一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，包括太陽能集熱模塊、吸收式制冷模塊、溶液除濕模塊及生活用水模塊；太陽能集熱模塊包括真空管太陽能集熱器、儲熱水箱、第一循環(huán)水泵、輔助熱源及第二循環(huán)水泵；吸收式制冷模塊包括發(fā)生器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、吸收器、第一溶液熱交換器、第一溶液泵、分水器、集水器、第三循環(huán)水泵、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端、第四循環(huán)水泵及冷卻塔；溶液除濕模塊包括再生器、排風(fēng)機(jī)、第一水?溶液熱交換器、第二溶液泵、第二溶液熱交換器、吸收器、送風(fēng)機(jī)、第二水?溶液熱交換器、第三溶液泵、全熱交換器及混合風(fēng)箱。該空調(diào)系統(tǒng)在原理上多處采用了溫度梯度利用、熱回收等節(jié)能形式，提高了能源利用效率。
【專利說明】
一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)領(lǐng)域，涉及一種太陽能空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，我國的建筑能耗在能源總消耗中所占的比例已經(jīng)上升到了 27.45%。暖通空調(diào)能耗又占到建筑總能耗的60%以上，建筑節(jié)能減排已成為亟需解決的能源問題。2006年國家頒布了《中華人民共和國可再生能源法》，大力提倡利用可再生能源，增加能源供給，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。常見的可再生能源包括太陽能、水能、風(fēng)能、潮汐能等。鑒于風(fēng)能、水能等可再生能源的地區(qū)差異與不穩(wěn)定性，在建筑節(jié)能中難以有效利用和推廣，而太陽能分布廣泛，資源豐富，取之不盡，用之不竭。據(jù)計算，一年內(nèi)到達(dá)地面的太陽能總量折合成標(biāo)準(zhǔn)煤仍約1.892X1017t，是目前世界主要能源探明儲量的一萬倍，憑借這些優(yōu)勢，太陽能的開發(fā)利用具有極其廣闊的前景。在現(xiàn)今能源短缺的時代，各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
[0003]傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，讓空氣通過低于其露點溫度的冷表面，即冷凝除濕方式(采用7°(:的冷凍水)實現(xiàn)對空氣的降溫與除濕處理，同時去除建筑的顯熱負(fù)荷與潛熱負(fù)荷(濕負(fù)荷)。降溫要求冷源溫度低于空氣的干球溫度，除濕要求冷源溫度低于空氣的露點溫度，占總負(fù)荷一半以上的顯熱負(fù)荷本可以采用高溫冷源排走，卻與除濕一起共用7°C的低溫冷源進(jìn)行處理，造成了能量利用品位上的浪費。通過冷凝除濕方式對空氣進(jìn)行冷卻和除濕，其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的范圍內(nèi)變化，而建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)所需要的熱濕比卻在較大的范圍內(nèi)變化。而且，冷凝除濕方式產(chǎn)生的潮濕表面成為霉菌等生物污染物繁殖的良好場所，嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。
[0004]清華大學(xué)江億院士提出的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，采用除濕的方法調(diào)節(jié)新風(fēng)濕負(fù)荷，采用制冷的方法降低空氣的顯熱負(fù)荷，實現(xiàn)溫度和濕度的獨立調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)節(jié)能和熱舒適性控制方面實現(xiàn)了理論突破。溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，制冷采用高溫冷源，可以提高系統(tǒng)能效，降低能源支出，除濕過程能夠強化對空氣品質(zhì)的處理，降低室內(nèi)空氣污染。該系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)能耗大、舒適性差、調(diào)節(jié)性能差的缺點。
