CN102997356B - 基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统，是太阳能热回收、吸收式制冷与固体转轮除湿一体化的空调系统，太阳能集热器回收的热量用于吸收式制冷的浓溶液以及固体转轮除湿机中除湿剂的再生，蒸发器制备的冷媒水存储在冷媒水箱中，室外新风回收室内排风冷量降温后在转轮除湿机中实现等温除湿，除湿后的新风与冷媒水换热继续降温，完成室外新风的除湿要求，换热后的冷媒水送入风机盘管中，由风机盘管承担室内回风的降温要求，室外新风和室内回风经风机盘管混合后，达到房间要求的温湿度条件，以射流形式送入房间，完成房间空气的温湿度独立控制。

Description

基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统，具体涉及一种基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统。

背景技术

随着人们节能和环保意识的加深，开发新能源和可再生能源已经成为许多发达国家和发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。太阳能就是一种可再生清洁能源，长期以来一直受到科学家的研究和重视。在太阳能的利用中，太阳能制冷空调是一个极具发展前景的领域，也是当前制冷技术研究中的热点。

近年来，各国学者都在积极寻找能够实现夏季利用太阳能进行空调制冷的有效方法，目的在于可以提高太阳能集热器的全年利用效率，另一方面可以开辟一条利用太阳能解决空调制冷需求的崭新技术途径。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。

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑物温度、湿度进行控制的需求也就越来越强，空调的任务越来越繁重。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统，是将太阳能热回收、吸收式制冷与固体转轮除湿耦合为一体的空调系统，太阳能集热器回收的热量用于吸收式制冷的浓溶液以及固体转轮除湿的除湿剂的再生，蒸发器制备的冷媒水用于冷却除湿后的空气，室外新风回收室内排风的冷量后与转轮除湿机进行湿度交换，等温除湿后与冷媒水温度交换等湿降温，之后从房间上部的侧墙送入形成空气射流，并由风机盘管继续换热降温，最终达到房间要求的温湿度条件，完成空气的温湿度独立控制。

本发明的技术解决方案是：该空调系统包括一级太阳能集热器、二级太阳能集热器、生活用水箱、新风再热器、风冷换热器、转轮除湿机、一号热交换器、二号热交换器、风机盘管、冷媒水箱、冷凝器、蒸发器、吸收器、三号热交换器、发生器、再生器和单向传热器，一级太阳能集热器的低温储能箱经单向传热器连通二级太阳能集热器的高温储能箱，二级太阳能集热器的高温储能箱经再生器连通生活用水箱，二级太阳能集热器的高温储能箱连通新风再热器，新风再热器连通风冷换热器和转轮除湿机，风冷换热器分别连通冷凝器和吸收器，冷凝器分别连通蒸发器、吸收器和发生器，发生器经三号热交换器连通吸收器，发生器连通再生器，蒸发器连通冷媒水箱，冷媒水箱分别连通房间内的风机盘管和二号热交换器，二号热交换器分别连通转轮除湿机和风机盘管，转轮除湿机连通一号热交换器，一号热交换器连通新风进风管和房间的排风管，整体循环构成空调系统。

其中，在二级太阳能集热器的高温储能箱内安装电辅助加热器。

其中，一级太阳能集热器的低温储能箱中的液态介质为水，二级太阳能集热器的高温储能箱中液态介质为纳米传热流体。

本发明上基于太阳能热回收、吸收式制冷与固体转轮除湿相结合的空调系统，其优点是：

1、吸收式制冷与固体转轮除湿耦合在一起，吸收式制冷中蒸发器的冷量等过冷媒水储存于冷媒水箱，用于冷却除湿后的空气，经过升温之后的冷媒水送入墙壁风机盘管，承担室内空气的全部显热负荷； 

2、太阳能集热器回收的热量用于吸收式制冷中的浓溶液以及固体转轮除湿中除湿剂的再生，室外新风回收室内排风的冷量，经过固体转轮除湿机除湿，再与冷媒水换热降温，后与房间墙壁的风机盘管继续换热降温，实现房间空气的温度、湿度独立控制；

