器5是一種固體除濕設(shè)備，通過在傳統(tǒng)的翅片管式換熱器的外表面涂覆固體干燥劑，并在翅片管內(nèi)通入冷水/熱水，對空氣進行除濕/再生，即利用干燥劑進行對空氣的吸濕，利用余熱進行干燥劑再生。除濕換熱器5的除濕管路和再生管路以間歇的方式運行。
[0033 ]本實施例的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)的運行過程包括:
[0034]在空氣回路中，室外新風(fēng)被送入空空換熱器2，新風(fēng)在空空換熱器2中與蒸發(fā)冷卻器6中排出的低溫高濕空氣換熱，出來的新風(fēng)的溫度降低含濕量不變，之后進入除濕換熱器5，新風(fēng)被除濕干燥后形成干燥空氣，干燥空氣然后被送至蒸發(fā)冷卻器6中被吸濕，使得蒸發(fā)冷卻器6的內(nèi)部水分蒸發(fā)吸熱，得到冷卻水和低溫高濕空氣;低溫高濕空氣被送至空空換熱器2中預(yù)冷新風(fēng)，溫度升高后成為廢氣被排出。
[0035]在冷卻水回路中，冷卻水在蒸發(fā)冷卻器6中與空氣進行熱濕交換，部分冷卻水吸熱蒸發(fā)進入空氣，其余冷卻水在溫度降低后通過蒸發(fā)冷卻器6的出水端，其余冷卻水中的一小部分進入除濕換熱器5，帶走除濕過程中產(chǎn)生的大量吸附熱，水溫升高后被送至蒸發(fā)冷卻器6，循環(huán)往復(fù);其余冷卻水中的大部分進入需冷負(fù)荷區(qū)，通過小溫差換熱末端(風(fēng)機盤管)9進行換熱制冷，冷卻水吸熱后溫度升高成為較高溫度的回水，回水返回蒸發(fā)冷卻器6再次進行降溫處理。
[0036]當(dāng)運行周期切換至再生狀態(tài)時，控制第一電磁閥4和第二電磁閥8，使冷卻水回路切至余熱廢水管路，從而余熱廢水進入除濕換熱器5的溶液入口，熱量使得除濕換熱器5的干燥劑脫附水分再生，使得干燥劑得以循環(huán)利用;脫附的水分被流經(jīng)除濕換熱器5的空氣帶走。
[0037]在除濕換熱器5的再生過程完成后，控制第一電磁閥4和第二電磁閥8，將余熱管路切至冷卻水回路，循環(huán)往復(fù)。
[0038]本實施例中，由于蒸發(fā)冷卻器6的進水端連接有冷水補水閥10，外接冷水能夠通過冷水補水閥10即時補充被蒸發(fā)的損失水量。
[0039]本實施的系統(tǒng)通過利用除濕換熱器制作干風(fēng)，利用蒸發(fā)冷卻器實現(xiàn)除濕與蒸發(fā)冷卻結(jié)合制取冷卻水，承擔(dān)空調(diào)系統(tǒng)的顯熱負(fù)荷。對除濕換熱器的再生采取干燥劑利用余熱可再生的方法實現(xiàn)水分的脫附，從而恢復(fù)除濕換熱器的除濕能力。在系統(tǒng)運行過程中，除濕換熱器的再生回路是間歇工作的，由設(shè)定的運行周期決定。
[0040]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)機、空空換熱器、除濕換熱器、蒸發(fā)冷卻器、小溫差換熱末端、第一循環(huán)栗、第二循環(huán)栗、第一電磁閥和第二電磁閥；其中所述空空換熱器具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端； 其中，所述風(fēng)機的一端為進氣口，另一端與所述空空換熱器的所述第一輸入端相連，所述空空換熱器的所述第一輸出端與所述除濕換熱器的進風(fēng)口相連，所述除濕換熱器的出風(fēng)口與所述蒸發(fā)冷卻器的進風(fēng)口相連，所述蒸發(fā)冷卻器的出風(fēng)口與所述空空換熱器的第二輸入端相連，從而形成空氣回路； 所述第一循環(huán)栗的一端與余熱廢水的管道連接，另一端與所述第一電磁閥連接，所述第一電磁閥與所述除濕換熱器的溶液入口相連，從而構(gòu)成余熱廢水管道;以及 所述蒸發(fā)冷卻器的出水口與所述第二循環(huán)栗相連，并通過所述第二電磁閥分成第一路和第二路，所述第一路與所述除濕換熱器的溶液入口相連，所述第二路與所述小溫差換熱末端的溶液入口相連，所述除濕換熱器的溶液出口與所述小溫差換熱末端的溶液出口相連，所述除濕換熱器的溶液出口還連接所述蒸發(fā)冷卻器的進水端，從而形成冷卻水回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)還包括冷水補水閥，所述冷水補水閥與所述蒸發(fā)冷卻器的進水端連接，并與所述除濕換熱器的溶液出口并聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述除濕換熱器利用干燥劑進行對空氣的吸濕，利用余熱進行干燥劑再生。