本實用新型屬于物料干燥、生產(chǎn)工藝環(huán)境用風技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組。
背景技術(shù)：
某些生產(chǎn)行業(yè)，或工藝過程(如烘干技術(shù))需要的空氣濕度很低，應(yīng)用傳統(tǒng)溶液除濕系統(tǒng)很難達到這樣的送風要求。目前相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，一般采用轉(zhuǎn)輪除濕或者制冷劑直接膨脹式冷凝除濕的方式，為這些生產(chǎn)工藝提供干燥空氣。轉(zhuǎn)輪除濕雖然能將空氣中的含濕量處理到低于3g/Kg，但轉(zhuǎn)輪表面與空氣間的濕差和溫差都很不均勻，造成很大的不可逆損失。轉(zhuǎn)輪除濕的再生溫度高(100—140℃)，多采用電或蒸汽作為驅(qū)動能源，能源利用率低于0.7，運行費用高。轉(zhuǎn)輪除濕中隨著轉(zhuǎn)輪的不斷轉(zhuǎn)動，不可避免的存在再生空氣與除濕空氣的摻混，影響送風品質(zhì)。對于一些排風中含有有毒、易爆氣體的生產(chǎn)環(huán)境，轉(zhuǎn)輪除濕的應(yīng)用受到限制。制冷劑直接膨脹式冷凝除濕方式，其制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度較低，制冷循環(huán)能效比較小，能耗較大。同時，采用冷凝除濕的方式，其除濕能力有一定限制，最低送風含濕量一般在5g/Kg(干空氣)左右，而深度除濕領(lǐng)域很多時候希望的送風含濕量可低至3g/Kg(干空氣)，因此在很多場合無法采用直接膨脹式冷凝除濕方式。用冷凝除濕的方式，蒸發(fā)器內(nèi)部容易產(chǎn)生凝結(jié)水，增大了風道、盤管表面細菌以及微生物滋生的危險，送風的衛(wèi)生和清潔性難以滿足要求。尤其對于食品類的干燥行業(yè)(如食用明膠生產(chǎn)行業(yè))，利用此干燥方式會對影響產(chǎn)品品質(zhì)。溶液除濕技術(shù)能夠很好的克服上述兩種除濕方式的缺點，使送風滿足所需條件。
溶液調(diào)濕技術(shù)是采用具有調(diào)濕功能的鹽溶液(如氯化鋰溶液)為工作介質(zhì)，利用溶液的吸濕和放濕特性來對空氣溫濕度進行控制的，鹽溶液的表面水蒸氣分壓力與空氣中的水蒸氣分壓力差是二者進行水分傳遞的驅(qū)動力。除濕過程中，為了增加熱質(zhì)傳遞的驅(qū)動力，需要使溶液降溫。除濕后的稀溶液被送至再生器再生，同理，再生過程中需要使溶液升溫。對熱泵系統(tǒng)而言，冷端用于實現(xiàn)溶液除濕機組的除濕側(cè)溶液的降溫，同時熱端用于實現(xiàn)機組再生側(cè)溶液的升溫。近年來已有熱泵驅(qū)動的溶液調(diào)濕機組相關(guān)的研究和產(chǎn)品。熱泵技術(shù)是節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的重要一部分，以其與溶液除濕技術(shù)相結(jié)合，有效地實現(xiàn)了除濕設(shè)備的節(jié)能、高效運行。熱泵驅(qū)動的溶液調(diào)濕空調(diào)作為溫濕度獨立控制系統(tǒng)的一種，實現(xiàn)了室內(nèi)無濕表面送風，且除濕溶液對空氣有殺菌除塵的作用，可以明顯提高送風的空氣品質(zhì)。溶液調(diào)濕機組的除濕量可以通過調(diào)節(jié)除濕溶液的濃度和溫度實現(xiàn)調(diào)節(jié)，可將空氣處理到含濕量低于3g/Kg(干空氣)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組，以解決在物料干燥、生產(chǎn)工藝環(huán)境用風領(lǐng)域深度除濕問題。
本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：
一種結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組，包括一級除濕單元、二級除濕單元、再生單元、熱泵系統(tǒng)以及測溫元件；
所述一級除濕單元包含一級除濕器、一級除濕溶液泵、第一三通閥、冷卻塔、板式換熱器及冷卻塔循環(huán)泵；所述一級除濕器底部連接有一級除濕溶液泵，一級除濕溶液泵的出口端連接第一三通閥，第一三通閥的一出口端連接板式換熱器，使溶液經(jīng)過板式換熱器與冷卻塔提供的冷水換熱后，實現(xiàn)降溫，降溫后的溶液進入一級除濕器的頂部進行噴淋，對新風進行除濕，除濕后的稀溶液回到溶液槽內(nèi)，完成一級除濕單元的循環(huán)；第一三通閥的另一端連接到溶液-溶液板式換熱器；
