本發(fā)明涉及溶液除濕、能源利用領(lǐng)域，特別涉及一種跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，家用空調(diào)上多采用冷卻除濕的方法控制室內(nèi)濕度，冷卻除濕存在較多問題，冷凝過程中水蒸氣發(fā)生相變會消耗大量冷量、凝結(jié)過程中產(chǎn)生的冷凝水也使得盤管處細(xì)菌滋生，影響空氣品質(zhì)等。溶液除濕作為另一種重要的濕度控制方式，指利用某些吸濕性溶液能夠吸收空氣中的水分而將空氣除濕的方法，可以利用低品位熱源，是一種節(jié)能的綠色除濕方式。

例如申請?zhí)枮?01610137413.3的中國專利文獻(xiàn)公開了一種低溫余熱驅(qū)動的溶液除濕系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括再生器、溶液泵、溶液換熱器、一級冷卻器、一級吸濕塔、二級冷卻器、余熱制冷單元、二級吸濕塔、再生加熱器、送風(fēng)回?zé)崞骱团棚L(fēng)回?zé)崞?。余熱的高溫部分提供溶液再生過程所需熱量，余熱的低溫部分用以提供余熱制冷過程所需熱量，實(shí)現(xiàn)對余熱的梯級利用。與常規(guī)表冷式除濕相比，可以達(dá)到相同的除濕效果，主要消耗低溫?zé)崃浚蠓鶞p少了電能消耗。但是該系統(tǒng)兩級除濕為串聯(lián)形式，必須使用同一種除濕劑，在靈活性和適應(yīng)性上受到一定約束。

溶液再生所需的溫度較高，一般要達(dá)到55℃以上，常規(guī)壓縮制冷系統(tǒng)的冷凝溫度無法達(dá)到這個要求，而壓縮機(jī)高溫排氣可用顯熱量較少；隨著節(jié)能減排的深入人心，使用自然工質(zhì)的跨臨界循環(huán)具有良好的應(yīng)用前景?？缗R界循環(huán)因其使用工質(zhì)環(huán)保(多采用自然工質(zhì)CO2)，且排氣溫度高，在出口壓力為10MPa時即可達(dá)到110℃，溫度滑移大，具有大量的冷凝余熱可供回收利用，可滿足溶液除濕系統(tǒng)所需的再生熱，此外，跨臨界循環(huán)蒸發(fā)單元制冷量也可以被用來對除濕后的空氣進(jìn)行降溫，能夠同時實(shí)現(xiàn)空氣的熱濕處理。因而將跨臨界循環(huán)與溶液除濕循環(huán)進(jìn)行能量耦合具有重要的節(jié)能潛力和應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)，通過跨臨界循環(huán)和兩級溶液除濕循環(huán)合理的能量耦合，充分利用了跨臨界循環(huán)的高壓側(cè)排熱和低壓側(cè)制冷量，能夠在低耗能的情況下，同時實(shí)現(xiàn)空氣的除濕與降溫，提高空氣處理系統(tǒng)的整體性能。

一種跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)，包括跨臨界壓縮子系統(tǒng)以及將跨臨界壓縮子系統(tǒng)高壓側(cè)排熱作為熱源的兩級溶液除濕子系統(tǒng)，除濕過程為絕熱除濕，所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)包括：通過工質(zhì)循環(huán)連接的壓縮單元、氣冷單元、節(jié)流單元以及蒸發(fā)單元，所述氣冷單元沿工質(zhì)流動方向分為逐級放熱冷卻的一級加熱器、二級加熱器以及氣冷器，所述兩級溶液除濕子系統(tǒng)包括一級溶液除濕單元和二級溶液除濕單元；

所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)中：

壓縮機(jī)的出口與第一加熱器制冷劑通道的入口連接，所述第一加熱器制冷劑通道的出口與第二加熱器制冷劑通道的入口連接，所述第二加熱器制冷劑通道的出口與氣冷器制冷劑通道的入口連接，所述氣冷器制冷劑通道的出口與回?zé)釟獾谝煌ǖ赖娜肟谶B接，所述回?zé)釟獾谝煌ǖ赖某隹谂c節(jié)流裝置的入口連接，所述節(jié)流裝置的出口與蒸發(fā)器制冷劑通道的入口連接，所述蒸發(fā)器制冷劑通道的出口與回?zé)釟獾诙ǖ赖娜肟谶B接，所述回?zé)釟獾诙ǖ赖某隹谂c所述壓縮機(jī)的入口連接以完成跨臨界壓縮循環(huán)，氣冷器的外部冷源通道提供制冷劑蒸汽降溫所需的冷量，蒸發(fā)器處的制冷劑蒸汽蒸發(fā)制冷量用來冷卻所述兩級溶液除濕子系統(tǒng)除濕后的空氣以滿足系統(tǒng)送風(fēng)溫度要求；