[0005]但是，目前已應(yīng)用的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)多采用:蒸汽壓縮式制冷方式+冷凝除濕(或者溶液除濕)，仍然存在能源消耗大的缺點。本發(fā)明突破傳統(tǒng)思路，將吸收式制冷系統(tǒng)與溶液除濕系統(tǒng)進(jìn)行融合，組成溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)都屬于吸收式熱力系統(tǒng)，都可以用熱能驅(qū)動，本發(fā)明采用太陽能驅(qū)動該空調(diào)系統(tǒng)。同時，該空調(diào)系統(tǒng)在熱利用方面，盡可能的采用了溫度梯度利用、熱回收等節(jié)能形式，提高能源利用效率。
[0006]申請?zhí)?01520621166.5的中國專利公開了一種太陽能溶液除濕溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)僅采用太陽能驅(qū)動溶液除濕模塊，從而達(dá)到處理空氣濕度的目的，空氣溫度處理的部分(顯熱處理)沒有采用太陽能驅(qū)動，形式與結(jié)構(gòu)簡單，不能夠形成溫度的梯級利用，建筑節(jié)能效果不夠明顯。本發(fā)明除了對太陽能的強化利用之外，還對耦合系統(tǒng)采用了溫度梯度利用，對用戶房間的送風(fēng)和回風(fēng)形式進(jìn)行了設(shè)計，強化了熱回收利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，采用了溫度梯度利用和熱回收等節(jié)能方式，建筑節(jié)能效果明顯，用戶房間內(nèi)的熱舒適性高、空氣品質(zhì)高，能夠克服傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的缺點。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，包括太陽能集熱模塊、吸收式制冷模塊、溶液除濕模塊及生活用水模塊;其中，
[0010]太陽能集熱模塊包括真空管太陽能集熱器、儲熱水箱、第一循環(huán)水栗、輔助熱源及第二循環(huán)水栗；
[0011]吸收式制冷模塊包括發(fā)生器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、吸收器、第一溶液熱交換器、第一溶液栗、分水器、集水器、第三循環(huán)水栗、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端、第四循環(huán)水栗及冷卻塔；
[0012]溶液除濕模塊包括再生器、排風(fēng)機(jī)、第一水-溶液熱交換器、第二溶液栗、第二溶液熱交換器、吸收器、送風(fēng)機(jī)、第二水-溶液熱交換器、第三溶液栗、全熱交換器及混合風(fēng)箱；
[0013]真空管太陽能集熱器、第一循環(huán)水栗與儲熱水箱之間依次管道連接形成循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為水;儲熱水箱、輔助熱源與第二循環(huán)水栗之間依次管道連接形成循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路先通過發(fā)生器，再通過第一水-溶液熱交換器，形成梯度熱利用;其中，儲熱水箱中間有一塊隔板，隔板一側(cè)有缺口；
[0014]發(fā)生器、第一溶液熱交換器、吸收器與第一溶液栗依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液;發(fā)生器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器與吸收器依次管道連接，管路的介質(zhì)為水或者水蒸氣;蒸發(fā)器、第三循環(huán)水栗、分水器、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端與集水器依次管道連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水;冷卻塔與第四循環(huán)水栗連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路依次通過第二水-溶液熱交換器、吸收器與冷凝器，形成梯度熱利用；
