CN206222558U - 一种环保节能的新型空气调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环保节能的新型空气调节系统，包括发生器、吸收器、蒸发器和太阳能机组，发生器为敞开式，吸收器和蒸发器为封闭式，发生器包括贮液罐、热交换器和再生器，贮液罐的出口连接热交换器，热交换器的出口连接至再生器，再生器的出口连接至贮液罐，吸收器包括风机组和加湿器，风机组包括用于除湿的第一机组和用于绝热的第二机组，风机组的出口通过加湿器连接至蒸发器，发生器的出口通过热交换器连接至风机组。本实用新型能精确地控制温度与湿度，营造恒温恒湿的室内环境；能将低于40℃的水作为高温冷源、太阳能作为发生器热源，真正意义上实现节能减排；减少了传统空调的压缩机、冷凝器两大部件，使得空调结构变得精巧。

Description

一种环保节能的新型空气调节系统

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术。

背景技术

随着居民生活质量的不断提高，人们开始更多的追求一种高品质的生活状态；与此同时，伴随着改革开放的迅猛发展，我们尝到了经济发展带来的甜果，生活水平更是与往日有着天翻地覆的差别。但是随着科技的不断发展，气候不断变暖，导致气候异常，特别是随着厄尔尼诺现象的出现，极端高温天气经常出现，此时空调设备便给人们带来了清凉。

但是，每年春夏之际刚开始用空调时，都有不少人会产生皮肤过敏性反应，或者引起过敏性咳嗽等症状。并且，南方雨季较长，无论是雨天，还是黄梅天，到处都是湿答答的，让人感觉不舒服，这时候一旦在室内就会想要用除湿功能让室内环境变得清爽点，但除湿机比较贵，而且功能单一，一般人们都会想到拿空调来除湿。但现在的空调都是经过简单的循环系统来制冷或者制热，不涉及空气交换，根本就没有办法去除掉一些长期在室内的一些有毒的东西，比如甲醛、PM2.5等。而且长时间使用空调除湿模式，会损害空调压缩机。

当人们的生活受到了室内污染的侵蚀时，再美好的生活也会失去其应有的色彩。当生态文明建设成为“十三五”规划的重要内容，落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，通过科技创新和体制机制创新，实施优化产业结构、构建低碳能源体系、发展绿色建筑和低碳交通、建立碳排放交易市场等一系列政策措施，形成人和自然和谐发展的现代化建设新格局，为新型绿色环保智能空调这个行业新的发展空间，国内外许多企业开始了新型空调系统的的研究。

目前市面上产生了各种空调系统、空气加湿器。虽然市场上大量出现的节能空调，更有甚至标榜一天只需一度电，但是常规的空调能源利用率低、难以适应室内热湿比的变化、且空调排出的空气品质差、末端装置具有局限性等缺点的不断暴露，亟需一款集高效节能于一身、温湿度独立控制、价格平民的绿色空调来满足市场需求。另外，我们常见知名品牌的空调都能一定程度上实现室内空气的净化，但是这些空气净化器价格昂贵，且由于空调使用的氨气等气体会一定程度上污染空气，还消耗了大量的能源。

空调系统最早可追溯到公元前1000年左右，波斯人已发明一种古式的空气调节系统，利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。现在所说的空调即空气调节器（air conditioner），又称冷气。是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。

空调可以制冷制热，关键就在于制冷剂。空调的原理主要是液化和汽化，液化（由气体变为液态）时要排出热量，汽化（由液体变为气体）时要吸收热量。空调大多一般使用的制冷剂是氟利昂。氟利昂的特性是：由气态变为液态时，释放大量的热量。而由液态转变为气态时，会吸收大量的热量。空调的关键组件一个是压缩机，一个是蒸发器。室外机里面主要是压缩机，制冷剂压缩成气体会产生大量热量，室外机里面的风扇在后面吹就会吹出热风来，所以夏天经过空调外机都是热风鼓鼓的。冬天就正好相反了。室内机里面主要部分是蒸发器和风扇，制冷剂在经过蒸发器的时候蒸发吸热，室内的空气热量被吸走，温度降低了之后通过蒸发器后面的风扇吹送，就出来了冷风。空调的风是室内外空气的热交换产生的，制冷剂是媒介，把室内的热量吸收以后到室外释放，完成了制冷工作。吹到的风都是风扇推动空气运动，不涉及空气交换。

