CN2709883Y - 一种环保型空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环保型空调系统，包括两个不同氢气平衡压的贮氢合金反应器(1)、(2)，两反应器之间通过一电磁阀(3)和抽气泵(4)并联而成的管路相连通，两反应器内分别设有一对换热器，两对换热器中，各有一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀(5)和水泵(14)与地热装置的出水口(15)相连，该两个对应的换热器的出口通过一电磁转换选通阀或分别通过一单向阀与地热装置的入口相连；两对换热器中，各有另一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀(16)与空调装置的出水口相连，该两个对应的换热器的出口通过电磁转换选通阀或分别通过一单向阀和一个水泵(20)串通后与空调装置的入水口相连。本实用新型的装置可以同时实现空调制冷、制热、冷藏以及提供生活热水等多种功能。

Description

一种环保型空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种环保型空调系统，属于制冷技术领域。

背景技术

随着臭氧层破坏和全球室温效应等环境问题的突出，制冷行业的制冷剂替代问题变成的一个全球性的大问题。现有的制冷设备主要采用碳氢类制冷剂，但臭氧耗损潜值ODP、全球变暖潜值GWP和燃烧特性等性质将限制他们的应用；为此，广大科技工作者将目光转向天然工质，如二氧化碳，但其临界压力过高等特性大大限制了其应用范围。因此，开发完全环保技术的制冷系统具有现实意义和较大的社会价值和应用价值。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种把地热能技术和贮氢技术结合在一起的环保型空调系统，提供完全环保的制冷系统，实现夏季制冷、冬季制热的目的。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案在于采用了一种环保型空调系统，其特征在于：包括两个不同氢气平衡压的贮氢合金反应器，两反应器之间通过一电磁阀和抽气泵并联而成的管路相连通，两反应器内分别设有一对换热器，两对换热器中，各有一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀和水泵与地热装置的出水口相连，该两个对应的换热器的出口通过一电磁转换选通阀或分别通过一单向阀与地热装置的入口相连；两对换热器中，各有另一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀与空调装置的出水口相连，该两个对应的换热器的出口通过电磁转换选通阀或分别通过一单向阀和一个水泵串通后与空调装置的入水口相连。

所述的一个贮氢合金反应器的氢气平衡压大于另一个贮氢合金反应器的氢气平衡压。

所述的电磁转换选通阀为电磁三通阀。

在电磁三通阀的公共端串连有一储水箱，储水箱上设有一串装水阀的生活用水管。

有一冷藏箱与一水泵串通后与一水阀管路并联后串接于储水箱和地热装置的入口之间。

在空调装置的入水口连接电磁转换选通阀为电磁三通阀，其公共端与水泵之间连接有一储水箱，储水箱上设有一串装水阀的生活用水管。

所述的空调装置上并联有一冷藏箱，冷藏箱上串联有水阀。

本实用新型采用由两个具有不同氢气平衡压的贮氢合金反应器，利用贮氢合金所具有的吸热放氢和吸氢放热的特性，可以构成提供冷量的制冷系统和提供热量的供暖系统，实现连续供冷和供暖的目的；同时抽气泵把氢气从低平衡压反应器向高平衡压反应器输送，并在抽氢气泵上并联一个电磁阀，系统从高平衡压力反应器向低平衡压力反应器放氢时，打开电磁阀，关闭抽气泵，节约电能消耗。贮氢合金具有吸氢放热和吸热放氢的特性，利用这个特性可以建构解决制冷系统的制冷剂替代问题，并提供制冷和供暖所需的冷、热量；大地作为一个最大的蓄热体，储存了丰富的热能资源，地下水温度常年维持在15℃左右的水平。把地热能和贮氢技术结合，可以提供完全环保的制冷系统，实现夏季制冷、冬季制热的目的。本实用新型中设置的储水箱，夏天通过水泵把冷水输送到空调装置和冷藏箱，实现空调和冷藏的目的；冬天通过水泵把热水输送到空调装置和冷藏箱，实现供暖和热饮的目的。在贮氢合金反应器内设置的带强化传热翅片的换热器，可促使水管内的水能够快速地与贮氢合金进行热交换，大大加快了换热速度。在冬季制热时，利用携带地热能的15℃的地下水的热量将不会发生结霜现象，不用化霜，提高制热的舒适性。风机盘管为成熟的产品，可以在市场上方便购买。在储水箱上设置生活用热水水阀和相应的管路，冬夏两季都可以提供生活用热水。本实用新型的装置可以同时实现空调制冷、制热、冷藏以及提供生活热水等多种功能，同时，本实用新型中所用到的介质为氢气和水，不污染环境，环保，具有很好的推广使用前景。