[0015]再生器、第二溶液熱交換器、第三溶液栗、第二水-溶液熱交換器、除濕器、第二溶液循環(huán)栗以及第一水-溶液熱交換器依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液;第二溶液熱交換器對循環(huán)回路的低溫溶液和高溫溶液進(jìn)行換熱，即熱量回收；除濕器前側(cè)設(shè)置全熱交換器，室外新風(fēng)對用戶房間回風(fēng)進(jìn)行熱回收，除濕器后側(cè)設(shè)置送風(fēng)機(jī)，提供送風(fēng)的驅(qū)動力;再生器前側(cè)設(shè)置混合風(fēng)箱，室外新風(fēng)和用戶房間回風(fēng)混和后進(jìn)入再生器，再生器后側(cè)設(shè)置排風(fēng)機(jī)，提供排風(fēng)的驅(qū)動力；
[0016]生活用水模塊通過管道連接在儲熱水箱上部。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，生活用水模塊包括一個或者多個生活用水設(shè)備，生活用水設(shè)備通過管道連接在儲熱水箱上部，能夠直接獲取熱水。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，工作時，太陽能集熱模塊中真空管太陽能集熱器吸收太陽能輻射，集熱器內(nèi)部的水被加熱，熱水在第一循環(huán)水栗的作用下，流入儲熱水箱的上部，再從儲熱水箱的上部流出，先通過輔助熱源，當(dāng)儲熱水箱上部流出的熱水溫度低于90度時，輔助熱源開啟加熱功能，熱水再通過發(fā)生器，加熱發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至75度左右，再通過第一水-溶液熱交換器，加熱第一水-溶液熱交換器內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至65度，最后回流到儲熱水箱的下部，高溫?zé)崴鸩桨l(fā)揮加熱作用，即溫度的梯度利用；儲熱水箱下部的熱水在第一循環(huán)水栗的作用下，再次回流到真空管太陽能集熱器中被加熱;儲熱水箱中間設(shè)有隔板，避免熱水與回流的熱水快速混合，隔板一側(cè)留有缺口，當(dāng)輔助熱源運行而真空管太陽能集熱器不運行時，仍能夠形成熱水循環(huán)回路。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，工作時，吸收式制冷模塊中水在蒸發(fā)器的低壓環(huán)境中蒸發(fā)，從而吸收大量的熱量，吸收器中的溴化鋰溶液不斷吸收蒸發(fā)器中的水蒸氣，成為稀溶液，稀溶液在第一溶液栗的作用下流入發(fā)生器中，發(fā)生器被太陽能集熱模塊加熱，稀溶液不斷濃縮成為濃溶液，濃溶液通過第一溶液熱交換器與稀溶液換熱降溫，即熱回收，再回流到吸收器中；發(fā)生器中濃縮溶液產(chǎn)生的高溫水蒸氣進(jìn)入冷凝器中，在高壓環(huán)境中被冷凝成水，高壓冷凝水通過膨脹閥后壓力降低，最終回流到低壓蒸發(fā)器中再次蒸發(fā)為水蒸氣;冷卻塔中的冷卻水在第四循環(huán)水栗的作用下，首先通過第二水-溶液熱交換器，冷卻內(nèi)部的溴化鋰除濕溶液后，溫度升高3度，再通過吸收器，吸收吸收器中產(chǎn)生的熱量后，溫度再升高3度，最后通過冷凝器，吸收冷凝過程釋放的高溫?zé)崃亢蠡亓鞯嚼鋮s塔中，低溫冷卻水逐步發(fā)揮冷卻作用，即溫度的梯度利用;集水器中的冷水在第三循環(huán)水栗作用下，首先通過蒸發(fā)器被冷卻，冷凍水再進(jìn)入分水器中，通過分水器分流到各個毛細(xì)管輻射空調(diào)末端，控制用戶房間的溫度。
[0020]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，工作時，溶液除濕模塊中溫度較高的室外新風(fēng)通過全熱交換器，與用戶房間的低溫回風(fēng)進(jìn)行換熱，室外新風(fēng)溫度降低后進(jìn)入除濕器，室外新風(fēng)中的水蒸氣被溴化鋰溶液吸收，在送風(fēng)機(jī)的作用下，被除濕的新風(fēng)被送入用戶房間，控制用戶房間的濕度;除濕后的溴化鋰溶液濃度降低，在第二溶液栗的作用下，首先通過第二溶液熱交換器，與從再生器流出的高溫溶液進(jìn)行熱交換后升溫，再流入第一水-溶液熱交換器中被加熱升溫后，進(jìn)入再生器中；與室外新風(fēng)換熱后的干燥回風(fēng)在混合風(fēng)箱中與室外新風(fēng)混合后，進(jìn)入再生器中吸收被加熱后的溴化鋰溶液蒸發(fā)的水蒸氣，高溫高濕的空氣在排風(fēng)機(jī)的作用下，排到室外;再生器中濃度較高的溴化鋰溶液在第三溶液栗的作用下，先通過第二溶液熱交換器后降溫，再進(jìn)入到第二水-溶液熱交換器中被冷卻，最后高濃度低溫的溴化鋰溶液再次進(jìn)入到除濕器中對室外新風(fēng)除濕。