现在的空调基本都有独立的除湿功能，其工作原理是将通过蒸发器被冷却了的空气再加热到原来的温度，然后再送入室内。室内风扇一直以低速运行，压缩机开开停停，制冷系统作间断性制冷循环，产生的制冷量大部分用于平衡室内空气的潜热，即水蒸气变成冷凝水；小部分用于平衡显热，即降低一些室内温度。如此不断地循环，使室温保持在设定值附近，同时又大量地除去空气中的湿气。空调的制冷只用于冷凝，对于温度的控制不大，因此这种除湿被称为恒温除湿。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环保节能的新型空气调节系统，利用现有技术，集成开式吸收式制冷技术、溶液除湿技术、太阳能再热技术、温湿度独立控制技术于一体，能实现室内空气温度与湿度彼此独立精确控制、零污染零碳排放和高效节能。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种环保节能的新型空气调节系统，包括发生器、吸收器、蒸发器和太阳能机组，所述发生器为敞开式，所述吸收器和蒸发器为封闭式，所述发生器包括贮液罐、热交换器和再生器，所述贮液罐位于所述发生器的下部，所述再生器位于所述发生器的上部，所述贮液罐的出口通过泵连接至热交换器，所述热交换器由太阳能机组驱动，热交换器的上部出口连接至再生器的入口，所述再生器的下部出口通过热交换器连接至贮液罐，所述吸收器包括风机组和加湿器，所述风机组包括用于除湿的第一机组和用于绝热的第二机组，所述风机组的出口通过加湿器连接至蒸发器，所述蒸发器的底部连接水源，所述发生器的出口通过热交换器连接至风机组。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述发生器、吸收器和蒸发器之间形成溶液循环回路，浓度较高的溶液从发生器中流出后，通过热交换器降压降温，并通过吸收器进入蒸发器，在蒸发器中与制冷蒸汽形成稀溶液，再回到发生器，稀溶液在发生器中浓缩再生形成浓溶液，同时释放用于制冷的水蒸气。

所述蒸发器和吸收器之间形成空气循环回路，空气由风机组吸收进入吸收器，在第一机组中由除湿溶液吸收变为含湿量较低的空气，然后在第二机组中通过加湿除热形成能够调节空气温度和湿度的气体。

所述太阳能机组采用太阳能热水器或者太阳能集热器。

所述的空气调节系统还包括控制设备以及无线信号收发模块，所述无线信号收发模块集成在控制设备上，并能与用户终端连接，用户终端能够通过无线信号收发模块对控制设备进行控制从而启闭或调解所述的空气调节系统。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用敞开式吸收式制冷技术、溶液除湿技术、太阳能再热技术和温湿度独立控制技术，并结合智能家居终端控制技术，一能做到精确地控制温度与湿度，营造恒温恒湿的室内环境；二能将低于 40℃的水作为高温冷源、太阳能作为发生器热源，真正意义上实现节能减排；三减少了传统空调的压缩机、冷凝器两大部件，使得空调变得精巧。是一款集舒适、节能、环保、精巧、智能五大亮点于一体的智能空调。

具体来说：

1．本实用新型采用温度湿度独立控制系统，既可以制冷，又可以除湿，并且可精确控制送风温度和湿度，始终维持室内舒适的环境控制要求。

2．本实用小的机器成本低，本实用新型的机组所采用的除湿器同时具有吸收器的功能，并且减少了传统空调中的冷凝器、压缩机装置，减少了空调的体积，因而空调机组的成本低。

3．本实用新型在制冷方面实现零能耗，传统空调一般采用电驱动压缩机制冷，耗费大量的电能，本实用新型的空气调节系统是属于敞开式吸收制冷，可以利用低于 40℃的热源制冷，大部分的冷源（如自来水、井水）都是满足要求的。因此制冷过程不需要耗电。

