[发明专利]一种多级热泵循环驱动的溶液除湿空气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级热泵循环驱动的溶液除湿空气处理装置，特别是关于一种利用多级热泵驱动逐渐提高和逐渐降低溶液温度，使传热温差均匀的逆流填料塔式的溶液除湿空气处理装置。

背景技术

现有空调技术中，大多采用冷凝除湿处理方式，制冷机制备出低温冷冻水，将空气温度降低到露点以下，从而实现对于新风的除湿处理过程。由于需要的冷源温度很低，造成制冷机的蒸发温度降低，从而严重影响了制冷机的性能系数。而且，冷凝除湿产生的凝结水很容易滋生霉菌，严重影响室内空气品质。溶液除湿方式采用具有吸湿性质的盐溶液作为工作介质，通过盐溶液与新风进行传热传质，实现对于新风的除湿处理过程。溶液除湿方式可以采用低温的热源作为溶液浓缩再生的能量来源，如太阳能、热网的热水、废热等。

如图5所示，专利US6976365，名称为“一种除湿/空调系统”(Dehumidifier/Air-conditioning system)公开了一种溶液除湿与热泵制冷循环耦合的空气处理装置。该装置采用空气与溶液逆流的填料塔作为除湿器21与再生器22，通过一套热泵循环对溶液降温和升温，在进入除湿器21之前，溶液被热泵的蒸发器23冷却，在进入再生器22之前，溶液被热泵的冷凝器24加热。这样的方式充分利用了热泵循环的冷量和热量，有效提高了除湿系统的性能。但由于热泵的蒸发器23和冷凝器24是恒温热源，而溶液是变温流体，在被冷却的过程中温度会不断降低，在被加热的过程中温度会不断升高，与蒸发器23和冷凝器24的换热特性不匹配，造成两设备换热面积的浪费，限制了进一步提高蒸发温度、降低冷凝温度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种拥有高效率，填料塔式的多级热泵驱动逆流溶液除湿空气处理装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多级热泵循环驱动的溶液除湿空气处理装置，其特征在于：它包括一逆流填料塔除湿器、一逆流填料塔再生器、两个溶液泵、一溶液换热器和设置在逆流填料塔除湿器和逆流填料塔再生器之间的两级以上热泵循环系统；每一级所述热泵循环系统包括通过制冷剂管路依次连接的节流阀、压缩机、冷凝器和蒸发器，各级所述冷凝器壳体依次串联连接，各级所述蒸发器壳体依次串联连接；

所述逆流填料塔除湿器的底部溶液通过管路依次连接其中一所述溶液泵、所述溶液换热器的一换热管、各级串联的所述冷凝器到达所述逆流填料塔再生器的上部入口，在所述逆流填料塔再生器内与再生空气传热传质后，在所述逆流填料塔再生器的底部出口通过管路依次连接另一所述溶液泵、所述溶液换热器的另一换热管、各级串联的所述蒸发器回到所述逆流填料塔除湿器的上部入口，在所述逆流填料塔除湿器内与被处理空气传热传质后，回到所述逆流填料塔除湿器的底部出口。

所述热泵循环系统至少包括低温、中温、高温三级，其中低温级的热泵循环系统的所述蒸发器壳体两端连接所述逆流填料塔除湿器的顶部入口和中温级的所述热泵循环系统蒸发器出口，低温级的热泵循环系统的所述冷凝器作为一辅助排热装置，独立置于空气中。

所述辅助排热装置除低温级的热泵循环系统的冷凝器外，还设置一蒸发冷却器和一水泵，低温级的热泵循环系统的所述冷凝器出口通过管路连接所述蒸发冷却器上部入口，所述蒸发冷却器底部出口通过管路连接所述水泵入口，所述水泵出口连接低温级的热泵循环系统的所述冷凝器入口。

一种多级热泵循环驱动的溶液除湿空气处理装置，其特征在于：它包括一逆流填料塔除湿器、一逆流填料塔再生器、两个溶液泵、一溶液换热器和设置在逆流填料塔除湿器和逆流填料塔再生器之间的两级以上热泵循环系统；每一级所述热泵循环系统包括通过制冷剂管路依次连接的节流阀、压缩机、冷凝器和蒸发器，各级所述冷凝器壳体依次串联连接，各级所述蒸发器壳体依次串联连接；

所述逆流填料塔除湿器底部通过管路连接其中一所述溶液泵入口，所述溶液泵出口并联连接蒸发器和溶液换热器的一换热管；各级串联的所述蒸发器通过管路回到所述逆流填料塔除湿器的上部入口，在所述逆流填料塔除湿器内与被处理空气传热传质后，回到所述逆流填料塔除湿器的底部出口；所述溶液换热器的换热管的另一头连接至所述逆流填料塔再生器的底部；所述逆流填料塔再生器的底部通过管路连接另一所述溶液泵入口，另一所述溶液泵出口并联连接所述冷凝器和所述溶液换热器的另一换热管；各级串联的所述冷凝器通过管路连接到所述逆流填料塔再生器的顶部入口，在所述逆流填料塔再生器内与被处理空气传热传质后，回到所述逆流填料塔再生器的底部出口；所述溶液换热器的另一换热管的另一头连接至所述逆流填料塔除湿器底部。