一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统技术方案

一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统，属于制冷采暖空调应用领域，所述系统包括溶液除湿再生系统和毛细管网辐射供冷供暖热泵子系统，具体包括太阳能集热器、保温水箱、一号换热器、二号换热器、浓溶液槽等，所述保温水箱与出水口与太阳能集热器相连，所述保温水箱与一号换热器相连，所述一号换热器与四通换向阀相连，所述四通换向阀与金属毛细管网相连，溶液除湿塔与表冷器相连，所述溶液除湿塔与稀溶液槽相连，所述二号换热器与金属毛细管网相连。本发明专利技术包括溶液除湿再生子系统和金属毛细管网辐射供冷暖热泵子系统，二者巧妙衔接共用一套热泵循环系统，充分利用太阳能和热泵废热，实现系统高效节能运行。

A solar energy solution dehumidification combined refrigerant radiant energy cascade utilization air conditioning system

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统
本专利技术属于制冷采暖空调应用领域，具体涉及一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统。
技术介绍
传统空调系统是采用低温冷源对空气进行冷凝除湿冷却，其吸收的显热和潜热比只能在一定范围内变化。而当建筑物实际需要的显热和潜热比在较大的范围内变化时，往往不能满足实际需求。传统空调系统有以下几大弊端：（1）空调系统采用低温冷源同时处理室内的显热负荷与潜热负荷，因此增加了对高品位能源的需求；（2）为了达到送风参数的舒适性要求，传统空调系统往往还需要对降温除湿的空气进行再热处理，造成不必要的能源浪费；（3）在传统空调系统当中对回风的利用无法有效降低室内空气污染物浓度，无法满足人们对室内空气品质的需求。为了克服传统空调存在的这些缺点，毛细管网辐射空调系统走进人们视野。毛细管网系统内的毛细管网充满了具有高效传热功能的介质——水。在实际工程中冬季毛细管网辐射供热工况下，供水水温只需30～35℃，即能满足室温20℃左右的要求；在夏季毛细管网辐射供冷工况下，辅以置换新风系统用于除湿，供水温度只需16～20℃，即能使室温达到26℃。毛细管网空调一套系统实现了夏季制冷、冬季采暖、全年新风及通风换气。具有噪音大、风感强、高能耗、易滋生细菌等弊病的传统空调已不能满足人们日益增长的舒适性要求以及国家节能减排号召，急需一种健康、舒适、高效、节能的空调系统。针对以上现状，本专利技术提出太阳能、溶液除湿、热泵、毛细管网辐射相结合的空调系统设计方案。在温湿度独立控制的设计理念下，所述系统包括处理室内冷热负荷的冷剂式辐射空调子系统和处理室内湿负荷的溶液除湿新风子系统：冬季利用太阳能集热器为热泵子系统提供高温蒸发器热源，实现系统高效免除霜供热；夏季梯级有效利用热泵废热与太阳能，达到同时实现室内供冷、除湿溶液再生和新风除湿的效果。全年利用太阳能联合热泵为冷剂式辐射子系统提供冷热源。
技术实现思路
本专利技术提出一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统，在温湿度独立控制的设计理念下，包括溶液除湿再生系统和毛细管网辐射供冷暖热泵子系统，二者衔接，共用一套热泵循环系统，并充分利用太阳能，实现高效节能运行，用以解决传统空调系统中存在的问题。本专利技术采用如下技术方案：一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统，所述系统包括溶液除湿再生系统和毛细管网辐射供冷供暖热泵子系统，具体包括太阳能集热器、保温水箱、一号换热器、二号换热器、浓溶液槽、三号换热器、溶液除湿塔、表冷器、稀溶液槽、溶液再生塔、四通换向阀、压缩机、金属毛细管网、分水器、集水器、四号换热器，所述保温水箱与太阳能集热器相连，所述保温水箱与一号换热器相连，所述一号换热器与四通换向阀相连，所述四通换向阀与金属毛细管网相连，所述金属毛细管网与一号换热器相连，所述四通换向阀与压缩机相连，所述一号换热器与溶液再生塔相连，所述溶液再生塔与浓溶液槽相连，所述浓溶液槽与溶液除湿塔相连，溶液除湿塔与表冷器相连，所述溶液除湿塔与稀溶液槽相连，稀溶液槽与二号换热器、一号换热器依次相连，二号换热器的制冷剂出口与四号换热器相连，所述四号换热器的冷却水出口与分水器相连，所述分水器分别与三号换热器、溶液除湿塔、表冷器相连，所述三号换热器、溶液除湿塔、表冷器出水口经集水器汇集后与四号换热器相连，所述二号换热器与金属毛细管网相连，所述四通换向阀与二号换热器，所述四通换向阀与金属毛细管网相连，所述四号换热器与四通换向阀相连。进一步地，所述保温水箱上设有电辅热装置，所述保温水箱上另设有供水管路与补水管路。进一步地，所述保温水箱与一号换热器经二号水泵、恒温电动三通阀相连。进一步地，所述一号换热器与四通换向阀经一号电动二通阀相连。进一步地，所述金属毛细管网与一号换热器经一号膨胀阀、四号电动二通阀相连。