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述除濕換熱器是一種固體除濕設(shè)備，通過在所述翅片管式換熱器的外表面涂覆固體干燥劑，并在翅片管內(nèi)通入冷水/熱水，對空氣進行除濕/再生。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述除濕換熱器的除濕管路和再生管路以間歇的方式運行。6.—種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，所述運行方法包括: 在所述空氣回路中，室外新風(fēng)被送入所述空空換熱器，所述新風(fēng)在所述空空換熱器中與所述蒸發(fā)冷卻器中排出的低溫高濕空氣換熱，之后進入所述除濕換熱器，所述新風(fēng)被除濕干燥后形成干燥空氣，所述干燥空氣然后被送至所述蒸發(fā)冷卻器中被吸濕，使得所述蒸發(fā)冷卻器的內(nèi)部水分蒸發(fā)吸熱，得到冷卻水和低溫高濕空氣;所述低溫高濕空氣被送至所述空空換熱器中預(yù)冷新風(fēng)，溫度升高后成為廢氣被排出； 在冷卻水回路中，冷卻水在所述蒸發(fā)冷卻器中與空氣進行熱濕交換，部分冷卻水吸熱蒸發(fā)進入空氣，其余冷卻水在溫度降低后通過所述蒸發(fā)冷卻器的出水端，所述其余冷卻水中的一小部分進入所述除濕換熱器，帶走除濕過程中產(chǎn)生的大量吸附熱，水溫升高后被送至所述蒸發(fā)冷卻器，循環(huán)往復(fù);所述其余冷卻水中的大部分進入需冷負(fù)荷區(qū)，通過所述小溫差換熱末端進行換熱制冷，冷卻水吸熱后溫度升高成為回水，所述回水返回所述蒸發(fā)冷卻器再次進行降溫處理。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)運行周期切換至再生狀態(tài)時，控制所述第一電磁閥和所述第二電磁閥，使所述冷卻水回路切至所述余熱廢水管路，從而余熱廢水進入所述除濕換熱器的溶液入口，熱量使得所述除濕換熱器的干燥劑脫附水分再生，使得所述干燥劑得以循環(huán)利用;脫附的水分被流經(jīng)所述除濕換熱器的空氣帶走。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，在所述除濕換熱器的再生過程完成后，控制所述第一電磁閥和所述第二電磁閥，將所述余熱管路切至所述冷卻水回路，循環(huán)往復(fù)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，在所述空氣回路中，室外新風(fēng)在所述空氣換熱器中與所述蒸發(fā)冷卻器中排出的低溫高濕空氣換熱后，出來的新風(fēng)的溫度降低含濕量不變。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水余熱驅(qū)動式干風(fēng)冷水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，由于所述蒸發(fā)冷卻器的進水端連接有冷水補水閥，外接冷水能夠通過所述冷水補水閥即時補充被蒸發(fā)的損失水量。
【文檔編號】F25B30/06GK105841268SQ201610184101
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】孫香宇, 代彥軍, 趙耀, 張婧宇, 王如竹, 葛天舒
【申請人】上海交通大學(xué)