專利名稱：復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，具體說是基于太陽能和冷凝熱綜合利用作為溶液循環(huán)驅(qū)動復(fù)合熱源，廢熱分級利用，同時太陽能蓄能和溶液蓄能結(jié)合的熱濕獨(dú)立處理空氣系統(tǒng)，屬于制冷與空調(diào)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)境和能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的大量使用，給能源尤其是電力帶來了較大壓力，同時也加劇了能源供應(yīng)緊張的矛盾和環(huán)境污染的問題。 近年來制冷空調(diào)系統(tǒng)的高峰用電負(fù)荷已占我國各大中城市用電負(fù)荷的30% 40%以上，有的更甚。制冷空調(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷的時間集中，給電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了很大的麻煩。開發(fā)新的制冷空調(diào)系統(tǒng)，尤其是環(huán)保節(jié)能的制冷空調(diào)系統(tǒng)是十分急迫而且具有重要的實際意義。熱濕獨(dú)立處理空調(diào)是將空調(diào)空間內(nèi)的顯熱負(fù)荷和濕負(fù)荷分開進(jìn)行處理，通過專門的除濕技術(shù)處理濕負(fù)荷，經(jīng)過除濕后的空氣再經(jīng)過冷卻即可達(dá)到空氣調(diào)節(jié)的目的。系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度提高，從而提高制冷系數(shù)，實現(xiàn)節(jié)能的目的。溶液除濕技術(shù)被認(rèn)為是一種處理空氣濕負(fù)荷的有效途徑，溶液再生過程能夠采用60-80°C的低品位熱能(特別是中低溫太陽能、 廢熱等)實現(xiàn)，使得溶液相對于其他熱能驅(qū)動的制冷空調(diào)系統(tǒng)更具吸引力，最近幾年溶液除濕技術(shù)受到了相當(dāng)多研究學(xué)者的關(guān)注。但是這些研究主要是采用太陽能作為驅(qū)動熱源，沒有涉及到太陽能和冷凝熱綜合利用作為溶液循環(huán)驅(qū)動復(fù)合熱源，廢熱分級利用同時太陽能蓄能和溶液蓄能結(jié)合的多級能量綜合利用問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有溶液獨(dú)立除濕技術(shù)中驅(qū)動熱源的利用缺陷，提供一種高效節(jié)能型復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，目的在于綜合利用太陽能和冷凝熱作為溶液循環(huán)驅(qū)動熱源，分級利用冷凝廢熱，合理有效地利用太陽蓄能和溶液蓄能來全面提升冬夏兩季的空調(diào)能效，為解決溶液循環(huán)的驅(qū)動熱源提出了新的解決方法和途徑，同時也為熱濕獨(dú)立處理空調(diào)方法的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供一種實施模式與思路。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，包括蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，其中，蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路包括壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、節(jié)流閥、室外換熱器、殼管式熱交換器、室內(nèi)側(cè)風(fēng)機(jī)和室外側(cè)風(fēng)機(jī)，制冷劑管道和所述殼管式熱交換器的管內(nèi)部分串聯(lián)成一個回路，整個制冷循環(huán)回路利用四通閥進(jìn)行管路的切換，以轉(zhuǎn)變制冷劑的流向；溶液循環(huán)回路包括溶液除濕器、溶液熱交換器、第一溶液泵、水儲液器、溶液儲液器、第二溶液泵、溶液再生器、太陽能集熱/蓄能器及閥門，太陽能集熱/蓄能器中設(shè)有溶液管路，溶液管路和所述殼管式熱交換器的殼內(nèi)管外部分連接成一個閉合回路；其中，第一閥門、溶液熱交換器、第一溶液泵、溶液再生器、第六閥門連接的管路和第七閥門所在的管路并聯(lián)，形成的并聯(lián)管路一端和殼管式熱交換器連接，另一端和溶液除濕器連接；第二閥門、水儲液器和第三閥門連接的管路與第四閥門、溶液儲液器和第五閥門連接的管路并聯(lián)；形成的并聯(lián)管路一端與溶液熱交換器、溶液除濕器連接，另一端通過第二溶液泵與太陽能集熱/蓄能器連接。所述復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)夏季時室內(nèi)側(cè)實現(xiàn)熱濕獨(dú)立除濕空氣調(diào)節(jié)模式，可大大提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，從而有效提升制冷系數(shù)。