3、冷凝器与吸收器的冷却水串联布置，通过风冷换热器降温，外界空气与风冷换热器内的冷却水换热，冷却水降温，空气升温，外界空气回收冷凝器与吸收器的废热，之后与新风再热器继续换热，通向固体转轮除湿机；

4、房间设置风机盘管，冷媒水与除湿后的新风换热，之后供给风机盘管，风机盘管内冷媒水承担室内显热负荷；

5、太阳能热回收采用低温级与高温级两个集热器，低温级的集热管为平板集热器，连接一个低温储能箱，高温级的集热管为热管式真空集热管，连接一个高温储能箱，低温储能箱中液体为水，高温储能箱中液体为纳米传热流体，高温储能箱内电辅热装置，低温储能箱与高温储能箱之间设有单向传热器，低温储能箱内的热量单向传递给高温储能箱；

6、外界空气回收冷凝器与吸收器的废热，之后与新风再热器继续换热升温，新风再热器与高温储能箱连接，高温储能箱通过管路传热给新风再热器；

7、再生器主要对吸收式制冷发生器内浓溶液再生，剩余热量供生活用水；室外新风与室内排风换热，回收室内排风的冷量；

8、使用水作为制冷剂，通过除湿剂(吸收剂)对湿空气进行处理，除湿冷却能够分别处理建筑物的显热负荷和潜热负荷，对新风进行独立除湿，在去除新风本身湿负荷的同时也去除建筑物本身的湿负荷，建筑物的全部潜热负荷都由新风独立除湿完成；

9、转轮除湿构造简单，除湿能力强，能连续地获得低露点、低温度的干燥空气，没有液体吸湿剂的飞沫损失；

10、风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构，风机将室内空气或室外混合空气进行冷却或加热后送入室内，使室内气温降低或升高，以满足人们的舒适性要求，风机盘管在干工况下工作，没有冷凝水析出，房间内不会潮湿，系统卫生条件好，不会滋生病菌。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图中：1一级太阳能集热器；2二级太阳能集热器 ；3电辅助加热器；4生活用水箱；5新风再热器；6风冷换热器；7转轮除湿机；8一号热交换器；9二号热交换器；10风机盘管；11用户房间；12冷媒水箱； 13冷凝器；14蒸发器；15吸收器；16三号热交换器；17发生器；18再生器；19单向传热器。

具体实施方式

如图1所示，该空调系统包括一级太阳能集热器1、二级太阳能集热器2、生活用水箱4、新风再热器5、风冷换热器6、转轮除湿机7、一号热交换器8、二号热交换器9、风机盘管10、冷媒水箱12、冷凝器13、蒸发器14、吸收器15、三号热交换器16、发生器17、再生器18和单向传热器19，一级太阳能集热器1的低温储能箱经单向传热器19连通二级太阳能集热器2的高温储能箱，二级太阳能集热器2的高温储能箱经再生器18连通生活用水箱4，二级太阳能集热器2的高温储能箱连通新风再热器5，新风再热器5连通风冷换热器6和转轮除湿机7，风冷换热器6分别连通冷凝器13和吸收器15，冷凝器13分别连通蒸发器14、吸收器15和发生器17，发生器17经三号热交换器16连通吸收器15，发生器17连通再生器18，蒸发器14连通冷媒水箱12，冷媒水箱12分别连通房间11内的风机盘管10和二号热交换器9，二号热交换器9分别连通转轮除湿机7和风机盘管10，转轮除湿机7连通一号热交换器8，一号热交换器8连通新风进风管和房间11的排风管，整体循环构成空调系统。