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0022]本發(fā)明提供的一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，采用吸收式制冷模塊控制用戶房間的溫度，采用溶液除濕模塊控制用戶房間的濕度，兩個模塊組成溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)(冷凝除濕)而言，溫度和濕度進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)，不會造成二者耦合處理時能源品位及數(shù)量上的浪費，能夠在較大的熱濕比范圍內(nèi)調(diào)節(jié)用戶房間的溫濕度。其制冷模塊采用高溫冷源，空調(diào)末端溫度高于用戶房間的露點溫度，因而不會發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，房間不會滋生細(xì)菌，干凈衛(wèi)生。其除濕模塊采用溶液吸收濕空氣中水蒸氣的方式，能夠滿足室內(nèi)的新風(fēng)要求，還能夠消除空氣中的污染物，提尚室內(nèi)空氣品質(zhì)。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明采用太陽能驅(qū)動該溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。太陽能加熱的高溫?zé)崴紫韧ㄟ^對溫度要求較高的發(fā)生器，再通過對溫度要求較低的水-溶液熱交換器，達(dá)到了溫度的梯度利用。同時，在太陽能集熱模塊采用了輔助熱源，防止熱水溫度達(dá)不到要求，熱水還可用于生活用水設(shè)備使用。同時，本發(fā)明提供的冷卻塔與第四循環(huán)水栗形成的循環(huán)回路，冷卻水先通過溫度較低的水-溶液熱交換器，再通過溫度較高一點的吸收器，最后通過溫度高的冷凝器，依次對設(shè)備進(jìn)行冷卻，達(dá)到了溫度的梯度利用。
[0024]本發(fā)明提供的吸收式制冷模塊采用了毛細(xì)管輻射空調(diào)末端，毛細(xì)管輻射空調(diào)末端與人體和室內(nèi)的家具等表面之間主要通過輻射的方式進(jìn)行能量傳遞，該空調(diào)末端溫度變化范圍小，從而人體的熱舒適度高。同時，毛細(xì)管輻射空調(diào)末端換熱面積大，換熱效率高，結(jié)構(gòu)簡單，安裝靈活，使用壽命長，具有很好的建筑節(jié)能效果。
[0025]本發(fā)明提供的溶液除濕模塊設(shè)置了全熱交換器，溫度較高的室外新風(fēng)與溫度較低的用戶房間回風(fēng)在全熱交換器進(jìn)行熱回收，減少了用戶房間的冷負(fù)荷。熱回收后的回風(fēng)仍然相對干燥，相比于室外新風(fēng)具有更好的吸濕能力，將其與室外新風(fēng)混合后送入再生器中，能夠提高再生器的再生效率。此外，在再生器與除濕器的溶液循環(huán)回路中設(shè)置了溶液熱交換器，不僅降低了再生過程需要的熱量與除濕過程需要的冷量，還提高了溶液除濕模塊的整體效率。
【附圖說明】
:
[0026]圖1為本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)太陽能集熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)吸收式制冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)溶液除濕模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)生活用水模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖中:I為真空管太陽能集熱器，2為儲熱水箱，3為第一循環(huán)水栗，4為輔助熱源，5為第二循環(huán)水栗，6為發(fā)生器，7為冷凝器，8為膨脹閥，9為蒸發(fā)器，10為吸收器，11為第一溶液熱交換器，12為第一溶液栗，13為分水器，14為集水器，15為第三循環(huán)水栗，16為毛細(xì)管輻射空調(diào)末端，17為第四循環(huán)水栗，18為冷卻塔，19為再生器，20為排風(fēng)機(jī)，21為第一水-溶液熱交換器，22為第二溶液泵，23為第二溶液熱交換器，24為除濕器，25為送風(fēng)機(jī)，26為第二水-溶液熱交換器，27為第三溶液栗，28為全熱交換器，29為混合風(fēng)箱，30為生活用水設(shè)備。
