CN103712292A - 太阳能制冷转轮除湿空调系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能制冷转轮除湿空调系统及其工作方法,属于空气调节领域。主要包括:太阳能集热板(1)、循环泵(2)、发生器(3)、冷凝器(4)、再生段过滤器(5)、再生段辅助电加热器(6)、除湿转轮(7)、再生段风机(8)、吸收器(9)、膨胀阀(10)、蒸发器(11)、除湿段过滤器(12)、除湿段辅助电加热器(13)、除湿段风机(14)。该系统使用太阳能带动溴化锂吸收式制冷系统,溴化锂制冷系统与转轮除湿机相连,其蒸发器为转轮除湿提供冷量,其冷凝器为转轮再生提供热量。与现有的转轮除湿系统相比,本发明具有节能、环保、结构紧凑、温湿度独立控制、季节适应性好等优点。

Description

太阳能制冷转轮除湿空调系统及工作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种太阳能制冷转轮除湿空调系统及方法,属于空气调节领域。
背景技术
[0002] 在对建筑维护结构进行隔热保温和室内通风时,过去仅将空气温度作为主要的解决指标,而忽略了空气湿度对热环境的影响。随着经济的发展,人们生活水平的提高,对房间舒适性的要求越来越高,对温度、湿度进行控制的需求越来越强,空调的任务越来越繁重。传统的空调对房间显热负荷和潜热负荷的处理耦合进行,即通过冷水盘管将回风进行冷却处理的同时,实现露点除湿。为了除湿,必须将所有循环空气冷却到露点温度以下,除湿后,在进行加热,然后送往室内。这种先冷却后加热的处理方式造成了能源的极大浪费。
[0003] 对于空气湿度的处理方法,目前已有很多种,单独的转轮除湿系统就是其一,但其只能控制湿度,无法控制温度。太阳能制冷转轮除湿空调系统,将干燥剂除湿量大和制冷系统传热效果好的优点结合起来,由干燥剂转轮承担潜热负荷,制冷系统承担显热负荷。
[0004] 虽然近几年转轮除湿系统的研究取得了很大的进展,转轮除湿系统的设计也有相关的技术涌现,如专利ZL201210493803.6提出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、专利ZL201110206159.5提出的一种船用两级转轮除湿空调系统等,这些技术虽然解决了温湿度独立控制问题,但均没有考虑系统的环保性和节能性。船用两级转轮除湿空调系统应用面狭窄且结构较庞大。在保证良好的除湿性能的基础上,如何控制能耗、增加环保性、降低生产成本是转轮除湿空调系统设计必需要解决的问题。
[0005] 发明内容
本发明的目的是提供一种温湿度独立控制、节能、环保、结构紧凑的太阳能制冷转轮除湿空调系统。
[0006] 一种太阳能制冷转轮除湿空调系统,其特征在于:由太阳能制冷系统、转轮除湿系统组成;上述太阳能制冷系统由太阳能集热板、发生器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、吸收器、循环泵组成;发生器具有两个入口和三个出口,第一入口为热水入口,第一出口为热水出口,第二入口为溴化锂水溶液入口,第二出口为溴化锂水溶液出口,第三出口为水蒸气出口 ;冷凝器具有两个入口和两个出口,第一入口为水蒸气入口,第一出口为水蒸气出口,第二入口为新风入口,第二出口为新风出口 ;吸收器具有两个入口和一个出口,第一入口为溴化锂水溶液入口,第一出口为溴化锂水溶液出口,第二入口为水蒸气入口 ;蒸发器具有两个入口和两个出口,第一入口为水蒸气入口,第一出口为水蒸气出口,第二入口为新风入口,第二出口为新风出口 ;其中太阳能集热板的出口与发生器的第一入口相连,发生器的第一出口与太阳能集热板的入口相连;吸收器的第一出口经过循环泵与发生器的第二入口相通,发生器的第二出口与吸收器的第一入口相连;发生器的第三出口与冷凝器的第一入口相连,冷凝器的第一出口经过膨胀阀与蒸发器的第一入口相连,蒸发器的第一出口与吸收器的第二入口相连;上述转轮除湿系统包括、再生段过滤器、再生段辅助电加热器、除湿转轮、再生段风机、除湿段过滤器、除湿段辅助电加热器、除湿段风机,还包括上述太阳能制冷系统中所述的冷凝器和蒸发器;其中再生段过滤器的入口与室外大气相通,再生段过滤器的出口与冷凝器的第二入口相连,冷凝器的第二出口依次经过再生段辅助电加热器、除湿转轮的再生区与再生段风机相连;其中除湿段过滤器的入口与室外大气相通,除湿段过滤器的出口与蒸发器的第二入口相连,蒸发器的第二出口依次经过除湿转轮的除湿区、除湿段辅助电加热器与除湿段风机相连。
