一種地源熱泵熱力再生溶液除濕機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及空調(diào)領(lǐng)域的除濕設(shè)備，尤其是涉及一種地源熱泵熱力再生溶液除濕機組。
【背景技術(shù)】
[0002]在空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域，夏季通常需要對室外進來的空氣進行降溫除濕處理，冬季通常需要對室外進來的空氣進行加熱加濕處理。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中大多采用冷凝除濕處理方式，即采用制冷機制備出低溫的冷卻水，通過冷卻水在表冷器的盤管中循環(huán)并與空氣進行熱量交換，將空氣溫度降低到露點以下，從而使空氣凝結(jié)出水分實現(xiàn)對于新風的除濕處理。這種處理方式的除濕和降溫過程為一體控制且同時進行，由于除濕要求的冷卻水溫度遠低于降溫所需的冷卻水溫度，通常為7?12°C，一方面，使制冷機工作在低蒸發(fā)溫度情況下，導(dǎo)致制冷機的性能系數(shù)較低，另一方面，冷凝除濕后的空氣濕度雖滿足要求但溫度過低，一般還需要再熱才能達到送風溫度要求，造成了能源的二次浪費。另外，由于凝結(jié)水的存在使表冷器盤管等處很容易滋生細菌、霉變，降低送了風品質(zhì)，嚴重影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量。
[0003]為克服傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)冷凝除濕方式存在的缺陷，本領(lǐng)域的技術(shù)人員研宄開發(fā)了溶液調(diào)濕方式，即采用具有調(diào)濕性質(zhì)的鹽溶液作為工作介質(zhì)，與新風直接接觸并進行熱質(zhì)交換，當空氣的水蒸汽分壓力高于鹽溶液的表面蒸汽壓時，鹽溶液就會吸收空氣中的水分；而當空氣的水蒸汽分壓力低于鹽溶液的表面蒸汽壓時，鹽溶液中的部分液態(tài)水就會變?yōu)闅鈶B(tài)進入空氣中，從而實現(xiàn)對空氣濕度的調(diào)節(jié)目的。溶液除濕方式和傳統(tǒng)系統(tǒng)的冷凝除濕方式相比，不需要過低溫度(7?12°C )的冷源，為利用資源廣泛的低品位能源創(chuàng)造了條件；且溶液除濕方式中的鹽溶液是與空氣直接接觸進行傳熱傳質(zhì)的，通過鹽溶液的過濾、殺菌功能，能除去空氣中的塵埃、細菌、霉菌及其他一些有害物質(zhì)，可有效提高送風質(zhì)量和室內(nèi)空氣的品質(zhì)。采用溶液除濕方式的空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了溫度和濕度的獨立控制，由于在節(jié)約能源和提高室內(nèi)空氣品質(zhì)等方面的優(yōu)勢，得到了廣泛關(guān)注和推廣應(yīng)用。
[0004]溶液除濕裝置與溶液再生裝置是溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，其熱質(zhì)交換過程直接影響整個空調(diào)系統(tǒng)的性能。目前的溶液除濕裝置和溶液再生裝置主要采用絕熱式換熱方式，在這種換熱方式中，鹽溶液從上部的噴淋部件噴淋到中部設(shè)置的填料塔式的換熱器上，并在下部設(shè)置鹽溶液回收箱，在這一種過程中，空氣與噴淋到換熱器上的鹽溶液直接接觸并進行傳熱傳質(zhì)，實現(xiàn)鹽溶液對空氣的除濕(加濕)處理，同時鹽溶液通過循環(huán)回路再生，并以此種方式反復(fù)循環(huán)運行。但采用這種絕熱式溶液除濕裝置和溶液再生裝置的空調(diào)系統(tǒng)普遍存在COP (能效比)低、能耗高、制造和運營成本高、系統(tǒng)運行參數(shù)和精度不易控制的問題。
[0005]眾所周知，鹽溶液只有在低溫和高濃度的情況下才具有較好的除濕能力，一旦鹽溶液的溫度升高或濃度降低都會影響除濕效果和效率；同樣地，鹽溶液在高溫低濃度的情況下，通過與空氣接觸才能有效地再生成高濃度的鹽溶液，否則會影響鹽溶液再生效果和效率。在溶液除濕或加濕的過程，空氣與鹽溶液進行傳熱傳質(zhì)的同時會存在相變潛熱的釋放或吸收過程，使空氣和溶液的溫度同時發(fā)生快速變化，而這一變化恰恰抑制或降低了傳質(zhì)推動力，如不能及時將相變潛熱傳遞出去，會很大程度上影響溶液除濕和鹽溶液再生的效果和效率。