冬季時制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊岜霉ぷ髂Ｊ剑芤合到y(tǒng)僅采用水作為循環(huán)工質(zhì)，水依次被太陽能和冷凝熱加熱后，對室內(nèi)側(cè)空氣加濕，滿足冬季空調(diào)房間的濕度要求。所述溶液循環(huán)先經(jīng)太陽能集熱/蓄能器溫度升高后，再經(jīng)殼管式熱交換器與壓縮機(jī)排出的高溫氣體進(jìn)行顯熱交換，最后進(jìn)入溶液再生器再生。所述集熱/蓄能器中溶液管路以U形管的形式布置于太陽能真空集熱管中，每根U 形蒸發(fā)管與真空集熱管中間均以相變材料填充，利用相變材料隨溫度的相變過程吸收或放出熱量，可實現(xiàn)太陽能的移峰填谷。溶液除濕潛蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)，將需要儲存的能量用于濃溶液再生從而獲得除濕潛能，再通過濃溶液除濕的方式將除濕潛能釋放出來，通過儲存溶液的除濕潛熱而達(dá)到蓄能的目的。所述制冷循環(huán)夏季時蒸汽壓縮式循環(huán)中制冷劑先在殼管式換熱器中放出一部分冷凝熱量給溶液，然后在室外換熱器里繼續(xù)放出冷凝熱給室外空氣。吸收了冷凝熱后的室外空氣在溶液再生器中將這部分冷凝熱放出給溶液。本實用新型的主要有益效果有1.綜合利用太陽能和蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)冷凝熱，合理解決熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)中溶液循環(huán)再生熱能的高效補(bǔ)償問題；2.太陽能蓄能和溶液蓄能結(jié)合，有效地利用潛熱蓄能來提高能源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性；3.冷凝廢熱分級利用，節(jié)能環(huán)保，有效提高能源的利用率，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；4.夏季時采用溶液獨(dú)立除濕模式將新風(fēng)或者新風(fēng)與室內(nèi)排風(fēng)的混合空氣除濕，室內(nèi)冷負(fù)荷由空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)，提高蒸發(fā)溫度從而有效提升系統(tǒng)的性能系數(shù)；冬季時室內(nèi)側(cè)空氣先被加濕再被加熱送風(fēng)，保證冬季室內(nèi)濕度。

圖1是本實用新型復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)。其中1是壓縮機(jī)，2和 8是風(fēng)機(jī)，3是溶液除濕器，4是室內(nèi)換熱器，5、10、12、13、15、20、23是閥門，6是節(jié)流閥，7是溶液熱交換器，9和16是溶液泵，11是水儲液器，14是溶液儲液器，17是溶液再生器，18是太陽能集熱/蓄能器，19是室外換熱器，21是四通閥，22是殼管式熱交換器。圖2是圖1的空調(diào)系統(tǒng)夏季運(yùn)行模式示意圖。圖3是圖1的空調(diào)系統(tǒng)冬季運(yùn)行模式示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本實用新型復(fù)合源廢熱綜合利用熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)包括蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，該系統(tǒng)的溶液儲液器14、第四閥門13、第五閥門15連接管路和水儲液器11、第二閥門10、第三閥門13連接管路并聯(lián)；第一閥門5、溶液熱交換器 7、第一溶液泵9、溶液再生器17、第六閥門20連接的管路和第七閥門23所在的管路并聯(lián)。 夏季時，閥門5、13、15、20開啟，閥門10、12、23關(guān)閉，溶液經(jīng)第二溶液泵16、太陽能集熱/ 蓄能器18、殼管式熱交換器22、溶液再生器17、第一溶液泵9、溶液熱交換器7、溶液除濕器 3、溶液熱交換器7，溶液儲液器14完成循環(huán)；當(dāng)閥門5、15、20開啟，閥門10、12、13、23關(guān)閉時，溶液全部進(jìn)入溶液儲液器14儲存；過渡季節(jié)，閥門5、15、20開啟，閥門10、12、13、23關(guān)閉時，溶液全部進(jìn)入溶液儲液器儲存；冬季時，當(dāng)閥門10、12、23開啟，閥門5、13、15、20關(guān)閉時，以水做循環(huán)工質(zhì)，經(jīng)太陽能集熱/蓄能器18、殼管式熱交換器22、溶液除濕器3、溶液熱交換器7，水儲液器11完成循環(huán)。本空調(diào)系統(tǒng)可以綜合利用太陽能和溶液蓄能。