專利名稱：混合式除濕空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制冷與空調(diào)工程領(lǐng)域的設(shè)備和空氣處理新方法，具體是一種利用干燥劑除濕與蒸汽壓縮制冷相結(jié)合的混合式除濕空調(diào)。
背景技術(shù)：
除濕空調(diào)系統(tǒng)的基本工作原理是干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻，可以實現(xiàn)潛熱、顯熱負荷分別處理，在干熱、熱濕氣候地區(qū)用作商業(yè)建筑的空調(diào)系統(tǒng)具有很強的經(jīng)濟性和實用性。傳統(tǒng)蒸汽壓縮空調(diào)具有傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)成熟和使用方便等優(yōu)點；不足之處是電耗大，在處理潛熱負荷時需要過冷，能量消耗大大增加，另一個缺點是傳統(tǒng)制冷工質(zhì)氟里昂會破壞大氣臭氧層，而使用新型替代工質(zhì)會造成現(xiàn)有系統(tǒng)的性能下降?；旌鲜匠凉?蒸汽壓縮空調(diào)系統(tǒng)綜合利用了蒸汽壓縮系統(tǒng)固有的傳熱效率高，干燥劑除濕能力強的特點，以干燥劑除濕器來處理潛熱負荷，而以蒸汽壓縮系統(tǒng)來處理顯熱負荷，可以充分滿足來自除濕和降溫兩個方面的要求，且耗電量大為減小，非常適合于在產(chǎn)濕量很高(如超市、健身房等)以及氣候潮濕地區(qū)要求通風量大的建筑空間等場合使用。美國一家研究機構(gòu)對使用液體干燥除濕系統(tǒng)的混合系統(tǒng)研究表明，采用混合系統(tǒng)方案可使蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器面積減小34％，壓縮機功率下降25％，使蒸汽壓縮系統(tǒng)的初投資和電耗都大大減少，仍然能滿足空調(diào)的要求。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，代彥軍在《Applied Thermal Engineering》上發(fā)表的“Useof liquid desiccant cooling to improve the performance of vapor compression airconditioning”，[利用液體除濕冷卻裝置改善蒸汽壓縮空調(diào)系統(tǒng)性能研究，《應(yīng)用熱工程》，2001，21(12)，1185-1202]。該裝置由液體除濕器、再生裝置、蒸發(fā)器冷卻裝置、壓縮制冷裝置構(gòu)成，但使用液體干燥劑除濕也有不足，主要問題是管路和金屬殼體的腐蝕，同時涉及到液體干燥劑再生問題，除濕系統(tǒng)體積較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供一種混合式除濕空調(diào)。它采用固體轉(zhuǎn)輪式除濕機，可有效克服使用液體除濕劑的不足，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，特別是可使用低位熱能，如余熱、太陽能等，具有較高的綜合能源利用效率，還能有效改善室內(nèi)空氣的品質(zhì)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明分為三個子系統(tǒng)干燥劑除濕子系統(tǒng)、間接蒸發(fā)冷卻裝置、蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)，三個系統(tǒng)通過風道連接起來，間接蒸發(fā)冷卻裝置一端與干燥劑除濕子系統(tǒng)連接，另一端與蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)連接。
干燥劑除濕子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)輪除濕器，再生加熱器，處理風風機，再生風風機。其連接關(guān)系為轉(zhuǎn)輪除濕器利用隔熱保溫板隔成除濕區(qū)和再生區(qū)兩個工作區(qū)，除濕區(qū)出口經(jīng)風管和處理風風機連接，再生區(qū)進口通過風管和再生加熱器相連，再生區(qū)出口和再生風風機連接。再生風風機驅(qū)動再生氣流首先流過冷凝器，帶走冷凝熱溫度升高，進一步經(jīng)再生加熱器加熱至再生溫度后送入轉(zhuǎn)輪除濕器的再生區(qū)，對干燥劑進行再生，溫度下降，濕度升高后排出室外。再生加熱器的加熱熱源可為燃氣、余熱或太陽能加熱。處理風風機將處理空氣送入調(diào)節(jié)房間，這部分氣流(大部分為新風)首先流經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕器的除濕區(qū)，除濕后濕度下降，同時由于吸附熱的作用，溫度上升，采用的干燥劑為吸濕性多孔材料，除了吸附水分以外，還能有效吸附空氣中的懸浮物和不良性氣體，從而改善空氣質(zhì)量。這股氣流隨后經(jīng)顯熱換熱器冷卻，濕度不變，溫度降低，最后送入蒸氣壓縮空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)蒸發(fā)器降溫至理想溫濕度條件后送入室內(nèi)。
