專利名稱：蓄能型空調除濕系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空調除濕設備，具體說是一種蓄能型空調除濕系統。
背景技術：
夏季，空調室內通入的冷卻水溫度一般都低于室內空氣的露點溫度，很容 易造成室內水蒸氣凝結。為了防止結露，空調室內都需要除濕。家用空調器沒 有除濕裝置，依靠冷風制冷，室內處于紊流狀態，室內不易結露。但蒸發器盤 管處會有凝水出現， 一般是用一根水管將其導出室外。大型空調機組中都有除 濕段。
一般中央空調由新風段、混合段、冷卻段、除濕段、加壓段組成。冷卻
除濕空調系統依靠冷水機組實現供冷和除濕。冷水機組的供水溫度為7。C左右， 低于空氣的露點溫度，使得被處理空氣中水蒸氣凝結而除濕。冷卻除濕在空調 中為表冷段。轉輪除濕或液體除濕的空調系統則是溫濕度獨立控制系統，冷水 機組只有制冷功能，供熱系統提供高溫再生熱源，供給轉輪或液體再生持續除 濕。冷水機組制冷為冷卻段，液體或轉輪除濕為除濕段。
上述三種除濕方式中，冷卻除濕熱濕負荷同時處理，形式最簡單，施工方 便，但受到冷凍水溫度的限制不能達到較低的濕度，而且表冷器在濕工況下運 行，容易滋生細菌和病毒，影響室內空氣品質。此外，這種系統中冷水機組需 要提供較低的冷水溫度，因此，機組的COP較低，能源利用率低。再有，經過 冷卻除濕的空氣溫度較低，不能滿足人體舒適度要求，還必須加熱使其溫度升 高，達到室內送風狀態點后才能送入室內。固體干燥劑除濕系統與液體干燥劑 除濕系統對空氣的除濕與制冷分開處理。固體干燥劑除濕通常釆用轉輪式除濕 器，利用多孔材料如硅膠、活性炭、分子篩以及氯化鋰晶體等鹽類吸濕能力強 的特性，將空氣處理到低含濕量。空氣在處理過程中近似為等焓過程。新風的溫度會有所上升。液體干燥劑除濕系統利用三甘醇、氯化鋰、氯化鈣以及溴化 鋰等水溶液強烈的吸濕特性對空氣進行除濕。新風在處理過程近似為等溫處理 過程。后兩種除濕過程中，溫濕度獨立控制，冷水機組只承擔室內顯熱負荷，
供水溫度20'C左右，與冷卻除濕相比，機組COP較高，能源利用率高，且除濕 過程沒有露點溫度限制，可以將新風的含濕量處理到很低，是很好的除濕方式。 但必須有高溫熱源提供再生溫度，除濕才得以往復。因此，這兩種除濕系統都 有一套專門的熱源系統，如太陽能系統，地熱系統或者燃氣系統等來提供較高 溫度的熱量驅動系統運轉。太陽能系統和地熱系統雖然利用了天然能源，比較 環保和節能，但系統比較復雜，初投資比較大。燃氣系統則運行費用較高，因 此，尋找合適的高溫熱源是實現固體除濕的關鍵技術。而尋求再生高溫能源的 過程中，人們卻忽視了被白白浪費掉的系統自身所產生這部分熱量。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題，在于克服現有技術存在的技術缺陷，提 供一種蓄能型空調除濕系統。在既需要冷量又需要除濕的室內，使用低溫環路 熱泵提供室內制冷所需冷負荷。低溫環路冷凝熱作為高溫環路熱泵的熱源。高 溫環路熱泵的冷凝熱和太陽能共同作為除濕轉輪吸附劑再生所需的高溫熱源。
一般情況下，需要除濕的地方，往往也需要提供冷負荷，通常會用冷水機 組來提供冷量。冷水機組的出水溫度通常為7'C,這個溫度遠遠低于人體舒適度。 另外，冷水機組工作時，具有一定溫度的冷卻水往往不能被充分利用，排入空 氣中，形成熱污染。根據除濕再生溫度的需要和提供接近人體舒適度冷水的設 想，可以將冷水機組進行改造，采用串級熱泵系統，將蒸發溫度和冷凝溫度均 提高，使蒸發器側冷水出口溫度為2(TC左右，冷凝器側熱水(或熱風)溫度接 近7(TC左右。這樣冷水可以直接送入室內，熱水又可以作為再生熱源，提供干 燥劑除濕所需的再生溫度，使能源得到充分的利用。但是在該串級熱泵系統中，高溫環路熱泵系統吸收低溫環路熱泵系統大部分的冷凝熱后，高溫環路熱泵的 冷凝熱將遠遠大于除濕轉輪再生所需的高溫熱源，因此，本發明中引入蓄熱構 件，將高溫環路熱泵提供的多余冷凝熱儲存在蓄熱箱中。 一旦蓄熱箱蓄熱完畢， 高溫環路熱泵機組將停止工作，蓄熱水箱則作為轉輪除濕所需的高溫熱源。為 了進一步節省能量，該串聯熱泵系統還與太陽能并聯，在陽光充足的時候，通 過太陽能集熱器向蓄熱箱蓄熱。