其中，在二级太阳能集热器2的高温储能箱内安装电辅助加热器3。

其中，一级太阳能集热器1的低温储能箱中的液态介质为水，二级太阳能集热器2的高温储能箱中液态介质为纳米传热流体。

工作原理如下：一级太阳能集热器1和二级太阳能集热器2回收太阳能，热量分别储存在低温储能箱和高温储能箱，低温储能箱靠单向传热器19传递热量给高温储能箱；低温储能箱中的液态介质为水，温度位于92-97度；高温储能箱中液态介质为纳米传热流体，温度在180-200℃范围；高温储能箱内设置电辅助加热装置3，夜间及阴冷天气，高温储能箱内温度不到180℃时，电辅助加热装置3开始工作，给高温储能箱内纳米传热流体加热；再生器18与高温储能箱相连，新风再热器5也与高温储能箱相连，其连接传热介质都是水，高温储能箱给再生器18和新风再热器5传递热量，使再生器18内温度保持在95℃以上，使新风再热器5内温度控制在90℃以上；发生器17、冷凝器13、蒸发器14、吸收器15的制冷剂为溴化锂，吸收器15内浓溶液在再生器18内再生，冷凝器13和吸收器15的冷却水串联布置，采用风冷方式对冷却水降温，冷却水依次冷却冷凝器13和吸收器15，冷却水在进冷凝器13之前温度在22℃到25℃之间，冷却冷凝器13后温度升高3.5℃左右，冷却吸收器13后温度继续升高3.5℃左右，达到29-32℃之间；冷却水通过风冷换热器6与空气换热降温，温度降至22-25℃之间后循环冷却冷凝器13；生活用水箱4与发生器17换热，生活用水温度升高，水温控制在人体最适洗漱温度至38-42℃；制冷剂通过蒸发器14与蒸发器外冷媒水换热，冷媒水降温，冷量通过介质冷媒水蓄存于冷媒水箱12内，冷媒水箱12温度在9℃左右；外界空气通过风冷换热器6换热，吸收风冷换热器6内冷却水的热量，空气温度升高7℃左右之后与新风再热器5换热，继续升温至90℃以上通向转轮除湿机7对除湿剂再生；室外新风通过一号热交换器器8与室内排风换热，回收室内排风的冷量，经过转轮除湿机7，转轮除湿机7对新风除湿，除湿后的新风与二号热交换器9换热，二号热交换器9内冷媒水温度升高至14℃左右，随后冷媒水流向房间设置的风机盘管10；热湿处理完的新风，从房间送入，空气射流与房间设置的的风机盘管10继续换热降温，最终达到房间要求的温湿度条件，实现房间空气的温度、湿度独立控制。

Claims (3)

1.基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统，其特征是：该空调系统包括一级太阳能集热器（1）、二级太阳能集热器（2）、生活用水箱（4）、新风再热器（5）、风冷换热器（6）、转轮除湿机（7）、一号热交换器（8）、二号热交换器（9）、风机盘管（10）、冷媒水箱（12）、冷凝器（13）、蒸发器（14）、吸收器（15）、三号热交换器（16）、发生器（17）、再生器（18）和单向传热器（19），一级太阳能集热器（1）的低温储能箱经单向传热器（19）连通二级太阳能集热器（2）的高温储能箱，二级太阳能集热器（2）的高温储能箱经再生器（18）连通生活用水箱（4），二级太阳能集热器（2）的高温储能箱连通新风再热器（5），新风再热器（5）连通风冷换热器（6）和转轮除湿机（7），风冷换热器（6）分别连通冷凝器（13）和吸收器（15），冷凝器（13）分别连通蒸发器（14）、吸收器（15）和发生器（17），发生器（17）经三号热交换器（16）连通吸收器（15），发生器（17）连通再生器（18），蒸发器（14）连通冷媒水箱（12），冷媒水箱（12）分别连通房间（11）内的风机盘管（10）和二号热交换器（9），二号热交换器（9）分别连通转轮除湿机（7）和风机盘管（10），转轮除湿机（7）连通一号热交换器（8），一号热交换器（8）连通新风进风管和房间（11）的排风管，整体循环构成空调系统。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统，其特征是：其中，在二级太阳能集热器（2）的高温储能箱内安装电辅助加热器（3）。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统，其特征是：其中，一级太阳能集热器（1）的低温储能箱中的液态介质为水，二级太阳能集热器（2）的高温储能箱中液态介质为纳米传热流体。