間接蒸發(fā)冷卻裝置包括直接蒸發(fā)冷卻裝置和氣-氣顯熱換熱器，一臺風扇，其連接關(guān)系為氣-氣顯熱換熱器一端和風扇相連，另外一端和直接蒸發(fā)冷卻裝置連接。風扇驅(qū)動蒸發(fā)冷卻氣流，這部分氣流為室內(nèi)排氣，流經(jīng)直接蒸發(fā)冷卻裝置后溫度降低，濕度增加，然后作為冷卻氣流經(jīng)顯熱換熱器對處理空氣進行冷卻，之后排放至室外。
其中直接蒸發(fā)冷卻裝置包括水泵，噴淋器，蜂窩狀濕膜材料，其連接關(guān)系為水泵和噴淋器相連，噴淋器位于蜂窩狀濕膜材料上方。經(jīng)過水泵抽取的水噴淋在蜂窩狀濕膜材料上，起到對處理氣流進行增濕降溫的作用。
蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)包括空調(diào)壓縮機，冷凝器，節(jié)流裝置(毛細管或膨脹閥)，蒸發(fā)器，此四個部件是靠黃銅管連接起來的，其連接關(guān)系為空調(diào)壓縮機一端和蒸發(fā)器連接，另一端和冷凝器連接，冷凝器的另一端和節(jié)流裝置連接，節(jié)流裝置和蒸發(fā)器連接，形成一個回路。低溫低壓的制冷劑氣體經(jīng)過空調(diào)壓縮機壓縮之后變成高溫高壓的氣體通過連接管流入冷凝器冷卻后變成高溫高壓的液體，然后經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流后又變?yōu)榈蜏氐蛪旱闹评鋭┮后w，流入蒸發(fā)器中，經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)冷卻后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，形成一個完整的制冷循環(huán)。
本發(fā)明充分發(fā)揮了干燥劑除濕方法傳質(zhì)效率高，蒸汽壓縮空調(diào)傳熱效果好的優(yōu)點，可在現(xiàn)有暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造和新的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建中發(fā)揮作用。在ARI條件下進行分析表明，該系統(tǒng)比相同工作條件下的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)制冷量增加約20％，電力COP增加約30％。采用混合空調(diào)方案，不僅可使壓縮機電耗降低，而且可使其蒸汽壓縮子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸減小。間接蒸發(fā)冷卻的引入對工作氣流的降溫發(fā)揮了重要作用，它和除濕環(huán)節(jié)一起，改變了工作氣流進入蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的溫濕度，從而有利于性能的改善。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括干燥劑除濕子系統(tǒng)1、間接蒸發(fā)冷卻裝置2、蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)3，三個子系統(tǒng)通過風道連接起來，間接蒸發(fā)冷卻裝置2一端與干燥劑除濕子系統(tǒng)1連接，另一端與蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)2連接。
干燥劑除濕子系統(tǒng)1包括轉(zhuǎn)輪除濕器4，再生加熱器5，處理風風機6，再生風風機7，轉(zhuǎn)輪除濕器4通過隔熱保溫板隔成除濕區(qū)和再生區(qū)兩個工作區(qū)，除濕區(qū)出口經(jīng)風管和處理風風機6連接，再生區(qū)進口通過風管和再生加熱器5相連，再生區(qū)出口和再生風風機7連接；間接蒸發(fā)冷卻裝置2包括直接蒸發(fā)冷卻裝置8和氣-氣顯熱換熱器9，風扇10，顯熱換熱器9一端和風扇10相連，另外一端和直接蒸發(fā)冷卻裝置8連接；蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)3包括空調(diào)壓縮機14，冷凝器15，節(jié)流裝置16，蒸發(fā)器17，空調(diào)壓縮機14一端和蒸發(fā)器17連接，另一端和冷凝器15連接，冷凝器15的另一端和節(jié)流裝置16連接，節(jié)流裝置16另一端和蒸發(fā)器17連接，形成一個回路。
空調(diào)壓縮機14，冷凝器15，節(jié)流裝置16，蒸發(fā)器17是通過黃銅管連接的。
直接蒸發(fā)冷卻裝置8包括水泵11、噴淋器12、蜂窩狀濕膜材料13，其連接關(guān)系為水泵11和噴淋器12相連，噴淋器12位于蜂窩狀濕膜材料13上方。
干燥劑除濕子系統(tǒng)1處理風與再生風為逆流方式，對應(yīng)處理風一側(cè)，干燥劑除濕子系統(tǒng)1連接混流閥18和間接蒸發(fā)冷卻裝置2，混流閥18的另一端引入室內(nèi)排風；對于再生風一側(cè)，干燥劑除濕子系統(tǒng)1側(cè)與環(huán)境以及加熱器5連接，蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)3連接處理風送風通道和室內(nèi)排氣風道，對處理風一側(cè)，蒸發(fā)器17一端與間接蒸發(fā)冷卻裝置2連接，蒸發(fā)器17另外一端通向室內(nèi)環(huán)境，對室內(nèi)排風一側(cè)，冷凝器15一端連接室內(nèi)環(huán)境，冷凝器15另一端連接加熱器5。