所述二級除濕單元包含二級除濕器、二級除濕溶液泵、第二三通閥和第三三通閥；所述二級除濕器底部連接有二級除濕溶液泵，二級除濕溶液泵的出口端連接第二三通閥，第二三通閥的一出口端連接到蒸發(fā)器，使溶液經(jīng)過蒸發(fā)器后實現(xiàn)降溫，降溫后的稀溶液進入二級除濕器頂部噴淋，處理由一級除濕器送出的風，除濕后的溶液回到溶液槽內(nèi)，完成二級除濕單元的循環(huán)；
第二三通閥的另一端連接溶液—溶液板式換熱器，與來自一級除濕器第一三通閥一出口端的部分溶液混合，混合溶液液與再生側(cè)的濃溶液進行換熱后，實現(xiàn)升溫，而后被送至再生器底部的溶液槽內(nèi)；所述再生器底部連接有再生溶液泵，再生溶液泵的出口端連接第四三通閥，第四三通閥的一出口端連接冷凝器，經(jīng)冷凝器后連接板式換熱器；第四三通閥的另一端連接到溶液-溶液換熱器，與來自一級除濕器和二級除濕器的混合溶液進行換熱，實現(xiàn)降溫，而后經(jīng)過第三三通閥分配到一級除濕器溶液槽和二級除濕器溶液槽內(nèi)；
所述再生單元包含再生器、再生溶液泵、第三三通閥、板式換熱器和補水裝置；所述一級除濕器、二級除濕器和再生器之間設(shè)有使除濕和再生單元間交換的溶液進行熱量交換的溶液—溶液板式換熱器；
所述熱泵系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥以及蒸發(fā)器，其中冷凝器為再生器提供熱源，蒸發(fā)器連接除濕器為除濕器提供冷源。
本實用新型還可以采用如下技術(shù)措施：
所述還包括補充熱源，所述補充熱源連接板式換熱器。
所述再生器底部接有一補水閥。
本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組，使用高效低耗的冷卻塔系統(tǒng)和高效率的熱泵系統(tǒng)對新風進行兩級處理，實現(xiàn)深度除濕的送風要求。若增大一級除濕器的處理風量，保持二級除濕器風量不變，則系統(tǒng)能同時供應(yīng)兩種不同狀態(tài)的送風。采用冷卻塔為一級除濕器提供冷源，能有效降低系統(tǒng)能耗，比單一用熱泵作冷源的深度除濕機組節(jié)能50％左右。以處理10000m3/h的新風為例，經(jīng)過一級除濕器(溶液濃度38％)處理到38℃，8/Kg，再經(jīng)過二級除濕器(溶液濃度38％)處理到22℃，4/Kg，兩個過程的耗冷量分別為116KW，115KW(最不利工況計算)，大致占比相同。
附圖說明
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：100、一級除濕單元；200、二級除濕單元；300、再生單元；400、熱泵系統(tǒng)；A、再生器 B、二級除濕器；C、一級除濕器；D、冷卻塔；E、其他熱源；1、二級除濕溶液泵；1＇、再生溶液泵；1〞、一級除濕溶液泵；2〞、第一三通閥；2、第二三通閥；2＇、第四三通閥；3、溶液—溶液板式換熱器；4、壓縮機 5、冷凝器；6、節(jié)流閥；7、蒸發(fā)器；8、板式換熱器；9、第三三通閥；10、板式換熱器；11、冷卻水循環(huán)泵；12、補水閥。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：
請參閱圖1，一種結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組，其特征在于：包括一級除濕單元100、二級除濕單元200、再生單元300、熱泵系統(tǒng)400以及測溫元件；
所述一級除濕單元100包含一級除濕器C、一級除濕溶液泵1＂、第一三通閥2＂、冷卻塔D、板式換熱器10及冷卻塔循環(huán)泵11；所述一級除濕器C底部連接有一級除濕溶液泵1＂，一級除濕溶液泵的出口端連接第一三通閥2＂，第一三通閥2＂的一出口端連接板式換熱器10，使溶液經(jīng)過板式換熱器10與冷卻塔提供的冷水換熱后，實現(xiàn)降溫，降溫后的溶液進入一級除濕器C的頂部進行噴淋，對新風進行除濕，除濕后的稀溶液回到溶液槽內(nèi)，完成一級除濕單元的循環(huán)；第一三通閥2＂的另一端連接到溶液-溶液板式換熱器3；所述一級除濕器利用除濕后流經(jīng)板式換熱器10的稀溶液，對新風進行噴淋處理，處理后的新風溫度升高，含濕量降低到一定值(不同濃度的溶液處理后的空氣含濕量不同)，除濕后的稀溶液濃度有所降低，溫度升高。