所述一級溶液除濕單元包括一級空氣側(cè)循環(huán)和一級溶液側(cè)循環(huán)；

所述一級溶液側(cè)循環(huán)中：

一級再生器的溶液出口與一級溶液換熱器濃溶液通道的入口連接，所述一級溶液換熱器濃溶液通道的出口與一級濃溶液泵的入口連接，一級濃溶液泵的出口與一級冷卻器除濕劑通道的入口連接，所述一級冷卻器除濕劑通道的出口與所述一級除濕器的溶液入口連接，所述一級除濕器的溶液出口與一級溶液換熱器稀溶液通道的入口連接，所述一級溶液換熱器稀溶液通道的出口與一級稀溶液泵的入口連接，所述一級稀溶液泵的出口與第二加熱器除濕劑通道的入口連接，所述第二加熱器除濕劑通道的出口與一級再生器的溶液入口連接以使除濕劑溶液完成一級除濕循環(huán)；

所述一級空氣側(cè)循環(huán)中：

第一風(fēng)機(jī)提供再生用氣體進(jìn)入所述一級空氣側(cè)循環(huán)的動力，一級再生器的氣體入口連接再生用氣體，所述一級再生器氣體的出口排出廢熱空氣，第二風(fēng)機(jī)為待處理空氣進(jìn)入所述一級除濕器提供動力，所述一級除濕器的氣體入口與待處理氣體連接，所述一級除濕器的氣體出口與所述二級除濕器的氣體入口連接以使空氣側(cè)完成一級除濕循環(huán)；

所述二級溶液除濕單元包括二級空氣側(cè)循環(huán)和二級溶液側(cè)循環(huán)；

所述二級溶液側(cè)循環(huán)中：

二級再生器的溶液出口與二級溶液換熱器濃溶液通道的入口連接，所述二級溶液換熱器濃溶液通道的出口與二級濃溶液泵的入口連接，所述二級濃溶液泵的出口與二級冷卻器除濕劑通道的入口連接，所述二級冷卻器除濕劑通道的出口與二級除濕器的溶液入口連接，所述二級除濕器的溶液出口與二級溶液換熱器稀溶液通道的入口連接，所述二級溶液換熱器稀溶液通道的出口與二級稀溶液泵的入口連接，所述二級稀溶液泵的出口與第一加熱器除濕劑通道的入口連接，所述第一加熱器除濕劑通道的出口與二級再生器的溶液入口連接以使除濕劑溶液完成二級除濕循環(huán)；

所述空氣側(cè)循環(huán)中：

第三風(fēng)機(jī)提供再生用氣體進(jìn)入所述二級空氣側(cè)循環(huán)的動力，二級再生器的氣體入口連接再生用氣體，所述二級再生器的氣體出口排出廢熱空氣，所述二級除濕器的氣體出口與蒸發(fā)器空氣通道的入口連接，所述蒸發(fā)器空氣通道的出口送出所需品質(zhì)空氣以使空氣側(cè)完成二級除濕循環(huán)；

一級冷卻器和二級冷卻器的外部冷源通道提供制除濕劑溶液降溫所需的冷量。

本發(fā)明還提供了一種跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)，除了除濕過程為等溫除濕外，其余結(jié)構(gòu)與上述的空氣處理系統(tǒng)相同，包括跨臨界壓縮子系統(tǒng)以及將跨臨界壓縮子系統(tǒng)高壓側(cè)排熱作為熱源的兩級溶液除濕子系統(tǒng)，所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)包括：通過工質(zhì)循環(huán)連接的壓縮單元、氣冷單元、節(jié)流單元以及蒸發(fā)單元，所述氣冷單元沿工質(zhì)流動方向分為逐級放熱冷卻的一級加熱器、二級加熱器以及氣冷器，所述兩級溶液除濕子系統(tǒng)包括一級溶液除濕單元和二級溶液除濕單元；