權(quán)利要求
1.一種混合式除濕空調(diào)，包括干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)、間接蒸發(fā)冷卻裝置(2)、蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)(3)，三個子系統(tǒng)通過風道連接起來，間接蒸發(fā)冷卻裝置(2)一端與干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)連接，另一端與蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)(2)連接，其特征在于，所述的干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)包括轉(zhuǎn)輪除濕器(4)、再生加熱器(5)、處理風風機(6)、再生風風機(7)，轉(zhuǎn)輪除濕器(4)通過隔熱保溫板隔成除濕區(qū)和再生區(qū)兩個工作區(qū)，除濕區(qū)出口經(jīng)風管和處理風風機(6)連接，再生區(qū)進口通過風管和再生加熱器(5)相連，再生區(qū)出口和再生風風機(7)連接，所述的間接蒸發(fā)冷卻裝置(2)包括直接蒸發(fā)冷卻裝置(8)和氣—氣顯熱換熱器(9)、風扇(10)，顯熱換熱器(9)一端和風扇(10)相連，另外一端和直接蒸發(fā)冷卻裝置(8)連接，所述的蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)(3)包括空調(diào)壓縮機(14)、冷凝器(15)、節(jié)流裝置(16)、蒸發(fā)器(17)，空調(diào)壓縮機(14)一端和蒸發(fā)器(17)連接，另一端和冷凝器(15)連接，冷凝器(15)的另一端和節(jié)流裝置(16)連接，節(jié)流裝置(16)另一端和蒸發(fā)器(17)連接，形成一個回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式除濕空調(diào)，其特征是，空調(diào)壓縮機(14)、冷凝器(15)、節(jié)流裝置(16)、蒸發(fā)器(17)是通過黃銅管連接的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式除濕空調(diào)，其特征是，直接蒸發(fā)冷卻裝置(8)包括水泵(11)、噴淋器(12)、蜂窩狀濕膜材料(13)，其連接關(guān)系為水泵(11)和噴淋器(12)相連，噴淋器(12)位于蜂窩狀濕膜材料(13)上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式除濕空調(diào)，其特征是，干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)處理風與再生風為逆流方式，對應(yīng)處理風一側(cè)，干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)連接混流閥(18)和間接蒸發(fā)冷卻裝置(2)，混流閥(18)的另一端引入室內(nèi)排風；對于再生風一側(cè)，干燥劑除濕子系統(tǒng)(1)側(cè)與環(huán)境以及加熱器(5)連接，蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)(3)連接處理風送風通道和室內(nèi)排氣風道，對處理風一側(cè)，蒸發(fā)器(17)一端與間接蒸發(fā)冷卻裝置(2)連接，蒸發(fā)器(17)另外一端通向室內(nèi)環(huán)境，對室內(nèi)排風一側(cè)，冷凝器(15)一端連接室內(nèi)環(huán)境，冷凝器(15)另一端連接加熱器(5)。
全文摘要
一種混合式除濕空調(diào)，用于制冷與空調(diào)工程技術(shù)領(lǐng)域。包括干燥劑除濕子系統(tǒng)、間接蒸發(fā)冷卻裝置、蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)，干燥劑除濕子系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)輪除濕器通過隔熱保溫板隔成除濕區(qū)和再生區(qū)，除濕區(qū)出口經(jīng)風管和處理風風機連接，再生區(qū)進口通過風管和再生加熱器相連，再生區(qū)出口和再生風風機連接；間接蒸發(fā)冷卻裝置中的顯熱換熱器兩端分別與風扇和直接蒸發(fā)冷卻裝置連接；蒸汽壓縮制冷子系統(tǒng)中的空調(diào)壓縮機兩端分別與蒸發(fā)器和冷凝器連接，冷凝器另一端和節(jié)流裝置連接，節(jié)流裝置另一端和蒸發(fā)器連接，形成一個回路。本發(fā)明省略了深度干燥和蒸發(fā)冷卻，蒸發(fā)器尺寸減少，能耗降低，壓縮機負荷下降，噪聲降低，并能充分利用系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱，減輕熱污染。
文檔編號F24F3/147GK1570495SQ20041001829
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者代彥軍, 賈春霞, 王如竹, 吳靜怡 申請人:上海交通大學