【具體實施方式】
:
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明總的構(gòu)思是:采用吸收式制冷模塊控制用戶房間的溫度，采用溶液除濕模塊控制用戶房間的濕度，兩個模塊組成溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，并采用太陽能驅(qū)動該溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的溶液循環(huán)回路、水循環(huán)回路、送回風(fēng)管路均考慮溫度梯度利用以及熱回收，依次提高建筑節(jié)能水平。為了詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容以及構(gòu)造和目的，下面結(jié)合附圖進(jìn)行具體介紹。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，包括太陽能集熱模塊、吸收式制冷模塊、溶液除濕模塊及生活用水模塊;其中，太陽能集熱模塊包括真空管太陽能集熱器1、儲熱水箱2、第一循環(huán)水栗3、輔助熱源4及第二循環(huán)水栗5。太陽能集熱模塊結(jié)構(gòu)為:真空管太陽能集熱器1、第一循環(huán)水栗3與儲熱水箱2之間依次管道連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水。儲熱水箱2、輔助熱源4與第二循環(huán)水栗5之間依次管道連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路先通過發(fā)生器6，再通過第一水-溶液熱交換器21，形成梯度熱利用。其中，儲熱水箱2中間有一塊擋板，擋板一側(cè)有缺口。
[0035]吸收式制冷模塊包括發(fā)生器6、冷凝器7、膨脹閥8、蒸發(fā)器9、吸收器10、第一溶液熱交換器11、第一溶液栗12、分水器13、集水器14、第三循環(huán)水栗15、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端16、第四循環(huán)水栗17及冷卻塔18。吸收式制冷模塊結(jié)構(gòu)為:發(fā)生器6、第一溶液熱交換器11、吸收器10與第一溶液栗12依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液。發(fā)生器6、冷凝器7、膨脹閥8、蒸發(fā)器9與吸收器10依次管道連接，管路的介質(zhì)為水或者水蒸氣。蒸發(fā)器9、第三循環(huán)水栗15、分水器13、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端16與集水器14依次管道連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水。冷卻塔18與第四循環(huán)水栗17連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路依次通過第二水-溶液熱交換器26、吸收器10與冷凝器7，形成梯度熱利用。
[0036]溶液除濕模塊包括再生器19、排風(fēng)機(jī)20、第一水-溶液熱交換器21、第二溶液栗22、第二溶液熱交換器23、除濕器24、送風(fēng)機(jī)25、第二水-溶液熱交換器26、第三溶液栗27、全熱交換器28及混合風(fēng)箱29。溶液除濕模塊結(jié)構(gòu)為，再生器19、第二溶液熱交換器23、第三溶液栗27、第二水-溶液熱交換器26、除濕器24、第二溶液循環(huán)栗22以及第一水-溶液熱交換器21依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液。第二溶液熱交換器23對循環(huán)回路的低溫溶液和高溫溶液進(jìn)行換熱，即熱量回收。除濕器24前側(cè)設(shè)置全熱交換器28，室外新風(fēng)對用戶房間回風(fēng)進(jìn)行熱回收，除濕器24后側(cè)設(shè)置送風(fēng)機(jī)25，提供送風(fēng)的驅(qū)動力。再生器19前側(cè)設(shè)置混合風(fēng)箱29，室外新風(fēng)和用戶房間回風(fēng)混和后進(jìn)入再生器19，再生器19后側(cè)設(shè)置排風(fēng)機(jī)20，提供排風(fēng)的驅(qū)動力。