[0007] 所述的太阳能制冷转轮除湿空调系统的工作方法,其特征在于包括以下过程:当系统开始工作时,太阳能制冷系统的太阳能集热板中储存的热水输送至发生器,与发生器中的LiBr水溶液进行热交换,溶液中的水被汽化,热水被冷却后送至集热器继续加热;随着发生器中的LiBr水溶液中水的不断汽化,溶液的浓度不断升高,进入吸收器;水蒸汽进入冷凝器,被室外新风冷却后凝结,成为高压低温的液态水,通过膨胀阀进入蒸发器,急速膨胀汽化,汽化过程中吸收室外新风的热量,达到制冷的目的;经过蒸发器后低温水蒸汽进入吸收器,被其内的高浓度LiBr溶液吸收,溶液浓度逐步降低,被循环泵抽送至发生器,完成整个太阳能制冷循环;转轮除湿系统包括两个过程:①除湿过程由除湿段风机从外界抽气,室外空气首先经过除湿段过滤器,除去空气中的杂质,通过蒸发器被冷却,冷却后的空气被吸入除湿转轮进行除湿,若温度较低则开启除湿段辅助电加热器调节空气温度,最后由除湿段风机抽送至室内;②再生加热过程由再生段风机从外界抽气,室外空气首先经过再生段过滤器,除去空气中的杂质,通过冷凝器被加热,若温度较低则开启再生段辅助电加热器调节空气温度,加热后的空气被吸入除湿转轮进行再生,最后由再生段风机抽送至室外;除湿转轮由电动马达带动旋转,这样除湿区与再生区不断替换,构成冷却除湿一加热再生循环;太阳能制冷系统的动力由太阳能集热板中的热水和循环泵提供。
[0008] 除湿段的冷却采用制冷系统的冷量,再生加热段的热量来自制冷系统的冷凝废热。充分结合固体吸附剂的吸湿特性和制冷系统的控温特点,实现温湿度独立控制,相对于单独冷却除湿具有明显节能效果。
[0009] 采用太阳能制冷系统,季节适应性好,系统制冷能力随太阳辐射能的增加而增大。代替传统的以氟利昂为介质的压缩式制冷循环,以无毒无害的溴化锂为介质,对环保有利。以热为动力进行循环,降低电能的消耗。
附图说明
[0010] 附图1为本发明的原理图;
附图1中的标号名称:1太阳能集热板,2循环泵,3发生器,4冷凝器,5再生段过滤器,6再生段辅助电加热器,7除湿转轮,8再生段风机,9吸收器,10膨胀阀,11蒸发器,12除湿段过滤器,13除湿段辅助电加热器,14除湿段风机。
具体实施方式
[0011] 如图1所示,本发明所述的一种太阳能制冷转轮除湿空调系统,包括太阳能集热板1、循环泵2、发生器3、冷凝器4、再生段过滤器5、再生段辅助电加热器6、除湿转轮7、再生段风机8、吸收器9、膨胀阀10、蒸发器11、除湿段过滤器12、除湿段辅助电加热器13、除湿段风机14。
[0012]当系统开始工作时,太阳能制冷系统的太阳能集热板I中储存的热水输送至发生器3,与发生器3中的LiBr水溶液进行热交换,溶液中的水被汽化,热水被冷却后送至集热器继续加热。随着发生器3中的LiBr水溶液中水的不断汽化,溶液的浓度不断升高,进入吸收器9。水蒸汽进入冷凝器4,被室外新风冷却后凝结,成为高压低温的液态水,通过膨胀阀10进入蒸发器11,急速膨胀汽化,汽化过程中吸收室外新风的热量,达到制冷的目的。经过蒸发器11后低温水蒸汽进入吸收器9,被其内的高浓度LiBr溶液吸收,溶液浓度逐步降低,被循环泵2抽送至发生器3,完成整个太阳能制冷循环。
[0013] 转轮除湿系统包括两个过程:①除湿过程由除湿段风机14从外界抽气,室外空气首先经过除湿段过滤器12,除去空气中的杂质,通过蒸发器11被冷却,冷却后的空气被吸入除湿转轮7进行除湿,若温度较低则开启除湿段辅助电加热器13调节空气温度,最后由除湿段风机14抽送至室内。②再生加热过程由再生段风机8从外界抽气,室外空气首先经过再生段过滤器5,除去空气中的杂质,通过冷凝器4被加热,若温度较低则开启再生段辅助电加热器6调节空气温度,加热后的空气被吸入除湿转轮7进行再生,最后由再生段风机8抽送至室外。