所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)中：

壓縮機(jī)的出口與第一加熱器制冷劑通道的入口連接，所述第一加熱器制冷劑通道的出口與第二加熱器制冷劑通道的入口連接，所述第二加熱器制冷劑通道的出口與氣冷器制冷劑通道的入口連接，所述氣冷器制冷劑通道的出口與回?zé)釟獾谝煌ǖ赖娜肟谶B接，所述回?zé)釟獾谝煌ǖ赖某隹谂c節(jié)流裝置的入口連接，所述節(jié)流裝置的出口與蒸發(fā)器制冷劑通道的入口連接，所述蒸發(fā)器制冷劑通道的出口與回?zé)釟獾诙ǖ赖娜肟谶B接，所述回?zé)釟獾诙ǖ赖某隹谂c所述壓縮機(jī)的入口連接以完成跨臨界壓縮循環(huán)，氣冷器的外部冷源通道提供制冷劑蒸汽降溫所需的冷量，蒸發(fā)器處的制冷劑蒸汽蒸發(fā)制冷量用來冷卻所述兩級溶液除濕子系統(tǒng)除濕后的空氣以滿足系統(tǒng)送風(fēng)溫度要求；

所述一級溶液除濕單元包括一級空氣側(cè)循環(huán)和一級溶液側(cè)循環(huán)；

所述一級溶液側(cè)循環(huán)中：

一級再生器的溶液出口與一級溶液換熱器濃溶液通道的入口連接，所述一級溶液換熱器濃溶液通道的出口與一級濃溶液泵的入口連接，一級濃溶液泵的出口與所述一級除濕器的溶液入口連接，所述一級除濕器的溶液出口與一級溶液換熱器稀溶液通道的入口連接，所述一級溶液換熱器稀溶液通道的出口與一級稀溶液泵的入口連接，所述一級稀溶液泵的出口與第二加熱器除濕劑通道的入口連接，所述第二加熱器除濕劑通道的出口與一級再生器的溶液入口連接以使除濕劑溶液完成一級除濕循環(huán)；

所述一級空氣側(cè)循環(huán)中：

第一風(fēng)機(jī)提供再生用氣體進(jìn)入所述一級空氣側(cè)循環(huán)的動力，一級再生器的氣體入口連接再生用氣體，所述一級再生器氣體的出口排出廢熱空氣，第二風(fēng)機(jī)為待處理空氣進(jìn)入所述一級除濕器提供動力，所述一級除濕器的氣體入口與待處理氣體連接，所述一級除濕器的氣體出口與所述二級除濕器的氣體入口連接以使空氣側(cè)完成一級除濕循環(huán)；

所述二級溶液除濕單元包括二級空氣側(cè)循環(huán)和二級溶液側(cè)循環(huán)；

所述二級溶液側(cè)循環(huán)中：

二級再生器的溶液出口與二級溶液換熱器濃溶液通道的入口連接，所述二級溶液換熱器濃溶液通道的出口與二級濃溶液泵的入口連接，所述二級濃溶液泵的出口與二級除濕器的溶液入口連接，所述二級除濕器的溶液出口與二級溶液換熱器稀溶液通道的入口連接，所述二級溶液換熱器稀溶液通道的出口與二級稀溶液泵的入口連接，所述二級稀溶液泵的出口與第一加熱器除濕劑通道的入口連接，所述第一加熱器除濕劑通道的出口與二級再生器的溶液入口連接以使除濕劑溶液完成二級除濕循環(huán)；

所述空氣側(cè)循環(huán)中：

第三風(fēng)機(jī)提供再生用氣體進(jìn)入所述二級空氣側(cè)循環(huán)的動力，二級再生器的氣體入口連接再生用氣體，所述二級再生器的氣體出口排出廢熱空氣，所述二級除濕器的氣體出口與蒸發(fā)器空氣通道的入口連接，所述蒸發(fā)器空氣通道的出口送出所需品質(zhì)空氣以使空氣側(cè)完成二級除濕循環(huán)；

一級冷卻盤管和二級冷卻盤管分別接入嵌入一級除濕器和二級除濕器中，通過外部冷源通道提供制除濕劑溶液降溫所需的冷量。

為了達(dá)到更好的除濕效果，用一級冷卻盤管和二級冷卻盤管分別代替一級冷卻器和二級冷卻器，冷卻盤管直接嵌入除濕器中，及時帶走熱量，保證除濕過程為等溫除濕，使除濕過程中除濕劑的溫度維持在較低水平，從而提高除濕劑的除濕能力。