采用絕熱式的鹽溶液除濕裝置和再生裝置由于自身結(jié)構(gòu)的缺陷，恰恰不能快速將相變潛熱轉(zhuǎn)走，目前解決這一問題的主要辦法是增加鹽溶液循環(huán)量，以便抑制或稀釋空氣與鹽溶液進行傳熱傳質(zhì)過程中產(chǎn)生的相變潛熱，這種處理方式只能一定程上緩解相變潛熱的不利影響，沒有從根本上解決問題，一方面由于吸濕性較好的鹽溶液其價格都比較高昂，加大了運營成本，且使整體系統(tǒng)的運行參數(shù)和精度不易控制，另一方面由于鹽溶液的使用量較大，也會造成整體機組加大，增加制造成本。同時這種絕熱式的鹽溶液除濕裝置和溶液再生裝置的換熱器主要采用銅、合金鋼等較貴金屬材質(zhì)制造，其制造成本也相對較高。另外，目前采用溶液除濕方式的空調(diào)系統(tǒng)，主要靠熱泵系統(tǒng)為鹽溶液除濕和再生環(huán)節(jié)提供能量支持，消耗了大量的電能，不但使組織整體系統(tǒng)的COP較低，而且會給夏季用電高峰的電網(wǎng)運行造成較大壓力。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種地源熱泵熱力再生溶液除濕機組，其具有系統(tǒng)穩(wěn)定、運營成本低、效率高、能效比高、控制精確的特點。
[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)中絕熱式溶液除濕系統(tǒng)存在的COP低、能耗高、制造和運營成本高、系統(tǒng)運行參數(shù)和精度不易控制的技術(shù)問題，本實用新型一種地源熱泵熱力再生溶液除濕機組包括至少一組溶液除濕單元、至少一組溶液再生單元、至少一組溶液熱回收單元，溶液除濕單元由上至下依次設(shè)有第一溶液噴淋裝置、第一換熱裝置、第一溶液箱；溶液再生單元由上至下依次設(shè)有第二溶液噴淋裝置、第二換熱裝置、第二溶液箱；溶液熱回收單元包括結(jié)構(gòu)相同的上部熱回收器和下部熱回收器，上部熱回收器和下部熱回收器由上至下依次分別設(shè)有第三溶液噴淋裝置、第三換熱裝置、第三溶液箱；
[0008]溶液除濕單元和溶液再生單元之間通過管道設(shè)有溶液除濕再生循環(huán)回路，使第一溶液噴淋裝置和第二溶液箱連通，且使第一溶液箱和第二溶液噴淋裝置連通，溶液除濕再生循環(huán)回路上設(shè)有換熱器和溶液循環(huán)泵；溶液除濕單元中的第一換熱裝置采用內(nèi)冷式或內(nèi)熱式的換熱方式，第一換熱裝置的進液口和出液口通過管道與地源熱泵連通；
[0009]溶液再生單元中第二換熱裝置采用內(nèi)冷式或內(nèi)熱式的換熱方式，第二換熱裝置的進液口和出液口通過管道與外部熱源或冷源連通形成熱交換循環(huán)回路，熱交換循環(huán)回路上設(shè)有溶液循環(huán)泵；
[0010]上部熱回收器中的第三溶液噴淋裝置和第三溶液箱通過管道分別與下部熱回收器中的第三溶液箱和第三溶液噴淋裝置連通形成溶液熱回收循環(huán)回路，溶液熱回收循環(huán)回路上設(shè)有溶液循環(huán)泵；
[0011]下部熱回收器、溶液除濕單元從左至右依次排列形成新風一一送風通道；上部熱回器、溶液再生單元從右至左依次排列形成回風一一排風通道。
[0012]優(yōu)選地，新風一一送風通道左端設(shè)有新風過濾器，新風過濾器中設(shè)有過濾和靜電除塵裝置，新風一一送風通道右端設(shè)有送風風機，送風風機采用變頻風機。
[0013]優(yōu)選地，回風一一排風通道右端從右至左依次設(shè)有回風粗效過濾器和排風風機，排風風機采用變頻風機。
[0014]優(yōu)選地，還包括電氣和控制單元，電氣和控制單元用于動力配電和對運行參數(shù)進行控制調(diào)節(jié)。
[0015]優(yōu)選地，第二溶液箱(203)上或與第二溶液箱(203)連通的管道上設(shè)有補水閥。
[0016]優(yōu)選地，第一換熱裝置和第二換熱裝置為多層排管結(jié)構(gòu)，多層排管采用塑料制作，多層排管的一端均與和進液口相通的進液通道連通，多層排管的另一端均與和出液口相通的出液通道連通。
[0017]可選地，地源熱泵為土壤熱泵、地下水熱泵或地表水熱泵，土壤熱泵用于溶液除濕單元與土壤進行熱量交換，地下水熱泵用于溶液除濕單元與地下水進行熱量交換，地表水熱泵用于溶液除濕單元與湖水、河水、海水、城市廢水進行熱量交換。
[0018]可選地，溶液除濕單元和溶液再生單元配對設(shè)置，每對溶液除濕單元和溶液再生單元之間均設(shè)置獨立的溶液除濕再生循環(huán)回路。
[0019]可選地，溶液除濕單元和溶液再生單元之間設(shè)有一段溶液除濕再生循環(huán)回路共用管道，共用管道包括兩條液流方向反向的管道，所有溶液除濕單元和所有溶液再生單元通過共用管道形成混合的溶液除濕再生循環(huán)回路。
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