[0037]生活用水模塊包括一個或者多個生活用水設(shè)備30，生活用水設(shè)備30通過管道連接在儲熱水箱2上部，可以直接獲取熱水。
[0038]由圖1可知，本發(fā)明提供的太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其工作流程主要由太陽能集熱模塊、吸收式制冷模塊、溶液除濕模塊與生活用水設(shè)備30的四個子工作流程組成。
[0039]由圖1和圖2可知，太陽能集熱模塊的工作流程為:真空管太陽能集熱器I吸收太陽能輻射，集熱器內(nèi)部的水被加熱，熱水在第一循環(huán)水栗3的作用下，流入儲熱水箱2的上部，再從儲熱水箱2的上部流出，先通過輔助熱源4，當(dāng)儲熱水箱2上部流出的熱水溫度低于90度時，輔助熱源4開啟加熱功能，熱水再通過發(fā)生器6，加熱發(fā)生器6內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至75度左右，再通過第一水-溶液熱交換器21，加熱第一水-溶液熱交換器21內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至65度左右，最后回流到儲熱水箱2的下部，高溫?zé)崴鸩桨l(fā)揮加熱作用，即溫度的梯度利用。儲熱水箱2下部的熱水在第一循環(huán)水栗3的作用下，再次回流到真空管太陽能集熱器I中被加熱。儲熱水箱2中間設(shè)有隔板，避免熱水與回流的熱水快速混合，隔板一側(cè)留有缺口，當(dāng)輔助熱源4運行而真空管太陽能集熱器I不運行時，仍能夠形成熱水循環(huán)回路。
[0040]由圖1和圖3可知，吸收式制冷模塊的工作流程為:水在蒸發(fā)器9的低壓環(huán)境中蒸發(fā)，從而吸收大量的熱量，吸收器10中的溴化鋰溶液不斷吸收蒸發(fā)器9中的水蒸氣，成為稀溶液，稀溶液在第一溶液栗12的作用下流入發(fā)生器6中，發(fā)生器6被太陽能集熱模塊加熱，稀溶液不斷濃縮成為濃溶液，濃溶液通過第一溶液熱交換器11與稀溶液換熱降溫，即熱回收，再回流到吸收器10中。發(fā)生器6中濃縮溶液產(chǎn)生的高溫水蒸氣進(jìn)入冷凝器7中，在高壓環(huán)境中被冷凝成水，高壓冷凝水通過膨脹閥8后壓力降低，最終回流到低壓蒸發(fā)器9中再次蒸發(fā)為水蒸氣。冷卻塔18中的冷卻水在第四循環(huán)水栗17的作用下，首先通過第二水-溶液熱交換器26，冷卻內(nèi)部的溴化鋰除濕溶液后，溫度升高3度左右，再通過吸收器10，吸收吸收器10中產(chǎn)生的熱量后，溫度再升高3度左右，最后通過冷凝器7，吸收冷凝過程釋放的高溫?zé)崃亢蠡亓鞯嚼鋮s塔18中，低溫冷卻水逐步發(fā)揮冷卻作用，即溫度的梯度利用。集水器14中的冷水在第三循環(huán)水栗15作用下，首先通過蒸發(fā)器9被冷卻，冷凍水再進(jìn)入分水器13中，通過分水器13分流到各個毛細(xì)管輻射空調(diào)末端16，控制用戶房間的溫度(顯熱負(fù)荷)。相比于傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)只需要溫度較高的冷水，可以提供制冷系統(tǒng)的效率。
[0041 ]由圖1和圖4可知，溶液除濕模塊的工作流程為:溫度較高的室外新風(fēng)通過全熱交換器28，與用戶房間的低溫回風(fēng)進(jìn)行換熱，室外新風(fēng)溫度降低后進(jìn)入除濕器24，室外新風(fēng)中的水蒸氣被溴化鋰溶液吸收，在送風(fēng)機(jī)25的作用下，被除濕的新風(fēng)被送入用戶房間，控制用戶房間的濕度(潛熱負(fù)荷)。除濕后的溴化鋰溶液濃度降低，在第二溶液栗22的作用下，首先通過第二溶液熱交換器23，與從再生器19流出的高溫溶液進(jìn)行熱交換后升溫，再流入第一水-溶液熱交換器21中被加熱升溫后，進(jìn)入再生器19中。與室外新風(fēng)換熱后的干燥回風(fēng)在混合風(fēng)箱30中與室外新風(fēng)混合后，進(jìn)入再生器19中吸收被加熱后的溴化鋰溶液蒸發(fā)的水蒸氣，高溫高濕的空氣在排風(fēng)機(jī)20的作用下，排到室外。再生器19中濃度較高的溴化鋰溶液在第三溶液栗27的作用下，先通過第二溶液熱交換器23后降溫，再進(jìn)入到第二水-溶液熱交換器26中被冷卻，最后高濃度低溫的溴化鋰溶液再次進(jìn)入到除濕器24中對室外新風(fēng)除濕。
