CN102466283A - 太阳能再生溶液空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能再生溶液空调系统，包括：通过第一溶液管路顺序连接的太阳能集热再生器、浓溶液罐、空调溶液泵、空气处理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，太阳能集热再生器的输入端与再生溶液泵的输出端连接，空调溶液泵和空气处理器之间的第一溶液管路上设置有第一阀门，空气处理器和稀溶液罐之间的第一溶液管路上设置有第二阀门，空调溶液泵的输出端和稀溶液罐的输入端之间安装有与第一阀门、空气处理器和第二阀门并联的第二溶液管路，第二溶液管路上设置有第三阀门，空气处理器的一侧设置有空调风机，太阳能集热再生器的一侧设置有再生风机。通过使用本发明的系统可以全年利用太阳能进行空气温湿度调节，提高了太阳能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能空调领域，尤其涉及一种太阳能再生溶液空调系统。
背景技术
随着人民生活水平的提高和我国城市住宅及大型公共建筑建设的发展，民用建筑能耗呈不断上升趋势，传统以电制冷为主的空调系统必然给能源、电力带来很大的压力。同时，随着全球变暖效应的日益严峻，节能减排成为备受关注的焦点与热点。
太阳能是分布广泛、使用清洁的可再生能源，有望在未来社会能源结构中发挥更加重要的作用。其中利用太阳能进行供热、采暖和制冷是实现规模化、低成本利用太阳能的重要途径。
太阳能空调制冷的最大优点在于它有很好的季节匹配性，天气越热、越需要制冷的时候，太阳辐射条件越好，太阳能制冷系统的制冷量也越大。利用太阳能实现制冷效应有多种技术途径，其中将太阳辐射转变为热能，通过热能实现制冷的方式最具有应用前景，其特点是能够实现太阳能供热、空调综合利用，全年综合转换效率高。目前，太阳能热驱动的制冷系统主要有太阳能蒸气压缩式制冷系统、太阳能吸收式制冷系统、太阳能吸附式制冷系统、太阳能除湿式空调系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统等形式。“建筑空调系统热湿独立处理”的概念与理论提出了制冷系统与除湿系统分别处理空气的热负荷和湿负荷，使得制冷系统和除湿系统的能源利用效率都有显著的提升潜力。
除湿式空调系统与其他方式制冷系统相比，尤其是传统的蒸气压缩式制冷系统，具有以下显著的优点：1)便于实现空调系统热湿独立处理，所需冷源温度较高，能提高制冷系统的除湿系统的能源利用效率；2)系统结构简单，无需复杂的部件；3)节电效果好，电能性能系数很高；4)无需氟利昂作为制冷剂，是一种环保型系统；5)噪音低，空气品质优良；6)在常压条件下工作。
而除湿式空调系统又分为固体吸附除湿和溶液除湿两种方式，溶液除湿系统有很多优于固体除湿系统的特点：1)溶液除湿过程易实现等温除湿，不可逆损失小，热力学完善度高；2)溶液除湿可以使用更低品位的热能作为驱动能源；3)溶液蓄能密度高且稳定；4)溶液除湿系统的几何构造相对简单，没有大的运动部件。5)通过溶液的除湿可以除去空气中的尘埃、细菌、霉菌、VOC及其他有害物，有利于提高空气品质。
将太阳能与溶液除湿系统紧密结合是实现建筑空调系统高效运行的最有效方式。但是目前所公开的太阳能溶液空调系统一般只考虑夏季除湿时使用，没有有效的可以全年运行的系统方案和运行方式。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是如何使太阳能再生溶液空调系统既可以在夏季除湿也可以在冬季制热，从而实现全年的运行。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提出了一种太阳能再生溶液空调系统，包括：
通过第一溶液管路顺序连接的太阳能集热再生器、浓溶液罐、空调溶液泵、空气处理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，所述太阳能集热再生器的输入端与所述再生溶液泵的输出端连接，所述空调溶液泵和所述空气处理器之间的第一溶液管路上设置有第一阀门，所述空气处理器和所述稀溶液罐之间的第一溶液管路上设置有第二阀门，所述空调溶液泵的输出端和所述稀溶液罐的输入端之间安装有与所述第一阀门、所述空气处理器和所述第二阀门并联的第二溶液管路，所述第二溶液管路上设置有第三阀门，所述空气处理器的一侧设置有空调风机，所述太阳能集热再生器的一侧设置有再生风机。
其中，所述稀溶液罐上设置有补液阀门。
其中，所述第二阀门和所述第三阀门为三通阀门。
其中，所述浓溶液罐内设置有盘管，所述盘管的输入端和输出端分别通过盘管溶液管路连接所述再生溶液泵的输出端和所述太阳能集热再生器的输入端，与所述盘管并联的所述第一溶液管路上设置有第四阀门，与所述盘管的输入连接的盘管溶液管路上设置有第五阀门。
其中，所述第四阀门和第五阀门为三通阀门。