附图说明

图1为实用新型的装置的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型的环保型空调系统，包括两个不同氢气平衡压的贮氢合金反应器1、2，两反应器之间通过一电磁阀3和抽气泵4并联而成的管路相连通，两反应器内分别设有一对换热器，两对换热器中，各有一个换热器的入水口通过一个电磁三通阀5和水泵14与地热装置的出水口15相连，该两个对应的换热器的出口通过一电磁三通阀6、储水箱7与地热装置的入口13相连；两对换热器中，各有另一个换热器的入水口通过一个电磁三通阀16与空调装置的出水口相连，该两个对应的换热器的出口通过电磁三通阀和一个水泵20串通后与空调装置的入水口相连。贮氢合金反应器1的氢气平衡压大于贮氢合金反应器2的氢气平衡压。储水箱7上设有一串装水阀8的生活用水管。冷藏箱12与水泵10串通后与水阀9管路并联后串接于储水箱7和地热装置的入口之间。在空调装置的入水口连接电磁三通阀17，其公共端与水泵20之间连接有一储水箱18，储水箱18上设有一串装19的生活用水管。空调装置上并联有一冷藏箱22，冷藏箱22上串联有水阀21。本实用新型中的空调装置由风机盘管换热器25和风机26组成，为了提高贮氢量，采用碳纳米管/贮氢合金复合材料作为贮氢介质。

图1中的虚线部分为工作用水的水路循环回路，点划线部分为氢气的循环回路。

本实用新型的空调系统的制冷工作原理如下所述：

关闭电磁阀3，打开抽气泵4，氢气从低氢气平衡压贮氢合金反应器2释放出来并被排送到高氢气平衡压贮氢合金反应器1，这样，贮氢合金反应器2发生放氢吸热反应，吸收流经贮氢合金反应器2内水的热量，水温降低；贮氢合金反应器1发生吸氢放热反应，放出的热量被流经贮氢合金反应器1的水带走，水温度升高。此时，地下水经过的水路循环路径为：水泵14输送的15℃地下水通过电磁三通阀5的A口进、A1口出，流经贮氢合金反应器1后从电磁三通阀6的B1口进、B口流出到储蓄水箱7，并通过回水管13送到地下，在此回路中，地下水吸收贮氢合金反应器1放出的热量而温度升高。工作用水通过电磁三通阀16的C口进、C2口出，流经贮氢合金反应器2后从电磁三通阀17的D2口进、D口流出到水箱18；在此回路中，工作用水的热量被贮氢合金反应器2吸收而降低温度。

当贮氢合金反应器1的氢气饱和后，打开电磁阀3，关闭抽气泵4，氢气从高氢气平衡压贮氢合金反应器1释放出来并被低氢气平衡压贮氢合金反应器2吸收。此时，贮氢合金反应器1发生释氢吸热反应，贮氢合金反应器2发生吸氢放热反应。地下水的水路循环路径为：水泵14输送的15℃地下水从电磁三通阀5的A口进、A2口出，流经贮氢合金反应器2后从电磁三通阀6的B2口进、B口流出到储水箱7；在此回路中，地下水吸收贮氢合金反应器2放出的热量而温度升高。工作用水通过电磁三通阀16的C口进、C1口出，流经贮氢合金反应器1后从电磁三通阀17的D1口进、D口流出到水箱18；在此回路中，工作用水的热量被贮氢合金反应器2吸收而降低温度。

在抽气泵4的作用下，贮氢合金反应器1和贮氢合金反应器2循环进行释氢吸热和吸氢放热反应，反应放出的热量被15℃的地下水吸收，并有一部分热水储存在储水箱7中，提供生活热水和热饮功能；反应吸收的热量把流经反应器的工作用水的温度降低，降温后的水被储存在储水箱18中，供空调和冷藏使用。

储水箱7的一部分热水通过水阀8可以取出，作为生活用热水，一部分热水可以通过水泵10送到冷藏箱12中，在冷藏箱12内的盘管11的作用下，可以加热饮料、食品等，不用时可以关闭水泵10；储水箱的另外一部分热水通过水阀9和回水管13送回地下，以保持地下水的平衡或维持地下部分换热用水的平衡。

储水箱18的冷水在水泵20的作用下输送到冷藏箱22的换热盘管23和空调装置的风机盘管换热器25，实现冷藏和空调的功能，水阀21和24可以调节通过冷藏箱22和空调装置的风机盘管换热器25的冷水的流量。冷藏箱22可以提供冷饮，进行果蔬保鲜；风机盘管可以实现房间的空调降温作用，经过冷藏箱22和风机盘管换热器25后升高温度的水进入到电磁三通阀16，在贮氢合金反应器1和贮氢合金反应器2进行吸热释氢反应时被冷却，并通过电磁三通阀17回到储水箱18，形成一个闭合的回路。

