一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置

1.一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，包括通过工质管道依次循环连接的外置压缩机的出口、四通换向阀、第一电控三通阀、外置换热器、第三电控三通阀、送风冷凝器、送风膨胀阀、送风蒸发器、第二电控三通阀、翅片换热器、四通换向阀和外置压缩机的入口；外界新风由新风管道引入，经过翅片换热器换热后与从恒温恒湿生产区域的一路回风经过新风与一路回风的混合管道后送入盐溶液除湿模块除湿，经过除湿后的干燥空气，与没有经过处理的二路回风混合后，根据待干燥物料生产工艺要求经送风蒸发器或送风冷凝器进行温度调节至要求送风温度，最后通过送风机经送风管道送进恒温恒湿生产区域，这样就完成了物料生产过程中对一定密闭空间内待调节温湿度的空气进行恒温恒湿调节过程；
所述的盐溶液除湿模块包括外壳和内壳，外壳与内壳构成凹形壳体，在凹形壳体内部的左右两侧分别为左独立空间和右独立空间，右独立空间是处理侧，左独立空间是再生侧；
左右两侧底部是盐溶液存储槽，盐溶液存储槽由中间隔板隔开，在隔板底部留有液位平衡通口将左、右独立空间和相连；
在所述的左、右独立空间内的中部设有蜂窝状填料；
在左独立空间的蜂窝状填料上方装有高温溶液喷淋管，高温溶液喷淋管通过管道依次与套管换热器的第一回路、再生侧循环泵和盐溶液存储槽连接，形成再生侧的盐溶液循环回路；套管换热器的第二回路与热泵系统的冷凝器的工质回路连接；
在右独立空间的蜂窝状填料上方装有低温溶液喷淋管，在低温溶液喷淋管的上方设置所述热泵系统的处理侧冷凝器；低温溶液喷淋管通过管道依次与处理侧套管换热器的第一回路、处理侧循环泵和盐溶液存储槽连接，形成处理侧的盐溶液循环回路；处理侧套管换热器的第二回路与所述的热泵系统的内置蒸发器的工质回路连接。
2.根据权利要求1所述的能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，所述的翅片换热器在冬季时通过四通换向阀换向后成压缩机所在独立热泵系统的冷凝器用于新风预热，或夏季成蒸发器用于新风预冷。
3.根据权利要求1所述的能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，所述的热泵系统设置在所述的凹形壳体上面的凹槽内，还包括内置压缩机和内置膨胀阀，内置压缩机的出口通过工质回路依次与再生侧套管换热器的第二回路、所述的内置冷凝器、所述的处理侧冷凝器、内置膨胀阀、内置蒸发器、处理侧套管换热器、内置压缩机的入口构成循环的工质回路。
4.根据权利要求1所述的能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，在所述的处理侧套管换热器的盐溶液出口分流一部分低温盐溶液流经中间套管换热器的内外管之间后直接流进再生侧，同时在再生侧套管换热器的高温盐溶液出口也分流一部分流经中间套管换热器的内管后流进处理侧。
5.根据权利要求1所述的能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，将多个所述的盐溶液除湿模块并联使用。

一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种空气调节装置，更具体地来说是一种在封闭空间内利用压缩机做功产生的冷热源及盐溶液吸水原理，对含水物料除水干燥并对干燥后的空气进行温度调节的能源双向利用恒温恒湿空气调节装置。\n背景技术\n[0002] 很多食品、药品等物料生产过程中通过除去多余水分来进行物料干燥。例如药用硬胶囊和软胶囊的生产过程就需要将生产环境稳定在一定要求的温度和相对湿度下才能顺利进行。利用空气自动调节系统除水干燥在胶囊等生产领域越来越广泛应用，自动空气调节系统有广泛的使用需求。