4．本实用新型机组精巧，省略了冷凝器、压缩机，使得室外机变得精巧轻巧，节约空间。

5．本实用新型的蓄能特性保证系统全天候运作，具有储蓄能源的功能，可以缓解太阳能在阴雨天气的不可靠性和间断性等问题，使得空调在没有充足日照的情况下也能持续使用。

6．本实用新型利用水作为制冷剂，节能减排，用水作制冷剂，相较于常规空调的制冷剂（如 R22)，大大减少了因制冷剂产物造成的碳排放；用太阳能作为发生器的热源，减少用电，节能减排。

7．卫生安全，减少空调病的爆发，由于采用温湿度独立控制技术，减少了细菌滋生，更加清洁卫生。

8．本实用新型采用敞开式系统，结构简单，便于检测与维修。

9．本实用新型也配设了智能家居终端控制，能够通过智能家居控制系统利用用户终端以及APP实现远程控制。

附图说明

图1是传统空调的结构图。

图2是本实用新型的整体结构图。

图3是本实用新型的绝热除湿的原理图。

具体实施方式

参照附图。

本实用新型的绿色环保节能的新型空气调节系统，包括发生器8、吸收器5、蒸发器10和太阳能机组9，所述发生器8为敞开式，所述吸收器5和蒸发器10为封闭式，在吸收系统中，当发生器结构采用开放形式，而吸收器和蒸发器与闭式吸收系统相同形式时，此系统称为敞开式吸收制冷系统，它主要由敞开式发生器、吸收器和蒸发器三大部件组成，省去了常规闭式吸收循环中的冷凝器部件，敞开式发生器的使用不仅降低了系统所需的发生温度，还有利于浓溶液在环境大气压条件下实现蓄能，缓解太阳能的不可靠性和间断性问题，同时使用水作制冷剂对环境也是友好的。有关文献表明，敞开式吸收式制冷技术适合于利用低于 40 ℃ 的低品位热源进行制冷，因此大部分的冷源（如自来水）都是满足要求的。

发生器8包括贮液罐1、热交换器3和再生器4，贮液罐1位于发生器8的下部，再生器4位于发生器8的上部，贮液罐1的出口通过泵2连接至热交换器3，热交换器3由太阳能机组9驱动，太阳能机组9采用太阳能热水器或者太阳能集热器。

除湿浓溶液对空气除湿后自身会被稀释，除湿能力降低，可再生重复利用，再生的方式即设置热源对稀溶液加热，重新产出浓溶液，达到循环利用的目的，因此溶液除湿技术的关键在于溶液再生过程的热源选择，根据再生驱动的能源可将溶液除湿系统分为两类：电驱动方式和热驱动方式，前者使用的能源是电能，电能属于高品位能源；后者可使用太阳能等低品位热能，由于技术中除湿系统的特性，采用低品位热能即可，因此采用热驱动方式，具体能源利用太阳能。

太阳能热水器因为其经济实用，现已在大范围在家庭中被使用，太阳能热水器一般的温度调节范围在 45℃至 80℃之间，对于某些品牌能达到 100℃，因此太阳能热水器所产的热水完全满足再生器中稀溶液再生过程的要求。因此，本实用新型可采用一般家用热水器的热水作为除湿浓溶液再生热源。

对于没有安装太阳能热水器的家庭，可选择太阳能集热器作为溶液再生的热源。平板太阳能集热器的原理是让阳光透过盖板照射在表面涂有高太阳能吸收率涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳能辐射能量后温度升高，并将热量传递给集热器内的水，使水温度升高，然后作为热源输出有用能量。

热交换器3的上部出口连接至再生器4的入口，再生器4的下部出口通过热交换器3连接至贮液罐1，吸收器5包括风机组6和加湿器7，风机组6包括用于溶液除湿的第一机组11和用于绝热除湿的第二机组12，风机组6的出口通过加湿器7连接至蒸发器10，蒸发器10的底部连接水源，发生器8的出口通过热交换器3连接至风机组6。

