热泵式变溶液浓度调湿及反渗透再生纯水再利用装置

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热泵式变溶液浓度调湿及反渗透再生纯水再利用装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种通过调节盐溶液浓度控制除湿量的方法，尤其涉及通过反渗透装置再生盐溶液同时对产生的纯水回收再利用的方法，属暖通空调领域。\n背景技术\n[0002] 实施建筑节能和循环经济被列入节能减排综合工作方案中，而中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40～\n60％。降低中央空调能耗是实施建筑节能的重要环节和重点方向；基于溶液调湿的温湿度独立控制空调系统的提出及应用满足建筑节能的需求，溶液调湿机组稳定性及效率的提高成为现在要解决的课题。\n[0003] 传统的溶液调湿机组为了平衡溶液浓度将除湿后的低温稀溶液与再生后的高温浓溶液做直接连通处理，导致在浓度平衡的同时热量也进行了传导，从而造成冷热抵消现象，降低了机组效率。同时传统溶液调湿机组再生过程中由于根据能量守恒定律压缩机产生的冷量与热量相等，但是压缩机输入功率产生的热量需要水分的蒸发带走，除湿模块吸收的水分不仅不能有效利用还需要补充水分满足溶液再生需求，所以将除湿的水分充分回收利用也成为溶液调湿解决的当务之急，这样才符合国家循环经济的政策方向。\n发明内容\n[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种热泵式变溶液浓度调湿及反渗透再生纯水再利用装置，包括溶液调温热泵系统、溶液调湿系统、送风排风系统、溶液机械再生装置、纯水回收再利用装置，采用溶液调温热泵系统将溶液降温除湿吸收新风中的水分，再通过溶液机械再生装置生产出浓溶液及纯水的反渗透装置再生，不仅避免由于常规溶液调湿机组再生大于除湿造成补水的能源浪费，同时将除湿模块吸收的水分净化回收再利用，在节能的同时达到资源循环利用。\n[0005] 本发明所采用的技术方案如下：\n[0006] 一种热泵式变溶液浓度调湿及反渗透再生纯水再利用装置，包括溶液调温热泵系统、溶液调湿系统、送风排风系统；所述溶液调温热泵系统包括一套独立的制冷/制热循环系统，包括压缩机、四通阀、翅片式冷凝器、膨胀阀、钛管蒸发器；所述压缩机与四通阀连接,所述四通阀与翅片式冷凝器连接，所述翅片式冷凝器与膨胀阀连接，所述膨胀阀与钛管蒸发器连接，所述钛管蒸发器与四通阀连接；\n[0007] 所述溶液调湿系统包括供液泵、两组热湿交换单元、布液装置及集液装置1号溶液箱；所述供液泵将通过变频增压泵调节通过反渗透装置后出来的不同浓度的溶液输送到钛管蒸发器进行热交换；通过钛管蒸发器预冷/预热的溶液经布液装置均匀淋洒在热湿交换单元上，浓溶液在热湿交换单元内与空气充分接触的吸湿后变为稀溶液，依靠重力流向集液装置1号溶液箱；\n[0008] 所述送风排风系统包括处理后的新风送风风机系统及回风通过溶液调温热泵系统中的翅片式冷凝器带走热量的排风风机系统；\n[0009] 所述溶液机械再生装置包括集液装置，包括1号溶液箱、活性炭吸附装置、5μm精密过滤器、变频增压泵、反渗透装置、2号溶液箱、供液泵；所述1号溶液箱中的稀溶液依次通过活性炭吸附装置进行一次过滤，经过5μm精密过滤器进行二次过滤，经过二级过滤的洁净溶液通过变频增压泵输送到反渗透装置中，反渗透装置生产出的浓溶液进入2号溶液箱，2号溶液储存的浓溶液通过供液泵输送到钛管蒸发器与制冷系统进行热交换；如上述通过钛管蒸发器预冷/预热的溶液经布液装置均匀淋洒在热湿交换单元上，浓溶液在热湿交换单元内与空气充分接触的吸湿后变为稀溶液，依靠重力流向集液装置1号溶液箱；经过反渗透装置将水分通过反渗透膜渗出，进行纯水回收再利用，同时稀溶液变成浓溶液流向2号溶液箱进行再次的除湿循环，完成该装置整个除湿再生过程；\n[0010] 