已有的自动空气调节系统，多采用以下几种方法或装置：\n[0003] 1、用冷冻机提供冷水通过表冷器降温冷凝除水，再通过蒸汽、电力等热源加热，在自动控制系统的联合调节下达到封闭环境温度和相对湿度稳定；\n[0004] 2、采用具有吸湿特性的固体材料或盐溶液与空气直接接触，吸收空气中的水分，然后用外加蒸汽或电力加热对吸湿后的固体或稀释盐溶液进行再生的方法来自动调节物料生产环境的空气温度和相对湿度。\n[0005] 目前提供冷源的冷冻机是先用蒸发器热交换器获得冷水后，再用冷水来对空气进行冷冻除水，这种多层次的冷热交换必然导致能量置换过程中的损失增加。同时，用来对制冷机冷凝器降温的空气被加热后，虽然热焓增加，但却被排放掉，这样就浪费能源。而已有的固体或液体除水装置因为再生要消耗大量的外加能源而耗能巨大。盐溶液因为有较强腐蚀性，溶液除湿设备制造工艺复杂。所以以上空气调节装置皆限于能耗高，制造困难，运行费用高，使用不方便的原因而难以普及推广。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的是提供一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置以解决已有技术存在的能耗高，制造困难，运行费用高，使用不方便的原因而难以普及推广的不足。\n[0007] 本发明的技术方案是：一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，包括通过工质管道依次循环连接的外置压缩机的出口、四通换向阀、第一电控三通阀、外置换热器、第三电控三通阀、送风冷凝器、送风膨胀阀、送风蒸发器、第二电控三通阀、翅片换热器、四通换向阀和外置压缩机的入口；外界新风由新风管道引入，经过翅片换热器换热后与从恒温恒湿生产区域的一路回风经过新风与一路回风的混合管道后送入盐溶液除湿模块除湿，经过除湿后的干燥空气，与没有经过处理的二路回风混合后，根据待干燥物料生产工艺要求经送风蒸发器或送风冷凝器进行温度调节至要求送风温度，最后通过送风机经送风管道送进恒温恒湿生产区域，这样就完成了物料生产过程中对一定密闭空间内待调节温湿度的空气进行恒温恒湿调节过程。\n[0008] 所述的翅片换热器在冬季时通过四通换向阀换向后成压缩机所在独立热泵系统的冷凝器用于新风预热，或夏季成蒸发器用于新风预冷。\n[0009] 所述的盐溶液除湿模块包括外壳和内壳，外壳与内壳构成凹形壳体，在凹形壳体内部的左右两侧分别为左独立空间和右独立空间，右独立空间是处理侧，左独立空间是再生侧；左右两侧底部是盐溶液存储槽，盐溶液存储槽由中间隔板隔开，在隔板底部留有液位平衡通口将左、右独立空间和相连；\n[0010] 在所述的左、右独立空间内的中部设有蜂窝状填料；\n[0011] 在左独立空间的蜂窝状填料上方装有高温溶液喷淋管，高温溶液喷淋管通过管道依次与套管换热器的第一回路、再生侧循环泵和盐溶液存储槽连接，形成再生侧的盐溶液循环回路；套管换热器的第二回路与热泵系统的冷凝器的工质回路连接；\n[0012] 在右独立空间蜂窝状填料上方装有低温溶液喷淋管，在低温溶液喷淋管的上方设置所述热泵系统的处理侧冷凝器；低温溶液喷淋管通过管道依次与处理侧套管换热器的第一回路、处理侧循环泵和盐溶液存储槽连接，形成处理侧的盐溶液循环回路；处理侧套管换热器的第二回路与所述的热泵系统的内置蒸发器的工质回路连接。\n[0013] 所述的热泵系统设置在所述的凹形壳体上面的凹槽内，还包括内置压缩机和内置膨胀阀，内置压缩机的出口通过工质回路依次与再生侧套管换热器的第二回路、所述的内置冷凝器、所述的处理侧冷凝器、内置膨胀阀、内置蒸发器、处理侧套管换热器、内置压缩机的入口构成循环的工质回路。\n[0014] 在所述的处理侧套管换热器的盐溶液出口分流一部分低温盐溶液流经中间套管换热器的内外管之间后直接流进再生侧，同时在再生侧套管换热器的高温盐溶液出口也分流一部分流经中间套管换热器的内管后流进处理侧。\n[0015] 将多个所述的盐溶液除湿模块并联使用。