[0042]由圖1和圖5可知，生活用水設(shè)備30的工作流程為:生活用水設(shè)備30通過管道連接在儲熱水箱2的上部，需要使用熱水時，生活用水設(shè)備30開啟即可，生活用水設(shè)備30可以是一個設(shè)備，也可以多個設(shè)備。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能集熱模塊、吸收式制冷模塊、溶液除濕模塊及生活用水模塊;其中， 太陽能集熱模塊包括真空管太陽能集熱器(I)、儲熱水箱(2)、第一循環(huán)水栗(3)、輔助熱源(4)及第二循環(huán)水栗(5); 吸收式制冷模塊包括發(fā)生器(6)、冷凝器(7)、膨脹閥(8)、蒸發(fā)器(9)、吸收器(10)、第一溶液熱交換器(11)、第一溶液栗(12)、分水器(13)、集水器(14)、第三循環(huán)水栗(15)、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端(16)、第四循環(huán)水栗(17)及冷卻塔(18); 溶液除濕模塊包括再生器(19)、排風(fēng)機(jī)(20)、第一水-溶液熱交換器(21)、第二溶液栗(22),第二溶液熱交換器(23)、吸收器(24)、送風(fēng)機(jī)(25)、第二水_溶液熱交換器(26)、第三溶液栗(27)、全熱交換器(28)及混合風(fēng)箱(39); 真空管太陽能集熱器(I)、第一循環(huán)水栗(3)與儲熱水箱(2)之間依次管道連接形成循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為水;儲熱水箱(2)、輔助熱源(4)與第二循環(huán)水栗(5)之間依次管道連接形成循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路先通過發(fā)生器(6)，再通過第一水-溶液熱交換器(21)，形成梯度熱利用；其中，儲熱水箱(2)中間有一塊隔板，隔板一側(cè)有缺口； 發(fā)生器(6)、第一溶液熱交換器(11)、吸收器(10)與第一溶液栗(12)依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，該循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液;發(fā)生器(6)、冷凝器(7)、膨脹閥(8)、蒸發(fā)器(9)與吸收器(10)依次管道連接，管路的介質(zhì)為水或者水蒸氣;蒸發(fā)器(9)、第三循環(huán)水栗(15)、分水器(13)、毛細(xì)管輻射空調(diào)末端(16)與集水器(14)依次管道連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水;冷卻塔(18)與第四循環(huán)水栗(17)連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為水，該循環(huán)回路依次通過第二水-溶液熱交換器(26)、吸收器(10)與冷凝器(7)，形成梯度熱利用； 再生器(19)、第二溶液熱交換器(23)、第三溶液栗(27)、第二水-溶液熱交換器(26)、除濕器(24)、第二溶液循環(huán)栗(22)以及第一水-溶液熱交換器(21)依次管道連接形成溶液循環(huán)回路，循環(huán)回路的介質(zhì)為溴化鋰溶液;第二溶液熱交換器(23)對循環(huán)回路的低溫溶液和高溫溶液進(jìn)行換熱，即熱量回收；除濕器(24)前側(cè)設(shè)置全熱交換器(28)，室外新風(fēng)對用戶房間回風(fēng)進(jìn)行熱回收，除濕器(24)后側(cè)設(shè)置送風(fēng)機(jī)(25)，提供送風(fēng)的驅(qū)動力;再生器(19)前側(cè)設(shè)置混合風(fēng)箱(29)，室外新風(fēng)和用戶房間回風(fēng)混和后進(jìn)入再生器(19)，再生器(19)后側(cè)設(shè)置排風(fēng)機(jī)(20)，提供排風(fēng)的驅(qū)動力； 