本實用新型蓄能型空調除濕系統，包括全熱交換器A、氯化鋰轉輪B、壓縮
子系統、蓄熱箱X、換熱器20和太陽能集熱系統18;
壓縮子系統由低溫環路熱泵系統13和高溫環路熱泵系統14串聯而成； 低溫環路熱泵系統13由蒸發器C1、壓縮機F1、冷凝器D1和節流閥E1依
次串聯構成；
高溫環路熱泵系統14由蒸發器C2、壓縮機F2、冷凝器D2和節流閥E2依 次串聯構成；
太陽能集熱系統18由太陽能集熱器16和泵17組成，太陽能集熱器16和 泵17與蓄熱箱X串聯形成環路； 蓄熱箱X為換熱器20的熱源； 系統線路如下
壓縮子系統工作時室外新風1先經過全熱交換器A,與一部分室內回風3 進行能量交換，溫度降低后進入氯化鋰轉輪B除濕，然后與另一部分室內回風3 混合，再進入壓縮子系統中低溫環路熱泵系統13的蒸發器C1，溫度降低后，送 入室內；另一室外新風IOO經過低溫環路熱泵系統13的冷凝器D1被冷凝熱加 熱后，分為兩路 一路與換熱器20進行換熱，作為氯化鋰轉輪B的吸附劑再生 氣流；另一路經高溫環路熱泵系統14的蒸發器C2降溫后排入室外的大氣中； 高溫環路熱泵14中的制冷劑，在蒸發器C2中吸收與低溫環路熱泵13的冷凝器Dl換熱后的空氣的熱量，經過壓縮機F2壓縮后，進入冷凝器D2，釋放熱量， 加熱蓄熱箱X中的水；
低溫環路熱泵系統的工況為蒸發溫度18°C±3°C;冷凝溫度50°C±3°C。
高溫環路熱泵系統的工況為蒸發溫度43。C±5;冷凝溫度76。C±5
壓縮子系統中高溫環路熱泵系統不工作時室外新風1先經過全熱交換器 A，與一部分室內回風3進行能量交換，溫度降低后進入氯化鋰轉輪B除濕，然 后與另一部分室內回風3混合，再進入壓縮子系統中低溫環路熱泵系統13的蒸 發器Cl,溫度降低后，送入室內；另一室外新風100經過低溫環路熱泵系統13 的冷凝器D1被冷凝熱加熱后，分為兩路 一路與換熱器20進行換熱，作為氯 化鋰轉輪B的吸附劑再生熱源；另 一路直接排入空氣中；
太陽能集熱系統18，在陽光充足時始終處于工作狀態；水在太陽能集熱器 16中吸收熱量溫度升高，在泵17的作用下在太陽能集熱器16和蓄熱箱X中循 環工作，為蓄熱箱提供熱能。
本實用新型使用低溫環路熱泵提供室內制冷所需冷負荷。低溫環路冷凝熱 作為高溫環路熱泵的熱源。高溫環路熱泵的冷凝熱作為除濕轉輪吸附劑再生所 需的高溫熱源。同時，輔之太陽能作為除濕轉輪吸附劑再生所需的高溫熱源。 使熱源和熱匯的能量都得到充分利用，簡化了系統構建，使控制更加簡單，消 除了冷水機組的熱污染，是一種既節能又環保的系統形式。

圖1為本實用新型蓄能型空調除濕系統結構框圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。
實施例如圖1所示，蓄能型空調除濕系統，包括全熱交換器A、氯化鋰轉輪B、壓縮子系統、蓄熱箱X、換熱器20和太陽能集熱系統18;
壓縮子系統由低溫環路熱泵系統13和高溫環路熱泵系統14串聯而成； 低溫環路熱泵系統13由蒸發器C1、壓縮機F1、冷凝器D1和節流閥E1依
次串聯構成；低溫環路熱泵系統的工況為蒸發溫度18°C±3°C;冷凝溫度
50°C 士3。C。
高溫環路熱泵系統14由蒸發器C2、壓縮機F2、冷凝器D2和節流閥E2依 次串聯構成；高溫環路熱泵系統的工況為蒸發溫度43°C±5;冷凝溫度76 °C ±5。