\n[0016] 本发明的优点是：整个装置由独立配置的数套热泵系统提供全部能源（含盐溶液再生需要的热量）的冷热能源双向利用，能耗低，制造工艺简单，运行费用低，使用方便，易于普及推广。\n附图说明\n[0017] 图1是本发明的总体结构示意图。\n[0018] 附图标记说明：1、外置压缩机，2、第一电控三通阀，3、外置换热器，4、内置蒸发器，\n5、内置膨胀阀，6、处理侧冷凝器，7、处理侧套管换热器，8、内置压缩机，9、处理侧循环泵，\n10、第二电控三通阀，11、送风蒸发器，12、外置膨胀阀，13、送风冷凝器，14、第三电控三通阀，15、液位平衡通口，16、外壳，17、再生侧循环泵，18、中间套管换热器，19、再生侧套管换热器，20、内置冷凝器，21、内壳，22、翅片换热器,23、四通换向阀，24、送风机，25、二路回风管道，26、一路回风管道，27、新风管道，28、新风与一路回风的混合管道，29、恒温恒湿生产区域，30、新风阀门，31、盐溶液存储槽，32、蜂窝状填料，33、低温溶液喷淋管，34、处理侧引风机，35、再生侧引风机，36、高温溶液喷淋管；A1、第一个溶液除湿模块的再生进风口，An、第n个溶液除湿模块的再生进风口，B1、第一溶液除湿模块的除湿处理进风口，Bn、第n溶液除湿模块的除湿处理进风口，C1、第一溶液除湿模块的除湿后出风口，Cn、第n溶液除湿模块的除湿后出风口，E、送风管道，G1、第一溶液除湿模块的再生排风口、Gn、第n溶液除湿模块再生排风口，K1、第一盐溶液除湿模块，K2、第二盐溶液除湿模块。\n具体实施方式\n[0019] 参见图1，本发明一种能源双向利用恒温恒湿空气调节装置，其特征在于，包括通过工质管道依次循环连接的外置压缩机1的出口、四通换向阀23、第一电控三通阀2、外置换热器3、第三电控三通阀14、送风冷凝器13、送风膨胀阀12、送风蒸发器11、第二电控三通阀\n10、翅片换热器22、四通换向阀23和外置压缩机1的入口；外界新风由新风管道27引入，经过翅片换热器22换热后与从恒温恒湿生产区域29的一路回风经过新风与一路回风的混合管道28后送入盐溶液除湿模块K除湿，经过除湿后的干燥空气，与没有经过处理的二路回风混合后，根据待干燥物料生产工艺要求经送风蒸发器11或送风冷凝器13进行温度调节至要求送风温度，最后通过送风机24经送风管道E送进恒温恒湿生产区域29，这样就完成了物料生产过程中对一定密闭空间内待调节温湿度的空气进行恒温恒湿调节过程。\n[0020] 所述的翅片换热器22在冬季时通过四通换向阀23换向后成压缩机1所在独立热泵系统的冷凝器用于新风预热，或夏季成蒸发器用于新风预冷。\n[0021] 所述的盐溶液除湿模块K包括外壳16和内壳21，外壳16与内壳21构成凹形壳体，在凹形壳体内部的左右两侧分别为左独立空间Q1和右独立空间Q2，右独立空间Q2是处理侧，左独立空间Q1是再生侧；左右两侧底部是盐溶液存储槽31，盐溶液存储槽31由中间隔板隔开，在隔板底部留有液位平衡通口15将左、右独立空间Q1和Q2相连；\n[0022] 在所述的左、右独立空间内的中部设有蜂窝状填料32；\n[0023] 在左独立空间Q1的蜂窝状填料32上方装有高温溶液喷淋管36，高温溶液喷淋管36通过管道依次与套管换热器19的第一回路、再生侧循环泵17和盐溶液存储槽31连接，形成再生侧的盐溶液循环回路；套管换热器19的第二回路与热泵系统的冷凝器20的工质回路连接；\n[0024] 在右独立空间Q2蜂窝状填料32上方装有低温溶液喷淋管33，在低温溶液喷淋管33的上方设置所述热泵系统的处理侧冷凝器6；低温溶液喷淋管33通过管道依次与处理侧套管换热器7的第一回路、处理侧循环泵9和盐溶液存储槽31连接，形成处理侧的盐溶液循环回路；处理侧套管换热器7的第二回路与所述的热泵系统的内置蒸发器4的工质回路连接。\n[0025] 所述的热泵系统设置在所述的凹形壳体上面的凹槽内，还包括内置压缩机8和内置膨胀阀5，内置压缩机8的出口通过工质回路依次与再生侧套管换热器19的第二回路、所述的内置冷凝器20、所述的处理侧冷凝器6、内置膨胀阀5、内置蒸发器4、处理侧套管换热器\n7、内置压缩机8的入口构成循环的工质回路。