纯水回收再利用装置，包括纯水回收箱、补水泵、电动三通阀、止回阀、补水电磁阀；所述反渗透装置产生的纯水储存于纯水回收箱内，在除湿工况下需要补水时启动补水泵，电动三通阀开启位置为连通补水泵与止回阀，此时补水电磁阀处于闭合状态，纯水进入\n2号溶液箱精确调整溶液浓度，满足送风状态点的需求；如不需要补水，所述补水泵启动，电动三通阀开启位置为连通补水泵与生活用水处，将纯水回收箱内的纯水供给生活使用；\n[0011] 进一步地，所述溶液调温热泵系统中地压缩机、四通阀、翅片式冷凝器、膨胀阀、钛管蒸发器设置在排风机前端，翅片式冷凝器通过室内低温回风冷却，过程中将室内回风升温，并通过排风机排到室外。\n[0012] 进一步地，所述溶液调温热泵系统中的压缩机采用变频控制，根据回风状态点及新风工况的变化调节能力达到节能效果。\n[0013] 进一步地，所述溶液机械再生装置包括集液装置，所述集液装置变频增压泵根据回风状态点参数调节能力，回风状态点高于设置值+Δ(允许变化范围)，变频增压泵加载频率，提高能力从而反渗透装置产生高浓度溶液增加除湿能力；相反回风状态点低于设置值-Δ(允许变化范围)，变频增压泵卸载频率，降低能力从而反渗透装置产生较低浓度溶液减小除湿能力。\n[0014] 进一步地，所述稀溶液储液箱1号溶液箱与浓溶液储液箱2号溶液箱不直接连通，稀溶液通过反渗透装置变浓后进入浓溶液储液箱2号溶液箱。\n[0015] 进一步地，所述与溶液接触的供液泵及变频增压泵为防腐的磁力泵。\n[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：\n[0017] 1、本技术方案采用制冷系统调温除湿加反渗透装置机械再生，送风流程中通过热湿交换单元的溶液通过制冷系统调温除湿，除湿后的溶液采用反渗透装置机械再生，通过反渗透装置再生不受热泵制冷制热量平衡的限制，可以提供更高浓度溶液，提高除湿效率。\n[0018] 2、本技术方案溶液再生通过反渗透装置而非热泵升温再生，避免了为平衡浓度将除湿后的低温稀溶液与再生后的高温浓溶液直接连通而导致的冷热抵消造成的能源浪费，提高了机组运行效率。\n[0019] 3、本技术方案溶液再生通过反渗透装置对溶液再生的同时回收并净化新风中的水分产生纯水，空气中的水分与盐溶液接触口进行了杀菌处理，同时经过活性炭吸附装置、\n5μm精密过滤器进行二级净化再通过反渗透装置产出，可以直接洁净健康的纯水用于生活，提高了资源的利用效率。\n[0020] 4、本技术方案制冷系统中的翅片式冷凝器置于回风通道内，利用低温回风降温，降低制冷系统冷凝压力，提高制冷系统运行效率。\n附图说明\n[0021] 图1是本技术方案实施方式的系统原理示意图：\n[0022] 图中附图标记的含义为：\n[0023] 11—压缩机、12—四通阀、13—翅片式冷凝器、14—膨胀阀、15—钛管蒸发器、16—热湿交换单元、17—布液装置、18—送风风机、19—排风风机、21—1号溶液箱、22—活性炭吸附装置、23—5μm精密过滤器、24—变频增压泵、25—反渗透装置、26—2号溶液箱、27—供液泵、31—包括纯水回收箱、32—补水泵、33—电动三通阀、34—止回阀、35—补水电磁阀。