太陽能集熱/蓄能器18中溶液管路以U形管的形式布置于太陽能真空集熱管中，每根U形蒸發(fā)管與真空集熱管中間均以相變材料填充，利用相變材料隨溫度的相變過程吸收或放出熱量，可實現(xiàn)太陽能的移峰填谷。溶液除濕潛蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)，將需要儲存的能量用于濃溶液再生從而獲得除濕潛能，再通過濃溶液除濕的方式將除濕潛能釋放出來，通過儲存溶液的除濕潛熱而達(dá)到蓄能的目的。本實用新型的空調(diào)系統(tǒng)可以以下兩種模式運(yùn)行1、夏季時，再生溶液先在殼管式熱交換器22中吸收壓縮機(jī)1排出的高溫蒸汽放出的部分冷凝熱進(jìn)行預(yù)熱，然后在溶液再生器17中被吸收了冷凝器剩余冷凝熱后升溫的室外空氣繼續(xù)加熱，冷凝熱被分級的充分的利用。室內(nèi)側(cè)空氣先經(jīng)過溶液除濕器3除濕后溫度升高，再經(jīng)過蒸發(fā)器降低溫度，實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)，蒸發(fā)器溫度被提高，有效提升系統(tǒng)的制冷系數(shù)。2、冬季時，采用水作為循環(huán)工質(zhì)，室內(nèi)側(cè)空氣為先加濕再加熱送風(fēng)，保證冬季室內(nèi)濕度。
權(quán)利要求1.復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，包括蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，其特征在于，蒸汽壓縮式制冷循環(huán)回路包括壓縮機(jī)(1)、室內(nèi)換熱器(4)、節(jié)流閥(6)、 室外換熱器(19)、殼管式熱交換器(22)、室內(nèi)側(cè)風(fēng)機(jī)(2)和室外側(cè)風(fēng)機(jī)(8)，制冷劑管道和所述殼管式熱交換器(22)的管內(nèi)部分串聯(lián)成一個回路，整個制冷循環(huán)回路利用四通閥 (21)進(jìn)行管路的切換，以轉(zhuǎn)變制冷劑的流向；溶液循環(huán)回路包括溶液除濕器(3)、溶液熱交換器(7)、第一溶液泵(9)、水儲液器(11)、溶液儲液器(14)、第二溶液泵(16)、溶液再生器 (17)、太陽能集熱/蓄能器(18)及閥門，太陽能集熱/蓄能器(18)中設(shè)有溶液管路，溶液管路和所述殼管式熱交換器(22)的殼內(nèi)管外部分連接成一個閉合回路；其中，第一閥門(5)、 溶液熱交換器(7)、第一溶液泵(9)、溶液再生器(17)、第六閥門(20)連接的管路和第七閥門(23)所在的管路并聯(lián)，形成的并聯(lián)管路一端和所述殼管式熱交換器(22)連接，另一端和所述溶液除濕器(3)連接；第二閥門(10)、水儲液器(11)和第三閥門(12)連接的管路與第四閥門(13)、溶液儲液器(14)和第五閥門(15)連接的管路并聯(lián)；形成的并聯(lián)管路一端與所述溶液熱交換器(7)、溶液除濕器(3)連接，另一端通過第二溶液泵(16)與太陽能集熱/蓄能器(18)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述太陽能集熱/蓄能器(18)中溶液管路以U形管的形式布置于太陽能真空集熱管中，每根U形蒸發(fā)管與真空集熱管中間均以相變材料填充。
專利摘要本實用新型提供了一種復(fù)合源蓄能型熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，屬于制冷與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)夏季時利用太陽能集熱和壓縮機(jī)排除的高溫過熱制冷劑蒸汽依次對除濕溶液進(jìn)行加熱，然后送入溶液再生器，溶液再生器所需空氣來自冷凝器排出的熱空氣，室內(nèi)換熱器側(cè)實現(xiàn)熱濕獨(dú)立除濕空氣調(diào)節(jié)模式，可大大提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，從而有效提升制冷系數(shù)；冬季時制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊岜霉ぷ髂Ｊ?，溶液系統(tǒng)僅采用水作為循環(huán)工質(zhì)被太陽能和冷凝熱加熱后，對室內(nèi)側(cè)空氣加濕，滿足冬季空調(diào)房間的濕度要求。本實用新型的空調(diào)系統(tǒng)不僅合理解決了熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)中溶液循環(huán)再生熱能的高效補(bǔ)償問題，而且節(jié)能環(huán)保，能有效提高能源的利用率。
文檔編號F24F12/00GK202018101SQ20112009937
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者吳薇, 殷勇高, 牛寶聯(lián) 申請人:南京師范大學(xué)