所述二級除濕單元200包含二級除濕器B、二級除濕溶液泵1、第二三通閥2和第三三通閥9；所述二級除濕器底部連接有二級除濕溶液泵1，二級除濕溶液泵1的出口端連接第二三通閥2，第二三通閥2的一出口端連接到蒸發(fā)器7，使溶液經(jīng)過蒸發(fā)器7后實現(xiàn)降溫，降溫后的稀溶液進入二級除濕器B頂部噴淋，處理由一級除濕器送出的風，除濕后的溶液回到溶液槽內(nèi)，完成二級除濕單元的循環(huán)；
第二三通閥2的另一端連接溶液—溶液板式換熱器3，與來自一級除濕器第一三通閥2＂一出口端的部分溶液混合，混合溶液液與再生側(cè)的濃溶液進行換熱后，實現(xiàn)升溫，而后被送至再生器A底部的溶液槽內(nèi)；所述再生器底部連接有再生溶液泵1＇，再生溶液泵1＇的出口端連接第四三通閥2＇，第四三通閥2＇的一出口端連接冷凝器5，經(jīng)冷凝器后連接板式換熱器8；升溫后的溶液不能滿足噴淋溫度要求，經(jīng)過板式換熱器8繼續(xù)升溫，進入再生器的頂部進行噴淋，與再生空氣進行熱質(zhì)交換，實現(xiàn)濃度的提高，再生后的溶液回到再生器溶液槽內(nèi)完成再生單元的循環(huán)；第四三通閥2＇的另一端連接到溶液-溶液換熱器3，與來自一級除濕器和二級除濕器的混合溶液進行換熱，實現(xiàn)降溫，而后經(jīng)過第三三通閥9分配到一級除濕器溶液槽和二級除濕器溶液槽內(nèi)；
所述再生單元300包含再生器A、再生溶液泵1＇、第三三通閥2＇、板式換熱器8和補水裝置12；所述一級除濕器、二級除濕器和再生器之間設(shè)有使除濕和再生單元間交換的溶液進行熱量交換的溶液—溶液板式換熱器3；
所述熱泵系統(tǒng)包括壓縮機4、冷凝器5、節(jié)流閥6以及蒸發(fā)器7，其中冷凝器為再生器提供熱源，蒸發(fā)器連接除濕器為除濕器提供冷源。
所述其他熱源為系統(tǒng)輔助熱源，形式不受限制，可為任意熱源。
機組的冬季運行原理與夏季相似，只需切換熱泵系統(tǒng)內(nèi)的四通換向閥，使制冷劑流向與夏季相反，蒸發(fā)器7作為冷凝器5對一級除濕器內(nèi)的溶液進行加熱，除濕器對新風進行加熱加濕滿足送風要求。冷凝器5作為蒸發(fā)器7對溶液進行降溫，再生器對再生空氣進行除濕冷卻。冬季冷卻塔和其它熱源不開啟運行。
機組在春秋兩季運行時，因春秋兩季室外空氣中含濕量較低，一級除濕單元基本無除濕能力，熱泵系統(tǒng)冷卻/加熱能力可以滿足系統(tǒng)需求，因此在春秋兩季，冷卻塔和其它熱源不開啟運行。
該結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組內(nèi)安裝有測溫裝置，主要通過測定相關(guān)溫度參數(shù)控制機組的整體運行狀況。
所述一級除濕器單元使用高效低耗的冷卻塔將空氣含濕量處理到8g/Kg(干空氣)左右,處理后的空氣進入熱泵驅(qū)動的二級除濕器內(nèi)，被處理到要求的送風濕度。由于二級除濕器負責將送風由8g/Kg(干空氣)處理到低于3g/Kg(干空氣)，這就使熱泵系統(tǒng)的負荷比較恒定，保障熱泵系統(tǒng)運行穩(wěn)定，使機組運行效率提高。
結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組能同時送出不同參數(shù)的風也是本實用新型的創(chuàng)新點之一。它可以加大一級除濕器的處理風量和保持二級除濕器的處理風量來同時滿足不同送風溫濕度參數(shù)需求。經(jīng)過一級除濕器處理的新風可以滿足一般需求的送風濕度；將一部分經(jīng)一級除濕器處理的新風再經(jīng)過二級除濕器處理，則可滿足深度除濕的送風需求。
二級除濕器溶液槽進液口的三通閥能分配經(jīng)過溶液—溶液換熱器換熱后的溶液，保證兩除濕器內(nèi)溶液維持在相對穩(wěn)定的濃度。
其它熱源為系統(tǒng)的補充熱源，熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器提供的冷量只能滿足二級除濕器溶液降溫，一級除濕器和二級除濕器共用一個再生器，因此熱泵系統(tǒng)的制熱量不能滿足再生器的需求，不足的熱量由補充熱源補充，補充熱源的形式多種多樣，能滿足需求即可，無特殊要求。
所述再生器底部接有一補水閥，用于控制再生側(cè)的溶液濃度，保證整套除濕系統(tǒng)的正常運行。
本實用新型的目的在于提供結(jié)合冷卻塔和熱泵系統(tǒng)的深度除濕機組，該機組不僅能夠滿足深度除濕的需求，還能同時提供兩種不同參數(shù)的送風。且一級除濕器采用冷卻塔提供的冷卻水作為冷源，使系統(tǒng)的能耗降低，運行費用降低，是適合市場發(fā)展需求的節(jié)能產(chǎn)品。
以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。