本实用新型的空调系统的供暖工作原理如下所述：

关闭电磁阀3，打开抽气泵4，氢气从低氢气平衡压贮氢合金反应器2释放出来并被排送到高氢气平衡压贮氢合金反应器1，这样，贮氢合金反应器2发生释氢吸热反应，吸收流经贮氢合金反应器2的水的显热，水温降低；贮氢合金反应器1发生吸氢放热反应，放出的热量被流经贮氢合金反应器1的水带走，水温度升高。此时，地下水经过的水路循环路径为：水泵14输送的15℃地下水通过电磁三通阀5的A口进、A2口出，流经贮氢合金反应器2后从电磁三通阀6的B2口进、B口流出到储水箱7，并通过回水管13送到地下；在此回路中，携带地热能的15℃地下水提供贮氢合金反应器2吸收的热量而水温度降低。工作用水通过电磁三通阀16的C口进、C1口出，流经反应器1后从电磁三通阀17的D1口进、D口流出到水箱18；在此回路中，工作用水吸收贮氢合金反应器2放出的热量而温度升高。

当反应器1的氢气饱和后，打开电磁阀3，关闭抽气泵4，氢气从高氢气平衡压贮氢合金反应器1释放出来并被低氢气平衡压贮氢合金反应器2吸收。此时，贮氢合金反应器1发生释氢吸热反应，贮氢合金反应器2发生吸氢放热反应。地下水的水路循环路径为：水泵14输送的15℃地下水从电磁三通阀5的A口进、A1口出，流经贮氢合金反应器1后从电磁三通阀6的B1口进、B口流出到水箱7；在此回路中，地下水携带的地热能被贮氢合金反应器1吸收，水温降低。工作用水通过电磁三通阀16的C口进、C2口出，流经贮氢合金反应器2后从电磁三通阀17的D2口进、D口流出到水箱18；在此回路中，工作用水的吸收贮氢合金反应器2放出的热量，水温度升高。

在抽气泵4的作用下，贮氢合金反应器1和贮氢合金反应器2循环进行释氢吸热和吸氢放热反应，携带地热能的15℃的地下水提供反应吸收的热量，降温后的地下水有一部分水储存在水箱7中，提供冷藏功能用冷量；反应放出的热量把流经反应器的工作用水加热，升高温度后的水被储存在水箱18中，供供暖和热饮使用。

储水箱7的一部分冷水通过水泵10送到冷藏箱12中，在冷藏箱12内的盘管11的作用下，可以实现冷藏和提供冷饮功能，可进行果蔬保鲜；不用时可以关闭水泵10；储水箱7的另外一部分热水通过水阀9和回水管13送回地下，以保持地下水的平衡或维持地下部分换热用水的平衡。

储水箱18的热水在水泵20的作用下可以输送到冷藏箱22的换热盘管23和风机盘管换热器25，实现热饮和供暖的功能，水阀21和24可以调节通过冷藏箱22和风机盘管换热器25热水的流量。冷藏箱22可以提供热饮和对食品进行保温和加热；风机盘管可以实现房间的供暖作用。经过冷藏箱22和风机盘管换热器25后降低温度的水进入到电磁三通阀16，在反应器1和贮氢合金反应器2进行放热吸氢反应时被加热，并通过电磁三通阀17回到储水箱18，形成一个闭合的回路，通过水阀19和相应的管路可以取出生活用热水。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的仅区别在于：电磁三通阀6和电磁三通阀17均替换为两个单向阀27，两对单向阀27各自的出口汇接在一起。

Claims (7)

1、一种环保型空调系统，其特征在于：包括两个不同氢气平衡压的贮氢合金反应器(1)、(2)，两反应器之间通过一电磁阀(3)和抽气泵(4)并联而成的管路相连通，两反应器内分别设有一对换热器，两对换热器中，各有一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀(5)和水泵(14)与地热装置的出水口(15)相连，该两个对应的换热器的出口通过一电磁转换选通阀或分别通过一单向阀与地热装置的入口相连；两对换热器中，各有另一个换热器的入水口通过一个电磁转换选通阀(16)与空调装置的出水口相连，该两个对应的换热器的出口通过电磁转换选通阀或分别通过一单向阀和一个水泵(20)串通后与空调装置的入水口相连。

2、根据权利要求1所述的环保型空调系统，其特征在于：所述的贮氢合金反应器(1)的氢气平衡压大于贮氢合金反应器(2)的氢气平衡压。

3、根据权利要求2所述的环保型空调系统，其特征在于：所述的电磁转换选通阀为电磁三通阀。

4、根据权利要求3所述的环保型空调系统，其特征在于：在电磁三通阀(6)的公共端串连有一储水箱(7)，储水箱(7)上设有一串装水阀(8)的生活用水管。

5、根据权利要求4所述的环保型空调系统，其特征在于：有一冷藏箱(12)与一水泵(10)串通后与一水阀(9)管路并联后串接于储水箱(7)和地热装置的入口(13)之间。

6、根据权利要求1-5任一条所述的环保型空调系统，其特征在于：在空调装置的入水口连接电磁转换选通阀为电磁三通阀(17)，其公共端与水泵(20)之间连接有一储水箱(18)，储水箱(18)上设有一串装水阀(19)的生活用水管。

7、根据权利要求6所述的环保型空调系统，其特征在于：所述的空调装置上并联有一冷藏箱(22)，冷藏箱(22)上串联有水阀(21)。

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