\n[0026] 盐溶液除湿模块可以用两个以上的盐溶液除湿模块K1-Kn并联使用，除水量增大相应的倍数，使用多少个盐溶液除湿模块由整个恒温恒湿生产区域29总的除湿量决定，一路回风的风量加上新风量等于所有参与除湿工作的盐溶液除湿模块的空气处理量总和。\n[0027] 内置的热泵系统（内置压缩机8、内置膨胀阀5、内置蒸发器4、处理侧套管换热器7、处理侧冷凝器6和内置冷凝器20、再生侧套管换热器19和自动控制系统）独立提供除湿模块所需要的全部冷热源，不再需要外加其他冷热源。\n[0028] 盐溶液除湿模块整体外壳16和盐溶液除湿模块内壳21组合形成了封闭的左、右独立空间Q1和Q2，右独立空间Q2是空气处理侧，左独立空间Q1是溶液再生侧。左右两侧底部是盐溶液存储槽31，盐溶液存储槽31由中间隔板隔开，在隔板底部留有液位平衡通口15将左、右独立空间Q1和Q2相连，可以保持两边液位平衡。由于溶液扩散作用，液位平衡通口15两边的盐溶液浓度和温度会逐渐趋于一致。右独立空间Q2利用浓盐溶液的吸水特性用来对空气进行除湿处理，溶液再生侧用来对吸水后稀释了的盐溶液进行加热再生。在右独立空间Q2顶部装有加热空气的冷凝器6，中间是蜂窝状填料32，用来增加从上面的低温溶液喷淋管33喷淋下来的盐溶液和空气的接触面积。在左独立空间Q1的中间也装有增加溶液和空气接触面积的蜂窝状填料32。\n[0029] 在左、右独立空间Q1和Q2分别装有溶液循环系统，在右独立空间Q2内的空气处理侧循环泵9使盐溶液首先经过套管换热器7后降低温度增强了溶液除湿能力，而后经低温溶液喷淋管33从右独立空间Q2的顶部呈雾状喷洒而下，新风与生产区域一路回风26混合后的待除湿空气经过一路回风混合处理管道B0的相应部分空气在第一盐溶液除湿模块K1的处理侧（Q2侧）引风机34的作用下，首先经过蒸发器4降温后进入右独立空间Q2的下部，由下而上与低温高浓度盐溶液在蜂窝状填料32的表面接触后，由于盐溶液表面水蒸气压力远远低于冷湿空气的水蒸气压力，所以空气中的水蒸气被盐溶液吸收，盐溶液吸水后浓度降低，吸水能力下降。除湿后的低温干燥空气先经过冷凝器6初步加温后经除湿后出风口C1送出盐溶液除湿模块K1。\n[0030] 再生侧循环泵17使吸水后的低温稀盐溶液首先流经套管换热器19后温度升高，经高温溶液喷淋管36从溶液再生侧（左独立空间Q1）顶部呈雾状喷洒而下，第一个溶液除湿模块再生进风口A1在溶液再生侧引风机35的作用下首先经过内置冷凝器20加热升温后由下而上与高温盐溶液在蜂窝状填料32的表面接触后，由于高温盐溶液表面水蒸气压力远远大于热空气的水蒸气压力，所以盐溶液中的水蒸气被热空气经第一溶液除湿模块的再生排风口G1带走，盐溶液除水后浓度升高，吸水能力再次得到加强。\n[0031] 在处理侧套管换热器7的盐溶液出口分流一部分低温盐溶液流经中间套管换热器\n18的内外管之间后直接流进溶液再生侧（左侧），同时套管换热器19的高温盐溶液出口也分流一部分流经套管换热器18的内管后流进空气处理侧（右侧）。两种不同温度和浓度的盐溶液逆向流经套管换热器18使空气处理侧和溶液再生侧的盐溶液的温度和浓度经过溶液循环系统得到快速交换，使整个循环除湿系统能快速稳定运行。\n[0032] 外界新风经过翅片换热器22（冬季时四通换向阀23通电换向后成压缩机1所在独立热泵系统的冷凝器预热或夏季成蒸发器预冷）处理后和恒温恒湿生产区域29的一路回风经过一路回风混合处理管道B0后经过一个或数个并联的盐溶液除湿模块K1除湿后的干燥空气汇合后与没有经过处理的二路回风在二路回风混合处理管道D混合后根据待干燥物料生产工艺要求经翅片换热器11或翅片换热器13进行温度调节至要求送风温度，最后通过送风机24经送风管道E送进恒温恒湿生产区域29循环往复。这样就完成了物料生产过程中对一定密闭空间内待调节温湿度的空气进行恒温恒湿调节过程。