其中，还包括热回收器，所述热回收器一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路连接所述溶液再生泵的输出端和所述太阳能集热再生器的输入端，与所述热回收器并联的所述第一溶液管路上设置有第六阀门，与所述热回收器一侧的输入连接的热回收器管路上设置有第七阀门，所述热回收器另一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路与所述太阳能再生集热器的输出端和所述浓溶液罐的输入端连接。
其中，所述第六阀门和所述第七阀门为三通阀门。
其中，所述空气处理器和所述太阳能集热再生器内设置有填料。
其中，所述空调溶液泵和所述再生溶液泵是定速泵、变速泵或可变排量泵。
其中，所述空调风机和所述再生风机是定转速风机或变转速风机。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：与常规的太阳能溶液空调相比，本发明提高了太阳能的利用效率和系统的使用范围，可全年利用太阳能进行空气温湿度调节，具有节能、舒适、太阳能利用率高等优点。
附图说明
图1为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第一实施例的结构示意图；
图2为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第二实施例的结构示意图；
图3为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第三实施例的结构示意图；
图4为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第四实施例的结构示意图；
图5为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第五实施例的结构示意图；
图6为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第六实施例的结构示意图。
其中，1：空气处理器；2：空调风机；3：第一阀门；4：空调溶液泵；5：浓溶液罐；6：太阳能集热再生器；7：再生风机；8：再生溶液泵；9：补液阀门；10：稀溶液罐；11：第三阀门；12：第二阀门；13：第四阀门；14：第五阀门；15：第一三通阀门；16：第二三通阀门；17：热回收器；18：第六阀门；19：第七阀门；20：第三三通阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，本发明的太阳能再生溶液空调系统的第一实施例的结构示意图，包括：通过第一溶液管路顺序连接的太阳能集热再生器6、浓溶液罐5、空调溶液泵4、空气处理器1、稀溶液罐10以及再生溶液泵8，其中，太阳能集热再生器6的输入端与再生溶液泵8的输出端连接，从而构成溶液除湿再生循环，空调溶液泵4和空气处理器1之间的第一溶液管路上设置有第一阀门3，空气处理器1和稀溶液罐10之间的第一溶液管路上设置有第二阀门12，空调溶液泵4的输出端和稀溶液罐10的输入端之间安装有与第一阀门3、空气处理器1和第二阀门12并联的第二溶液管路，第二溶液管路上设置有第三阀门11，空气处理器1的一侧置有空调风机2，太阳能集热再生器6的一侧设置有再生风机7。
本实施例的太阳能再生溶液空调系统在夏季和过渡季除湿运行时，包括空气除湿过程和溶液再生过程两个环节。空气除湿过程为浓溶液罐5中的浓溶液在空调溶液泵4的作用下经过第一阀门3进入空气处理器1与待处理的湿空气接触，从湿空气中吸收水分，湿空气变为干燥空气，而浓溶液变成稀溶液后经过第二阀门12流入稀溶液罐10，空气除湿过程中可以通过调节第三阀门11的开度或者通断来调节经过空气处理器1的溶液流量以调节被处理空气的湿度。溶液再生过程为稀溶液罐10中的稀溶液在再生溶液泵8的作用下流入太阳能集热再生器6吸收太阳能而温度升高，并与在再生风机7作用下的经过太阳能集热再生器6的再生空气进行接触，向再生空气中散发水分，从而变成浓溶液，流回浓溶液罐5。
本实施例的太阳能再生溶液空调系统在冬季制热运行时，包括空气加热加湿过程和溶液吸热过程两个环节。空气加热加湿过程为浓溶液罐5中的高温溶液在空调溶液泵4的作用下经过第一阀门3进入空气处理器1与待处理的低温低湿空气接触，向空气传递热量和水分，空气的温度和湿度都增加，而溶液温度降低后经过第二阀门12流入稀溶液罐10，空气加热加湿过程中可以通过调节第三阀门11的开度或者通断来调节经过空气处理器1的溶液流量以调节被处理空气的温度和湿度。溶液吸热过程为稀溶液罐10中的低温溶液在再生溶液泵8的作用下流入太阳能集热再生器6吸收太阳能而温度升高，此时再生风机7关闭，无再生空气流过太阳能集热再生器6，溶液变成高温溶液，流回浓溶液罐5。