其中，一級溶液除濕單元和二級溶液除濕單元的除濕劑單獨(dú)進(jìn)行循環(huán)，因此兩級循環(huán)中可以使用不同的除濕劑溶液，增加了選擇性、提高了匹配性。

為了提高本發(fā)明的除濕效率，優(yōu)選的，所述第一加熱器和第二加熱器的制冷劑通道的再生溫度為60～130℃。

優(yōu)選的，所述第一加熱器和第二加熱器采用流體換熱設(shè)備。依次使用跨臨界壓縮子系統(tǒng)的高壓側(cè)排熱，實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)排熱的分級利用。

為了提高本發(fā)明的除濕效率，優(yōu)選的，所述跨臨界壓縮制冷循環(huán)制冷溫度為0～25℃。

為了提高本發(fā)明的除濕效率，優(yōu)選的，所述再生用氣體的溫度為25～45℃。

為了降低使用成本，優(yōu)選的，所述再生用氣體使用外界環(huán)境空氣。

為了降低使用成本，優(yōu)選的，所述外部冷源通道輸入的冷媒為水或空氣。水和空氣易于獲取，且具有良好的冷卻效果，加熱后還可投入生活使用。

為了提高系統(tǒng)效率，優(yōu)選的，所述除濕和再生溶液為溴化鋰水溶液、氯化鋰水溶液、氯化鈣水溶液或鹽的混合溶液。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述除濕和再生溶液為氯化鋰與氯化鈣混合溶液、氯化鋰與溴化鋰混合溶液、氯化鈣與溴化鋰混合溶液，以及醇類與鹽的混合溶液，TEG與氯化鋰混合溶液、PG與氯化鋰混合溶液。

為了提高系統(tǒng)效率以及降低環(huán)境污染，優(yōu)選的，所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)的工質(zhì)為二氧化碳、一氧化二氮或者R290與R32的混合物。

目前，大氣層中的臭氧層遭到嚴(yán)重破壞，且溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，因此本發(fā)明中的跨臨界循環(huán)采用自然工質(zhì)二氧化碳、一氧化二氮或R290與R32的混合氣體。

CO₂作為一種安全可靠的天然工質(zhì)，近些年己引起廣泛關(guān)注，在跨臨界循環(huán)中的應(yīng)用也發(fā)展迅速；N₂O作為另一種天然工質(zhì)，其物理性質(zhì)與CO₂相似，二者的分子量、臨界溫度、臨界壓力接近，N₂O的三相點(diǎn)溫度為-90.82℃，遠(yuǎn)低于CO₂的-55.58℃，可以應(yīng)用于更低溫領(lǐng)域。R290化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，價格低廉容易獲得，與材料相容性好，且其ODP、GWP值均為零，不存在破壞環(huán)境的問題，R290與R32的混合氣體工質(zhì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究，在最優(yōu)配比下，COP較R22系統(tǒng)提高了6.7％。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)是一種新型的壓縮/吸收復(fù)合熱濕空氣處理系統(tǒng)，通過跨臨界循環(huán)和兩級溶液除濕系統(tǒng)的能量耦合，改變傳統(tǒng)的壓縮循環(huán)的熱能輸出，分級利用跨臨界循環(huán)的高壓側(cè)排熱，通過兩級除濕提高了高壓側(cè)排熱利用率和除濕效果，同時，提高了蒸發(fā)溫度位，進(jìn)而減少了壓縮機(jī)的耗功；還通過跨臨界循環(huán)的蒸發(fā)制冷量，直接對除濕后的熱空氣進(jìn)行降溫，提高了空氣熱濕處理系統(tǒng)的整體性能，經(jīng)過分析，相比于冷卻除濕方法，本發(fā)明的復(fù)合空氣處理系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)僅承擔(dān)顯熱負(fù)荷，壓縮功耗降低約30％，減少了電能的使用，經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)保性能更加優(yōu)越。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的空氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為壓縮機(jī)、2為第一加熱器、3為第二加熱器、4為氣冷器、5為回?zé)釟狻?為節(jié)流閥、7為蒸發(fā)器、8為一級溶液換熱器、9為一級濃溶液泵、10為一級冷卻器、11為一級除濕器、12為一級稀溶液泵、13為一級再生器、14為二級溶液換熱器、15為二級濃溶液泵、16為二級冷卻器、17為二級除濕器、18為二級稀溶液泵、19為二級再生器、20為風(fēng)機(jī)、21為風(fēng)機(jī)、22為風(fēng)機(jī)。

