[发明专利]利用地热温泉资源的溶液调湿空气处理系统及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气处理技术和地热资源技术领域，具体涉及一种利用地热温泉资源的溶液调湿空气处理系统及其处理方法。

背景技术

对于大型商场、超市、会议室、礼堂、体育馆等大空间场所，通常采用集中式全空气系统。传统的全空气机组，一般是将室内回风与新风混合后，通过表冷器降温除湿以实现对室内的温湿度控制。

目前应用于空调领域的全空气机组一般采用冷凝除湿的方式，利用制冷机组制取低温冷水，将空气冷冻至露点以下，使空气中水蒸气冷凝成液态水，从而实现除湿。此种空气处理方式存在如下问题：由于空气处理机组负担了空气的湿负荷，因此通常用的都是温度较低的7摄氏度的冷冻水进行冷凝除湿，而冷冻水温度过低使得制冷机组蒸发温度也较低，从而导致制冷效率低下；同时，冷凝除湿后空气温度太低，有时需再热才能达到送风温度要求，造成冷热抵消、能源浪费；另一方面，表冷器的盘管存在凝结水，易滋生细菌。

溶液调湿空调系统近年来得到了较为广泛的关注。溶液调湿空调系统是指采用具有调湿功能的盐溶液作为介质，利用溶液除湿器对空气的湿度进行调节，并利用溶液再生器对调湿溶液进行再生，从而循环利用实现空气湿度调节的系统。调湿溶液通常采用溴化锂溶液或氯化锂溶液，安全、无毒，化学稳定性好。被处理空气的水蒸气分压力与吸湿溶液表面蒸汽压之间的压差是水分传递的驱动力。溶液调湿空调系统通常由溶液再生器、溶液除湿器、换热器和表冷器构成，其进行空气调节的过程如下：将湿度较高被处理空气通入溶液除湿器；在溶液除湿器中，通过喷淋低温高浓度的调湿溶液与湿度较高的空气进行接触，由于空气的蒸汽压大于高浓度调湿溶液的饱和蒸汽压，从而发生传热传质，空气中的水分传递给高浓度调湿溶液，而调湿溶液吸收空气中的水蒸气后，空气被除湿，同时一部分水蒸气的凝结潜热进入溶液，使得调湿溶液被稀释且温度略有升高，而被除湿的空气再经过通有制冷剂的表冷器进行制冷，达到预定的送风温度，而被送入室内；然后，被稀释的低浓度调湿溶液经过连接有热源的热交换器进行加热升温后，再进入溶液再生器；在溶液再生器中，通过绝热喷淋，高温的低浓度调湿溶液与外来空气接触，由于温度差与蒸汽压差的存在，发生了传热传质，低浓度调湿溶液中的热量与水分传递给了空气，从而再次转换为温度较低、浓度较高的调湿溶液，实现了调湿溶液的再生，再生后的调湿溶液再次被输送到除湿器，被循环利用于对空气除湿。由此循环，被降温、除湿的空气不断被送入室内，实现了对室内空气的温度、湿度调节。

但现有的溶液调湿空调系统存在以下的一些不足。首先，现有的溶液调湿空调系统中通常采用电能加热作为热交换器的热源对被稀释的低浓度调湿溶液进行加热，用于实现调湿溶液再生，电能消耗大，不利于节能减排；另一方面，为了保证再生效率，通常需要将低浓度调湿溶液加热到较高温度后进入溶液再生器，这又导致再生后得到的高浓度调湿溶液温度也相对较高，使得利用再生得到的高浓度调湿溶液在溶液除湿器中对空气进行除湿处理的效率降低，同时对表冷器的制冷消耗也较大；此外，现有的溶液调湿空调系统通常只能实现对空气的降温、除湿，仅适宜于夏季使用，功能较为单一。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种利用地热温泉资源的溶液调湿空气处理系统，一方面以地热温泉作为对低浓度调湿溶液进行再生前加热的热源，以节能减排，另一方面通过结构优化使其能够提高热利用率和调湿处理效率，并能够实现降温除湿和升温加湿双重功能，从而用以解决现有技术中溶液调湿空调系统能耗大、不利于节能减排、调湿处理效率低、功能单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段：

利用地热温泉资源的溶液调湿空气处理系统，包括溶液再生器、溶液除湿器、显热交换器、表冷器，以及第一换热器、第二换热器和第三换热器；

所述溶液再生器的储液箱通过第一水阀与补水管路相连通，溶液再生器的再生溶液出口管依次通过第二水阀和第一循环溶液泵连通至第一换热器的一个换热通路后，再连通至溶液再生器的再生溶液入口管；第一换热器的另一个换热通路连接地热温泉循环管路；其中，溶液再生器的再生溶液出口管与第二水阀之间的连通管路上设有第一旁通支管，第二水阀与第一循环溶液泵之间的连通管路上设有第二旁通支管；所述第一旁通支管通过第三水阀连通至第二换热器的一个换热通路后，又连通至第三换热器的一个换热通路，然后再通过第二循环溶液泵连通至溶液除湿器的调湿溶液入口管；所述第三换热器的另一个换热通路连接冷水预热循环管路；所述溶液除湿器的调湿溶液出口管连通至第二换热器的另一个换热通路后，再通过第四水阀连通至所述第二旁通支管；