方式一壓縮子系統全部工作，太陽能集熱系統不工作。閥門Fa3、 Fa5打 開，Fal、 Fa2、 Fa4關閉。室外新風1先經過全熱交換器A,與一部分室內回風 3進行能量交換，溫度降低后進入氯化鋰轉輪B除濕，除濕后與另一部分室內回 風31混合，再進入壓縮子系統中低溫環路熱泵系統13的蒸發器C1，被冷卻降 溫至20土3'C后，經2送入室內；經過全熱交換器進行能量交換后的室內回風， 經排氣口 7排出室外；另一部分室外新風100經過低溫環路熱泵系統13的冷凝 器D1被冷凝熱加熱，它作為冷凝器D1的熱匯，吸收冷凝器D1的熱量，溫度 升高至45。C土3。C,然后分為兩路 一路經管口 10，作為高溫環路熱泵系統14 的熱源，經高溫環路熱泵系統14的蒸發器C2降溫后經排氣口 71排入室外大氣 中；另一路經管口 9到換熱器20中，換熱后溫度升高至75'C以上，作為氯化鋰 轉輪B的吸附劑的再生氣流，通過轉輪后攜帶大量水蒸氣經排氣口 73排出室外 大氣中。壓縮子系統中高溫環路熱泵14的制冷劑，在蒸發器C2中吸收與低溫 環路熱泵13的冷凝器D1換熱后的空氣的熱量，經過壓縮機F2壓縮后，進入冷 凝器D2，放出大量的熱量，將蓄熱箱X加熱到75'C后，作為為換熱器20的熱 源加熱再生氣流供氯化鋰轉輪使用；制冷劑在冷凝器D2中放完熱量后，經節流 閥F2節流降壓再次進入蒸發器C2，循環工作。冷凝器D2中制冷劑放出的熱量被冷凝器D2惻的水帶走，通過閥門Fa3進入蓄熱箱，放出熱量后，通過閥門Fa5 回到冷凝器D2。
方式二壓縮子系統中高溫環路熱泵系統14不工作，太陽能集熱系統18 也不工作。閥門Fal打開，Fa3、 Fa5， Fa2、 Fa4關閉。室外新風1先經過全熱 交換器A，與一部分室內回風3進行能量交換，溫度降低后進入氯化鋰轉輪B 除濕，除濕后與另一部分室內回風31混合，再進入壓縮子系統中低溫環路熱泵 系統13的蒸發器C1，被冷卻降溫至20土3。C后，經2送入室內；經過全熱交換 器進行過能量交換的室內回風，經排氣口 7排出室外；另一部分室外新風100 經過低溫環路熱泵系統13的冷凝器D1被冷凝熱加熱，它作為冷凝器D1的熱 匯，吸收冷凝器D1制冷劑放出的熱量，溫度升高至45。C士3。C，然后分為兩路 一路經閥門Fal排入室外的大氣中；另一路經管口 9到換熱器20中，換熱后溫 度升高至75匸以上，作為氯化鋰轉輪B的吸附劑的再生氣流，通過轉輪后，攜 帶大量水蒸氣排出室外大氣中。
方式三太陽能集熱系統單獨作為熱源工作時。閩門Fal、 Fa2、 Fa4打開， Fa3、 Fa5關閉。水在太陽能集熱器16中吸收太陽能熱量，溫度升高后通過泵 17被送入蓄熱箱中，換熱后再回到太陽能集熱器16中。其余設備工作方式同方 式二。
方式四太陽能集熱系統和壓縮子系統同時工作時。閥門Fal關閉，閥門 Fa2, Fa3, Fa4, Fa5全部打開。壓縮子系統工作方式同方式一，太陽能集熱系 統工作方式同方式三。太陽能集熱系統和壓縮子系統并聯工作。
權利要求1、一種蓄能型空調除濕系統，包括全熱交換器(A)、氯化鋰轉輪(B)、壓縮子系統、蓄熱箱(X)、換熱器(20)和太陽能集熱系統(18)；其特征是，壓縮子系統由低溫環路熱泵系統(13)和高溫環路熱泵系統(14)串聯而成；低溫環路熱泵系統(13)由蒸發器(C1)、壓縮機(F1)、冷凝器(D1)和節流閥(E1)依次串聯構成；高溫環路熱泵系統(14)由蒸發器(C2)、壓縮機(F2)、冷凝器(D2)和節流閥(E2)依次串聯構成；太陽能集熱系統(18)由太陽能集熱器(16)和泵(17)組成，太陽能集熱器(16)和泵(17)與蓄熱箱(X)串聯形成環路；蓄熱箱(X)為換熱器(20)的熱源。
專利摘要本實用新型公開了一種蓄能型空調除濕系統，包括全熱交換器A、氯化鋰轉輪B、壓縮子系統、蓄熱箱X、換熱器20和太陽能集熱系統18；壓縮子系統由低溫環路熱泵系統13和高溫環路熱泵系統14串聯而成；太陽能集熱系統18由太陽能集熱器16和泵17組成，太陽能集熱器16和泵17與蓄熱箱X串聯形成環路。蓄熱箱X為換熱器20的熱源。低溫環路冷凝熱作為高溫環路熱泵的熱源。高溫環路熱泵的冷凝熱作為除濕轉輪吸附劑再生所需的高溫熱源。同時，輔之太陽能作為除濕轉輪吸附劑再生所需的高溫熱源。使熱源和熱匯的能量都得到充分利用，簡化了系統構建，使控制更加簡單，消除了冷水機組的熱污染，是一種既節能又環保的系統形式。
文檔編號F24F1/00GK201255472SQ20082003426
公開日2009年6月10日 申請日期2008年4月18日 優先權日2008年4月18日
發明者余躍進, 薇 吳, 牛寶聯 申請人:南京師范大學