圖2為實(shí)施例2的空氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為壓縮機(jī)、2為第一加熱器、3為第二加熱器、4為氣冷器、5為回?zé)釟狻?為節(jié)流閥、7為蒸發(fā)器、8為一級溶液換熱器、9為一級濃溶液泵、11為一級除濕器、12為一級稀溶液泵、13為一級再生器、14為二級溶液換熱器、15為二級濃溶液泵、17為二級除濕器、18為二級稀溶液泵、19為二級再生器、20為風(fēng)機(jī)、21為風(fēng)機(jī)、22為風(fēng)機(jī)、23為一級冷卻盤管、24為二級冷卻盤管。

圖3為使用實(shí)施例1的空氣處理系統(tǒng)后蒸發(fā)溫度對熱量及耗功影響結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)包括：跨臨界壓縮子系統(tǒng)和兩級溶液除濕子系統(tǒng)，其中兩級溶液除濕子系統(tǒng)包括一級溶液除濕單元和二級溶液除濕單元；

其中跨臨界壓縮子系統(tǒng)包括：

壓縮機(jī)1出口與第一加熱器2制冷劑通道入口連接，第一加熱器2制冷劑通道出口與第二加熱器3制冷劑通道入口連接，第二加熱器3制冷劑通道出口與氣冷器4制冷劑通道入口連接，氣冷器4制冷劑通道出口與回?zé)釟?第一通道入口連接，回?zé)釟?第一通道出口與節(jié)流閥6入口連接，節(jié)流閥6出口與蒸發(fā)器7制冷劑通道入口連接，蒸發(fā)器7制冷劑通道出口與回?zé)釟?第二通道入口連接，回?zé)釟?第二通道出口與壓縮機(jī)1入口連接，從而完成跨臨界壓縮循環(huán)，在氣冷器4處，外部冷源通道提供制冷劑蒸汽降溫所需的冷量，蒸發(fā)器7處，制冷劑蒸汽蒸發(fā)制冷量用來冷卻除濕后的空氣，以滿足送風(fēng)溫度要求。

其中一級溶液除濕單元包括一級空氣側(cè)循環(huán)和一級溶液側(cè)循環(huán)：

一級溶液側(cè)循環(huán)中，一級再生器13溶液出口與一級溶液換熱器8濃溶液通道入口連接，一級溶液換熱器8濃溶液通道出口與一級濃溶液泵9入口連接，一級濃溶液泵9出口與一級冷卻器10除濕劑通道入口連接，一級冷卻器10除濕劑通道出口與一級除濕器11溶液入口連接，一級除濕器11溶液出口與一級溶液換熱器8稀溶液通道入口連接，一級溶液換熱器8稀溶液通道出口與一級稀溶液泵12入口連接，一級稀溶液泵12出口與第二加熱器3除濕劑通道入口連接，第二加熱器3除濕劑通道出口與一級再生器13溶液入口連接，除濕劑溶液從而完成一級除濕循環(huán)。

一級空氣側(cè)循環(huán)中，風(fēng)機(jī)21入口連接環(huán)境空氣，風(fēng)機(jī)21出口與一級再生器13氣體入口連接，一級再生器13氣體出口排出廢熱空氣，風(fēng)機(jī)22入口連接待處理空氣，風(fēng)機(jī)22出口與一級除濕器11氣體入口連接，一級除濕器11氣體出口與二級除濕器17氣體入口連接，空氣側(cè)從而完成一級除濕循環(huán)。

其中二級溶液除濕單元包括二級空氣側(cè)循環(huán)和二級溶液側(cè)循環(huán)：

二級溶液側(cè)循環(huán)中，二級再生器19溶液出口與二級溶液換熱器14濃溶液通道入口連接，二級溶液換熱器14濃溶液通道出口與二級濃溶液泵15入口連接，二級濃溶液泵15出口與二級冷卻器16除濕劑通道入口連接，二級冷卻器16除濕劑通道出口與二級除濕器17溶液入口連接，二級除濕器17溶液出口與二級溶液換熱器14稀溶液通道入口連接，二級溶液換熱器14稀溶液通道出口與二級稀溶液泵18入口連接，二級稀溶液泵18出口與第一加熱器2除濕劑通道入口連接，第一加熱器2除濕劑通道出口與二級再生器19溶液入口連接，除濕劑溶液從而完成二級除濕循環(huán)；