当太阳能充足而不需要空气处理时，可以关闭第一阀门3和第二阀门12，而打开第三阀门11，单独运行溶液再生过程或溶液吸热过程，实现溶液的蓄能循环。
在使用时，如图1所示，本实施例的太阳能再生溶液空调系统的太阳能集热再生器6应倾斜设置，使其最有效地朝向太阳，以最大程度地吸收太阳辐射以进行溶液再生。并且再生风机7优选设置于太阳能集热再生器6的上部端口，使得当再生风机7工作时，再生空气由下向上循环。还可以在稀溶液罐10上设置补液阀门9，夏天补充盐溶液，冬天补充水。太阳能再生溶液可以为具有吸湿作用的有机溶液或无机溶液或其混合物。
在本实施例的太阳能再生溶液空调系统中，第一阀门3、第二阀门12和第三阀门11可以为手动阀门或电动阀门。
实施例二
如图2所示，为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第二实施例的结构示意图，该实施例是对第一实施例的改进变型，其中，第一实施例的太阳能再生溶液空调系统中的第二阀门12和第三阀门11被第一三通阀门15代替，通过阀门数量的减少，可以简化系统的结构和控制。
本实施例的太阳能再生溶液空调系统的除湿过程和空气加热过程中，第一三通阀门15的a口与c口连通，b口关闭，浓溶液罐5中的溶液在空调溶液泵4的作用下经第一阀门3流入空气处理器1对被处理空气进行热湿处理，然后经过第一三通阀门15的c口流到a口，再流入稀溶液罐10。
在本实施例的蓄能循环中，第一三通阀门15的b口和a口连通，c口关闭，第一阀门3也关闭。浓溶液罐5中的溶液在空调溶液泵4的作用下经第一三通阀门15的b口流到a口，再流入稀溶液罐10，从而单独运行溶液再生过程或溶液吸热过程，实现溶液的蓄能循环。
本实施例中的第一三通阀门15可以为手动阀门或电动阀门或电动调节阀，电动调节阀可通过调节b口与c口之间的溶液流量分配，以调节溶液对空气热湿处理的能力。
实施例三
如图3所示，为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第三实施例的结构示意图，其中：在第一实施例的基础上，浓溶液罐5内还设置有盘管，盘管的输入端和输出端分别通过盘管溶液管路连接再生溶液泵8的输出端和太阳能集热再生器6的输入端，与盘管并联的第一溶液管路上设置有第四阀门13，与盘管的输入端连接的盘管溶液管路上设置有第五阀门14。在溶液再生过程中打开第五阀门14，关闭第四阀门13，来自稀溶液罐10的稀溶液流经浓溶液罐5内的盘管，从而对稀溶液进行预热，并冷却浓溶液，提高系统的能源利用效率。在溶液吸热过程中，关闭第五阀门14，打开第四阀门13，低温溶液直接流入太阳能集热再生器6中进行加热。
实施例四
如图4所示，为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第四实施例的结构示意图，其中在第三实施例的基础上，第二阀门12和第三阀门11被第一三通阀门15代替，且第一三通阀门15也可为手动阀门或电动阀门或电动调节阀门，电动调节阀可通过调节第一三通阀门15的b口与c口之间的溶液流量分配，以调节溶液对空气热湿处理的能力。
进一步，第三实施例中的第四阀门13和第五阀门14在本实施例中由第二三通阀门16代替。
在溶液再生过程中，第二三通阀门16的d口与f口连通，e口关闭，稀溶液罐10中的溶液在再生溶液泵8的作用下经第二三通阀门16的d口流到f口，流入内置盘管的浓溶液罐5的盘管内，浓溶液被冷却，稀溶液被预热后流入太阳能集热再生器6吸收太阳能而温度升高，并与在再生风机7作用下的经过太阳能集热再生器6的再生空气接触，向再生空气中散发水分，从而变成浓溶液，流回浓溶液罐5。
在溶液加热过程中，第二三通阀门16的d口与e口连通，f口关闭，稀溶液罐10中的溶液在再生溶液泵8的作用下经第二三通阀门16的d口流到f口，直接流入太阳能集热再生器6吸收太阳能而温度升高，此时再生风机7关闭，无再生空气流过太阳能集热再生器6，溶液变成高温溶液，流回浓溶液罐5。
第二三通阀门16也可为手动阀门或电动阀门或电动调节阀门，电动调节阀可通过调节e口与f口之间的溶液流量分配，以调节热回收的效果。
实施例五
如图5所示，为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第五实施例的结构示意图，在第一实施例的基础上，还包括热回收器17，热回收器17一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路连接再生溶液泵8的输出端和太阳能集热再生器6的输入端，与热回收器17并联的第一溶液管路上设置有第六阀门18，与热回收器17一侧的输入端连接的热回收器管路上设置有第七阀门19，热回收器17另一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路与太阳能再生集热器6的输出端和浓溶液罐5的输入端连接。