生活用水模塊通過管道連接在儲熱水箱(2)上部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，生活用水模塊包括一個或者多個生活用水設(shè)備(30)，生活用水設(shè)備(30)通過管道連接在儲熱水箱(2)上部，能夠直接獲取熱水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，工作時，太陽能集熱模塊中真空管太陽能集熱器(I)吸收太陽能輻射，集熱器內(nèi)部的水被加熱，熱水在第一循環(huán)水栗(3)的作用下，流入儲熱水箱(2)的上部，再從儲熱水箱(2)的上部流出，先通過輔助熱源(4)，當(dāng)儲熱水箱(2)上部流出的熱水溫度低于90度時，輔助熱源(4)開啟加熱功能，熱水再通過發(fā)生器(6)，加熱發(fā)生器(6)內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至75度左右，再通過第一水-溶液熱交換器(21 )，加熱第一水-溶液熱交換器(21)內(nèi)的溴化鋰溶液后，熱水溫度降至65度，最后回流到儲熱水箱(2)的下部，高溫?zé)崴鸩桨l(fā)揮加熱作用，SP溫度的梯度利用;儲熱水箱(2)下部的熱水在第一循環(huán)水栗(3)的作用下，再次回流到真空管太陽能集熱器(I)中被加熱;儲熱水箱(2)中間設(shè)有隔板，避免熱水與回流的熱水快速混合，隔板一側(cè)留有缺口，當(dāng)輔助熱源(4)運行而真空管太陽能集熱器(I)不運行時，仍能夠形成熱水循環(huán)回路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，工作時，吸收式制冷模塊中水在蒸發(fā)器(9)的低壓環(huán)境中蒸發(fā)，從而吸收大量的熱量，吸收器(10)中的溴化鋰溶液不斷吸收蒸發(fā)器(9)中的水蒸氣，成為稀溶液，稀溶液在第一溶液栗(12)的作用下流入發(fā)生器(6)中，發(fā)生器(6)被太陽能集熱模塊加熱，稀溶液不斷濃縮成為濃溶液，濃溶液通過第一溶液熱交換器(11)與稀溶液換熱降溫，即熱回收，再回流到吸收器(10)中；發(fā)生器(6)中濃縮溶液產(chǎn)生的高溫水蒸氣進(jìn)入冷凝器(7)中，在高壓環(huán)境中被冷凝成水，高壓冷凝水通過膨脹閥(8)后壓力降低，最終回流到低壓蒸發(fā)器(9)中再次蒸發(fā)為水蒸氣;冷卻塔(18)中的冷卻水在第四循環(huán)水栗(17)的作用下，首先通過第二水-溶液熱交換器(26)，冷卻內(nèi)部的溴化鋰除濕溶液后，溫度升高3度，再通過吸收器(10)，吸收吸收器(10)中產(chǎn)生的熱量后，溫度再升高3度，最后通過冷凝器(7)，吸收冷凝過程釋放的高溫?zé)崃亢蠡亓鞯嚼鋮s塔(18)中，低溫冷卻水逐步發(fā)揮冷卻作用，即溫度的梯度利用;集水器(14)中的冷水在第三循環(huán)水栗(15)作用下，首先通過蒸發(fā)器(9)被冷卻，冷凍水再進(jìn)入分水器(13)中，通過分水器(13)分流到各個毛細(xì)管輻射空調(diào)末端(16)，控制用戶房間的溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，工作時，溶液除濕模塊中溫度較高的室外新風(fēng)通過全熱交換器(28)，與用戶房間的低溫回風(fēng)進(jìn)行換熱，室外新風(fēng)溫度降低后進(jìn)入除濕器(24)，室外新風(fēng)中的水蒸氣被溴化鋰溶液吸收，在送風(fēng)機(jī)(25)的作用下，被除濕的新風(fēng)被送入用戶房間，控制用戶房間的濕度;除濕后的溴化鋰溶液濃度降低，在第二溶液栗(22)的作用下，首先通過第二溶液熱交換器(23)，與從再生器(19)流出的高溫溶液進(jìn)行熱交換后升溫，再流入第一水-溶液熱交換器(21)中被加熱升溫后，進(jìn)入再生器(19)中；與室外新風(fēng)換熱后的干燥回風(fēng)在混合風(fēng)箱(30)中與室外新風(fēng)混合后，進(jìn)入再生器(19)中吸收被加熱后的溴化鋰溶液蒸發(fā)的水蒸氣，高溫高濕的空氣在排風(fēng)機(jī)(20)的作用下，排到室外;再生器(19)中濃度較高的溴化鋰溶液在第三溶液栗(27)的作用下，先通過第二溶液熱交換器(23)后降溫，再進(jìn)入到第二水-溶液熱交換器(26)中被冷卻，最后高濃度低溫的溴化鋰溶液再次進(jìn)入到除濕器(24)中對室外新風(fēng)除濕。
【文檔編號】F24F3/14GK105841272SQ201610214397
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】楊肖虎, 張聯(lián)英, 李楊, 孟祥兆, 金立文, 康維斌
【申請人】西安交通大學(xué)