\n具体实施方式\n[0024] 下面结合说明书附图详细阐述本发明技术方案：\n[0025] 如图一所示，一种热泵式变溶液浓度调湿装置，包括溶液调温热泵系统、溶液调湿系统、送风排风系统；所述溶液调温热泵系统包括一套独立的制冷/制热循环系统，包括压缩机11、四通阀12、翅片式冷凝器13、膨胀阀14、钛管蒸发器15；所述压缩机11与四通阀12连接,所述四通阀12与翅片式冷凝器13连接，所述翅片式冷凝器13与膨胀阀14连接，所述膨胀阀14与钛管蒸发器15连接，所述钛管蒸发器15与四通阀12连接；\n[0026] 所述溶液调湿系统包括供液泵27、两组热湿交换单元16、布液装置17及集液装置1号溶液箱21；所述供液泵27将通过变频增压泵24调节通过反渗透装置25后出来的不同浓度的溶液输送到钛管蒸发器15进行热交换；通过钛管蒸发器15预冷/预热的溶液经布液装置\n17均匀淋洒在热湿交换单元16上，浓溶液在热湿交换单元16内与空气充分接触的吸湿后变为稀溶液，依靠重力流向集液装置1号溶液箱21；\n[0027] 所述送风排风系统包括处理后的新风送风风机19系统及回风通过溶液调温热泵系统中的翅片式冷凝器13带走热量的排风风机18系统；\n[0028] 进一步地，高温高湿的新风通过热湿交换单元16与经过钛管蒸发器15换热后的低温高浓度溶液热湿交换变成低温干燥的新风满足送风状态要求通过送风风机19送入用户侧；\n[0029] 进一步地，所述溶液调温热泵系统位于回风侧，低温的回风通过翅片式冷凝器13风温被抬高，通过排风风机18排入环境中；\n[0030] 进一步地，所述溶液机械再生装置包括集液装置包括1号溶液箱21、活性炭吸附装置22、5μm精密过滤器23、变频增压泵24、反渗透装置25、2号溶液箱26、供液泵27；所述1号溶液箱21中的稀溶液由低温浓溶液在热湿交换单元16内与高温高湿的新风空气充分接触热湿交换后变为稀溶，依靠重力汇集到1号溶液箱21内，通过变频增压泵24将1号溶液箱21内的稀溶液依次经过活性炭吸附装置22进行一次过滤，经过5μm精密过滤器23进行二次过滤，经过二级过滤的洁净溶液通过变频增压泵24输送到反渗透装置25中，反渗透装置25通过变频增压泵24的加压生产出的浓溶液进入2号溶液箱26，2号溶液储存的浓溶液通过供液泵27输送到钛管蒸发器15与制冷系统进行热交换；所述通过钛管蒸发器15预冷/预热的溶液经布液装置17均匀淋洒在热湿交换单元16上，浓溶液在热湿交换单元16内与空气充分接触的吸湿后变为稀溶液，依靠重力流向集液装置1号溶液箱21；经过反渗透装置25将水分通过反渗透膜渗出，进行纯水回收再利用，同时稀溶液变成浓溶液流向2号溶液箱26进行再次的除湿循环，完成该装置整个除湿再生过程；\n[0031] 进一步地，所述纯水回收再利用装置，其特征在于：包括纯水回收箱31、补水泵32、电动三通阀33、止回阀34、补水电磁阀35；所述反渗透装置25产生的纯水储存于纯水回收箱\n31内，在除湿工况下需要补水时启动补水泵32，电动三通阀33开启位置为连通补水泵与止回阀34，此时补水电磁阀35处于闭合状态，纯水进入2号溶液箱26精确调整溶液浓度，满足送风状态点的需求；如不需要补水，所述补水泵32启动，电动三通阀33开启位置为连通补水泵与生活用水处，将纯水回收箱31内的纯水供给生活使用；在加湿工况下补水电磁阀35打开，调节2号溶液箱26内溶液浓度，通过供液泵27将稀溶液输送到钛管蒸发器15进行热交换，此时溶液调温热泵系统中四通阀12打开处于制热模式，通过调节溶液浓度调节加湿量。\n[0032] 进一步地，变频增压泵24根据回风状态点参数调节能力，回风状态点高于设置值+Δ(允许变化范围)，变频增压泵24加载频率，提高能力从而反渗透装置25产生高浓度溶液增加除湿能力；相反回风状态点低于设置值-Δ(允许变化范围)，变频增压泵24卸载频率，降低能力从而反渗透装置25产生较低浓度溶液减小除湿能力。\n[0033] 进一步地，所述的一种热泵式变溶液浓度调湿装置的溶液调温热泵系统，其特征在于稀溶液储液箱1号溶液箱21与浓溶液储液箱2号溶液箱26不直接连通，稀溶液通过反渗透装置25变浓后进入浓溶液储液箱2号溶液箱26。\n[0034] 上述实施方式为本发明的实施方式之一，但本发明的其他实施方式并不受上述实施方式的限制，其他的任何的等同或者实质性原理不变的代替、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。