在溶液再生过程中，打开第七阀门19并关闭第六阀门18，稀溶液流经热回收器17内对稀溶液进行预热，并冷却浓溶液，提高系统的能源利用效率。在溶液吸热过程中，关闭第七阀门19并打开第六阀门18，低温溶液直接流入太阳能集热再生器6中进行加热。热回收器17可以为套管式换热器或板式换热器。
实施例六
如图6所示，为本发明的太阳能再生溶液空调系统的第六实施例的结构示意图，在第五实施例的基础上，第三阀门11和第二阀门12被第一三通阀门15代替，且第一三通阀门15也可为手动阀门或电动阀门或电动调节阀门，电动调节阀可通过调节b口与c口之间的溶液流量分配，以调节溶液对空气热湿处理的能力。而第六阀门18和第七阀门19被第三三通阀门20代替，且第三三通阀门20也可为手动阀门或电动阀门或电动调节阀门，电动调节阀可通过调节e口与f口之间的溶液流量分配，以调节溶液对空气热湿处理的能力。
在上述各实施例中，空气处理器1和太阳能集热再生器6内设置有填料，以增加溶液与空气的接触面积，提高传热传质的能力；空调溶液泵4和再生溶液泵8是定速泵、变速泵或可变排量泵，通过调节泵的转速或者泵的排量，可以调节系统除湿和供热的能力；空调风机2和再生风机7是定转速风机或变转速风机，通过调风机的转速，可以调节风量，并进一步调节系统除湿和供热的能力。
与常规的太阳能溶液空调相比，本发明可以在夏季及过渡季除湿运行、在冬季供热以满足全年空调的要求，提高了设备的利用率和太阳能的使用率，可以方便调节空气的热湿处理过程，并通过溶液蓄能循环弥补太阳能不能连续供能的不足，具有节能、舒适、系统结构简单、太阳能利用率高、系统运行可靠性高且调控性能优良等优点。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，包括：
通过第一溶液管路顺序连接的太阳能集热再生器、浓溶液罐、空调溶液泵、空气处理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，所述太阳能集热再生器的输入端与所述再生溶液泵的输出端连接，所述空调溶液泵和所述空气处理器之间的第一溶液管路上设置有第一阀门，所述空气处理器和所述稀溶液罐之间的第一溶液管路上设置有第二阀门，所述空调溶液泵的输出端和所述稀溶液罐的输入端之间安装有与所述第一阀门、所述空气处理器和所述第二阀门并联的第二溶液管路，所述第二溶液管路上设置有第三阀门，所述空气处理器的一侧设置有空调风机，所述太阳能集热再生器的一侧设置有再生风机。
2.如权利要求1所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述稀溶液罐上设置有补液阀门。
3.如权利要求2所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述第二阀门和所述第三阀门为三通阀门。
4.如权利要求1至3任一项所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述浓溶液罐内设置有盘管，所述盘管的输入端和输出端分别通过盘管溶液管路连接所述再生溶液泵的输出端和所述太阳能集热再生器的输入端，与所述盘管并联的所述第一溶液管路上设置有第四阀门，与所述盘管的输入连接的盘管溶液管路上设置有第五阀门。
5.如权利要求4所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述第四阀门和第五阀门为三通阀门。
6.如权利要求1至3任一项所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，还包括热回收器，所述热回收器一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路连接所述溶液再生泵的输出端和所述太阳能集热再生器的输入端，与所述热回收器并联的所述第一溶液管路上设置有第六阀门，与所述热回收器一侧的输入连接的热回收器管路上设置有第七阀门，所述热回收器另一侧的输入端和输出端分别通过热回收器管路与所述太阳能再生集热器的输出端和所述浓溶液罐的输入端连接。
7.如权利要求6所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述第六阀门和所述第七阀门为三通阀门。
8.如权利要求1所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述空气处理器和所述太阳能集热再生器内设置有填料。
9.如权利要求1所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述空调溶液泵和所述再生溶液泵是定速泵、变速泵或可变排量泵。
10.如权利要求1所述的太阳能再生溶液空调系统，其特征在于，所述空调风机和所述再生风机是定转速风机或变转速风机。
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