[0014] 除湿转轮由电动马达带动旋转,这样除湿区与再生区不断替换,构成冷却除湿一加热再生循环;太阳能制冷系统的动力由太阳能集热板I中的热水和循环泵2提供。

Claims (2)

1.一种太阳能制冷转轮除湿空调系统,其特征在于:由太阳能制冷系统、转轮除湿系统组成; 上述太阳能制冷系统由太阳能集热板(I)、发生器(3)、冷凝器(4)、膨胀阀(10)、蒸发器(11)、吸收器(9)、循环泵(2)组成; 发生器(3)具有两个入口和三个出口,第一入口为热水入口,第一出口为热水出口,第二入口为溴化锂水溶液入口,第二出口为溴化锂水溶液出口,第三出口为水蒸气出口 ; 冷凝器(4)具有两个入口和两个出口,第一入口为水蒸气入口,第一出口为水蒸气出口,第二入口为新风入口,第二出口为新风出口 ; 吸收器(9)具有两个入口和一个出口,第一入口为溴化锂水溶液入口,第一出口为溴化锂水溶液出口,第二入口为水蒸气入口 ; 蒸发器(11)具有两个入口和两个出口,第一入口为水蒸气入口,第一出口为水蒸气出口,第二入口为新风入口,第二出口为新风出口 ; 其中太阳能集热板(I)的出口与发生器(3)的第一入口相连,发生器(3)的第一出口与太阳能集热板(I)的入口相连;吸收器(9)的第一出口经过循环泵(2)与发生器(3)的第二入口相通,发生器(3)的第二出口与吸收器(9)的第一入口相连;发生器(3)的第三出口与冷凝器(4)的第一入口相连,冷凝器(4)的第一出口经过膨胀阀(10)与蒸发器(11)的第一入口相连,蒸发器(11)的第一出口与吸收器(9)的第二入口相连; 上述转轮除湿系统包括、再生段过滤器(5)、再生段辅助电加热器(6)、除湿转轮(7)、再生段风机(8)、除湿段过滤器(12)、除湿段辅助电加热器(13)、除湿段风机(14),还包括上述太阳能制冷系统中所述的冷凝器(4)和蒸发器(11); 其中再生段过滤器(5)的入口与室外大气相通,再生段过滤器(5)的出口与冷凝器(4)的第二入口相连,冷凝器(4)的第二出口依次经过再生段辅助电加热器(6)、除湿转轮(7)的再生区与再生段风机(8)相连;` 其中除湿段过滤器(12)的入口与室外大气相通,除湿段过滤器(12)的出口与蒸发器(11)的第二入口相连,蒸发器(11)的第二出口依次经过除湿转轮(7)的除湿区、除湿段辅助电加热器(13 )与除湿段风机(14 )相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能制冷转轮除湿空调系统的工作方法,其特征在于包括以下过程: 当系统开始工作时,太阳能制冷系统的太阳能集热板(I)中储存的热水输送至发生器(3),与发生器(3)中的LiBr水溶液进行热交换,溶液中的水被汽化,热水被冷却后送至集热器继续加热;随着发生器(3)中的LiBr水溶液中水的不断汽化,溶液的浓度不断升高,进入吸收器(9);水蒸汽进入冷凝器(4),被室外新风冷却后凝结,成为高压低温的液态水,通过膨胀阀(10)进入蒸发器(11),急速膨胀汽化,汽化过程中吸收室外新风的热量,达到制冷的目的;经过蒸发器(11)后低温水蒸汽进入吸收器(9),被其内的高浓度LiBr溶液吸收,溶液浓度逐步降低,被循环泵(2)抽送至发生器(3),完成整个太阳能制冷循环; 转轮除湿系统包括两个过程:①除湿过程由除湿段风机(14)从外界抽气,室外空气首先经过除湿段过滤器(12),除去空气中的杂质,通过蒸发器(11)被冷却,冷却后的空气被吸入除湿转轮(7)进行除湿,若温度较低则开启除湿段辅助电加热器(13)调节空气温度,最后由除湿段风机(14)抽送至室内再生加热过程由再生段风机(8)从外界抽气,室外空气首先经过再生段过滤器(5),除去空气中的杂质,通过冷凝器(4)被加热,若温度较低则开启再生段辅助电加热器(6)调节空气温度,加热后的空气被吸入除湿转轮(7)进行再生,最后由再生段风机(8)抽送至室外; 除湿转轮由电动马达带动旋转,这样除湿区与再生区不断替换,构成冷却除湿一加热再生循环;太阳能制冷 系统的动力由太阳能集热板(I)中的热水和循环泵(2)提供。
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