二級空氣側(cè)循環(huán)中，風(fēng)機(jī)20入口連接環(huán)境空氣，風(fēng)機(jī)20出口與二級再生器19氣體入口連接，二級再生器19氣體出口排出廢熱空氣，二級除濕器17氣體出口與蒸發(fā)器7空氣通道入口連接，蒸發(fā)器7空氣通道出口送出所需品質(zhì)空氣，空氣側(cè)從而完成二級除濕循環(huán)；

氣冷器4、一級冷卻器10和二級冷卻器16處，外部冷源通道提供制除濕劑溶液降溫所需的冷量，冷媒為水，除濕系統(tǒng)中工作流體使用氯化鋰水溶液，跨臨界壓縮子系統(tǒng)的工質(zhì)采用二氧化碳。

本實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)的跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)的工作流程如下：

(1)跨臨界壓縮子系統(tǒng)中，二氧化碳經(jīng)過壓縮機(jī)1做功后形成過熱蒸汽，依次經(jīng)過第一加熱器2和第二加熱器3，放熱降溫，提供的熱量分別用于加熱進(jìn)入一級再生器13和二級再生器19的氯化鋰稀溶液，提高溶液的再生能力，實(shí)現(xiàn)跨臨界循環(huán)高壓側(cè)排熱的分級利用；初步降溫的二氧化碳蒸汽接著經(jīng)過氣冷器4進(jìn)一步被外部提供的水降溫，然后在回?zé)崞?中與二氧化碳蒸汽進(jìn)一步換熱后，通過節(jié)流閥6進(jìn)入蒸發(fā)器7中吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)制冷量用來冷卻除濕后的空氣；蒸發(fā)后的二氧化碳蒸汽通過回?zé)崞?后返回壓縮機(jī)1，開始新的循環(huán)。

(2)一級溶液除濕單元中，來自一級再生器13底部的氯化鋰濃溶液首先經(jīng)過一級溶液換熱器8與來自一級除濕器11底部的氯化鋰稀溶液換熱，溫度有所降低，接著通過一級濃溶液泵9進(jìn)入一級冷卻器10，被外部冷源提供的水進(jìn)一步降溫，然后進(jìn)入一級除濕器11，兩次降溫后的氯化鋰濃溶液的除濕能力得到了較大的提升；除濕后的氯化鋰稀溶液經(jīng)過一級溶液換熱器8初步升溫后，在一級稀溶液泵12的推動下，進(jìn)入第二加熱器3換熱，吸收跨臨界循環(huán)高壓側(cè)排熱后溫度升高，再生能力得到大幅度提升，最后進(jìn)入一級再生器13與環(huán)境空氣進(jìn)行傳熱傳質(zhì)變?yōu)槁然嚌馊芤?，開始新的除濕循環(huán)。

(3)二級溶液除濕單元中，氯化鋰溶液的工作過程與一級溶液除濕單元一樣，來自二級再生器19底部的氯化鋰濃溶液首先經(jīng)過二級溶液換熱器14與來自二級除濕器17底部的氯化鋰稀溶液換熱，溫度有所降低，接著通過二級濃溶液泵15進(jìn)入二級冷卻器16，被外部冷源提供的水進(jìn)一步降溫，然后進(jìn)入二級除濕器17，兩次降溫后的氯化鋰濃溶液的除濕能力得到了較大的提升；除濕后的氯化鋰稀溶液經(jīng)過溶液二級溶液換熱器14初步升溫后，在二級稀溶液泵18的推動下，進(jìn)入第一加熱器2換熱，吸收跨臨界循環(huán)高壓側(cè)排熱后溫度升高，再生能力得到大幅度提升，實(shí)現(xiàn)跨臨界循環(huán)高壓側(cè)排熱分級利用，最后進(jìn)入二級再生器19與環(huán)境空氣進(jìn)行傳熱傳質(zhì)變?yōu)槁然嚌馊芤海_始新的除濕循環(huán)。