发生器8、吸收器5和蒸发器10之间形成溶液循环回路，浓度较高的溶液从发生器8中流出后，通过热交换器3降压降温，并通过吸收器5进入蒸发器10，在蒸发器10中与蒸发器内将水源蒸发形成的制冷蒸汽混合形成稀溶液，再回到发生器8，稀溶液在发生器8中浓缩再生形成浓溶液，同时释放用于制冷的水蒸气，从而调节空气温度。

蒸发器10和吸收器5之间形成空气循环回路，空气由风机组6吸收进入吸收器5，在第一机组11中由除湿溶液吸收变为含湿量较低的空气，然后在第二机组12中通过加湿除热形成能够调节空气温度和湿度的气体。

溶液除湿技术是采用具有除湿功能的盐溶液为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行控制，其原理类似于生活中用盐腌制蔬菜，将蔬菜放入浓度高的盐水中，蔬菜中水分会被盐水吸收干瘪发蔫；相反，将腌制的蔬菜放入清水中，则蔬菜重新吸水而变得饱满，目前常用的除湿溶液主要有溴化锂溶液、氯化锂溶液和氯化钙溶液，其中，氯化锂溶液的除湿性能是最好的，溴化锂与氯化锂的除湿性能相近，两者的实际应用较多，本实用新型中可以任意选择一种。

溶液除湿的装置采用绝热型除湿，其原理如图3，采用填料喷淋方式，即将浓溶液喷洒在填料上与湿空气接触，填料的设置增大了除湿溶液和湿空气的接触面积，进而能更高效地进行除湿，它具有构造简单、比表面积大的优点。

本实用新型的空气调节系统还包括控制设备以及无线信号收发模块，所述无线信号收发模块集成在控制设备上，并能与用户终端连接，用户终端能够通过无线信号收发模块对控制设备进行控制从而启闭或调解所述的空气调节系统。

Claims (5)

1.一种环保节能的新型空气调节系统，其特征在于：包括发生器、吸收器、蒸发器和太阳能机组，所述发生器为敞开式，所述吸收器和蒸发器为封闭式，所述发生器包括贮液罐、热交换器和再生器，所述贮液罐位于所述发生器的下部，所述再生器位于所述发生器的上部，所述贮液罐的出口通过泵连接至热交换器，所述热交换器由太阳能机组驱动，热交换器的上部出口连接至再生器的入口，所述再生器的下部出口通过热交换器连接至贮液罐，所述吸收器包括风机组和加湿器，所述风机组包括用于溶液除湿的第一机组和用于绝热除湿的第二机组，所述风机组的出口通过加湿器连接至蒸发器，所述蒸发器的底部连接水源，所述发生器的出口通过热交换器连接至风机组。

2.根据权利要求1所述的一种环保节能的新型空气调节系统，其特征在于：所述发生器、吸收器和蒸发器之间形成溶液循环回路，浓度较高的溶液从发生器中流出后，通过热交换器降压降温，并通过吸收器进入蒸发器，在蒸发器中与制冷蒸汽形成稀溶液，再回到发生器，稀溶液在发生器中浓缩再生形成浓溶液，同时释放水蒸气制冷剂。

3.根据权利要求1所述的一种环保节能的新型空气调节系统，其特征在于：所述蒸发器和吸收器之间形成空气循环回路，空气由风机组吸收进入吸收器，在第一机组中由除湿溶液吸收变为含湿量较低的空气，然后在第二机组中通过加湿除热形成能够调节空气温度和湿度的气体。

4.根据权利要求1所述的一种环保节能的新型空气调节系统，其特征在于：所述太阳能机组采用太阳能热水器或者太阳能集热器。

5.根据权利要求1所述的一种环保节能的新型空气调节系统，其特征在于：所述的空气调节系统还包括控制设备以及无线信号收发模块，所述无线信号收发模块集成在控制设备上，并能与用户终端连接，用户终端能够通过无线信号收发模块对控制设备进行控制从而启闭或调解所述的空气调节系统。