(4)再生器氣側(cè)循環(huán)中，外界環(huán)境空氣通過風(fēng)機(jī)20和風(fēng)機(jī)21分別進(jìn)入二級再生器19和一級再生器13的氣體入口，與氯化鋰稀溶液形成逆流，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)后，溫度升高，含濕量增大，最后通過再生器的氣體出口排出。

除濕器氣側(cè)循環(huán)中，待處理空氣通過風(fēng)機(jī)22進(jìn)入一級除濕器11的氣體入口，與氯化鋰濃溶液形成逆流，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，含濕量降低；經(jīng)過一級除濕后的空氣從一級除濕器11的氣體出口流出后進(jìn)入二級除濕器17的氣體入口，再次與氯化鋰濃溶液傳熱傳質(zhì)，含濕量進(jìn)一步降低后，從二級除濕器17的氣體出口流出，最后經(jīng)過蒸發(fā)器7，吸收跨臨界循環(huán)蒸發(fā)器的蒸發(fā)制冷量，溫度被降低，形成所需的低濕低溫空氣。

為了提高空氣和氯化鋰溶液間的傳熱傳質(zhì)效率，所有除濕器和再生器頂部都安裝有布液器，氯化鋰溶液經(jīng)過布液器后，均勻的滴落，與來自底部的空氣充分接觸，形成逆流，從而實(shí)現(xiàn)較高的效率。

本實(shí)施例通過跨臨界循環(huán)和兩級溶液除濕系統(tǒng)的能量耦合，分級利用了跨臨界循環(huán)的高壓側(cè)排熱，通過兩級除濕提高了除濕效果，同時巧妙地利用了跨臨界循環(huán)的蒸發(fā)制冷量，直接對除濕后的熱空氣進(jìn)行降溫，提高了空氣熱濕處理系統(tǒng)的整體性能，為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在以下工況下進(jìn)行了計(jì)算：

跨臨界壓縮子系統(tǒng)的壓縮機(jī)1排氣壓力為10MPa，制冷量為5KW，CO₂加熱除濕溶液后被自然冷卻水冷卻至35℃，各加熱器冷卻器工質(zhì)進(jìn)出口溫度見表1。

待處理含濕量為12.94g/kg，最終送風(fēng)含濕量為10.9g/kg，若采用冷卻除濕的方法對空氣進(jìn)行冷卻，對應(yīng)跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的COP為2.934，則此時消耗的壓縮功為2.05kW，達(dá)到相同效果時，復(fù)合后的系統(tǒng)，跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的COP為3.099，消耗的壓縮功為1.45kW，與冷卻除濕的方法相比壓縮功耗減少約30％。

復(fù)合系統(tǒng)計(jì)算得到的結(jié)果如圖3所示(其中，Qle表示可用高壓側(cè)排熱，Q表示再生熱，w表示壓縮功，Te表示蒸發(fā)溫度)，由計(jì)算結(jié)果可知，蒸發(fā)溫度在7℃～12℃之間，其制冷量均大于所需制冷量滿足要求，蒸發(fā)溫度小于10.2℃時，高壓側(cè)排熱均可以滿足再生熱的要求，由于本系統(tǒng)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)哪芰狂詈虾涂缗R界循環(huán)高壓側(cè)排熱的分級利用，蒸發(fā)溫度相比冷卻除濕系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度有所提高，從而減少了壓縮機(jī)的功耗；可見本實(shí)施例的空氣處理系統(tǒng)具有很好的經(jīng)濟(jì)性。

表1系統(tǒng)性能參數(shù)表：

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例的跨臨界循環(huán)與兩級溶液除濕系統(tǒng)復(fù)合的空氣處理系統(tǒng)，除了除濕過程為等溫除濕外，其余與實(shí)施例1的處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，本實(shí)施例設(shè)有一級冷卻盤管23和二級冷卻盤管24，分別置于一級除濕器11和二級除濕器17的填料內(nèi)；一級冷卻盤管23和二級冷卻盤管24及時帶走除濕過程產(chǎn)生的熱量，使除濕劑溶液溫度保持恒定，提高了除濕能力；同時，一級溶液換熱器8和二級溶液換熱器14的換熱溫差增大，低溫稀溶液可以更好的給高溫濃溶液降溫，從而減少外部冷源的輸入量，起到節(jié)約能源的作用。