进一步地，所述浓溶液槽与溶液除湿塔经浓溶液泵、三号换热器相连。进一步地，二号换热器的制冷剂出口与四号换热器经二号膨胀阀相连。进一步地，所述二号换热器与金属毛细管网经三号电动二通阀相连，所述四通换向阀与二号换热器经二号电动二通阀相连。本专利技术提出将太阳能、溶液除湿、热泵、毛细管网辐射相结合的采暖制冷通风空调系统设计方案。在温湿度独立控制的设计理念下，所述系统包括处理室内冷热负荷的冷剂式辐射空调子系统和处理室内湿负荷的溶液除湿新风子系统。夏季梯级有效利用热泵废热与太阳能，达到同时实现室内供冷、除湿溶液再生、浓溶液冷却和新风冷却的效果。全年利用太阳能联合热泵为冷剂式辐射系统提供冷热源。该系统克服了传统空调弊端，热泵废热与太阳能梯级利用使其能源利用率提高，联合利用太阳能与空气能从根源上改善了制冷（供暖）循环效率的决定性参数，大大提高系统的能效比。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术的一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统在温湿度独立控制的设计理念下，对空调室内的冷热负荷和湿度负荷采用分开处理方式，摆脱了传统空调系统中热湿联合处理再热能量的浪费；可以满足室内热湿比在大范围变化下的室内舒适性；并可以充分有效地利用太阳能系统。（2）采用热泵系统辅助太阳能溶液除湿，夏季可回收热泵子系统冷凝器中排出的废热用于溶液再生子系统的一次加热，提高了能源利用率，同时热泵子系统的冷凝温度得以有效降低，大幅提高制冷循环效率；（3）冬季普通空气源热泵由于室外空气温度很低，室外侧换热器蒸发温度更低，并且还存在结霜现象，供暖的能效比较低，耗电量也会随之增大，采用本专利技术太阳能辅助热泵供暖系统后，保温水箱中的太阳能热水经混水阀控制，可有效提高热泵子系统的蒸发温度，大幅提高系统制热循环效率。（4）太阳能联合热泵溶液除湿新风子系统中有效利用太阳能这种清洁可再生能源作为该系统的主要能源，采用氯化锂水溶液为除湿溶液，安全清洁环保；相对于传统空调系统能有效减少冷却除湿过程中制冷系统使用制冷剂对环境的破坏；毛细管网系统中冷媒采用环保制冷剂，对比传统水媒毛细管网，省去了中间换热环节，减少了热损失，克服了水媒毛细管网冬天易冻坏的缺点，能大大提高系统的能效比，解决了冬季空调系统运行差、效果不佳等问题。附图说明图1为一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统原理图；图2为夏季太阳能溶液除湿联合冷剂式辐射空调系统原理图；图3为冬季太阳能溶液除湿联合冷剂式辐射空调系统原理图。附图标记说明：1—太阳能集热器；2—保温水箱；3—电辅热装置；4—一号换热器；5—一号水泵；6—二号水泵；7—二号换热器；8—一号电动二通阀；9—二号电动二通阀；10—三号电动二通阀；11—四号电动二通阀；12—浓溶液槽；13—浓溶液泵；14—三号换热器；15—溶液除湿塔；16—表冷器；17—一号稀溶液泵；18—稀溶液槽；19—二号稀溶液泵；20—溶液再生塔；21—电动三通阀；22—四通换向阀；23—压缩机；24—一号膨胀阀；25—金属毛细管网；26—分水器；27—集水器；28—节流阀；29—二号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统，其特征在于：所述系统包括溶液除湿再生系统和毛细管网辐射供冷供暖热泵子系统，具体包括太阳能集热器（1）、保温水箱（2）、一号换热器（4）、二号换热器（7）、浓溶液槽（12）、三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）、稀溶液槽（18）、溶液再生塔（20）、四通换向阀（22）、压缩机（23）、金属毛细管网（25）、分水器（26）、集水器（27）、四号换热器（30），所述保温水箱（2）与太阳能集热器（1）相连，所述保温水箱（2）与一号换热器（4）相连，所述一号换热器（4）与四通换向阀（22）相连，所述四通换向阀（22）与金属毛细管网（25）相连，所述金属毛细管网（25）与一号换热器（4）相连，所述四通换向阀（22）与压缩机（23）相连，所述一号换热器（4）与溶液再生塔（20）相连，所述溶液再生塔（20）与浓溶液槽（12）相连，所述浓溶液槽（12）与溶液除湿塔（15）相连，溶液除湿塔（15）与表冷器（16）相连，所述溶液除湿塔（15）与稀溶液槽（18）相连，稀溶液槽（18）与二号换热器（7）、一号换热器（4）依次相连，二号换热器（7）的制冷剂出口与四号换热器（30）相连，所述四号换热器（30）的冷却水出口与分水器（26）相连，所述分水器（26）分别与三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）相连，所述三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）出水口经集水器（27）汇集后与四号换热器（30）相连，所述二号换热器（7）与金属毛细管网（25）相连，所述四通换向阀（22）与二号换热器（7），所述四通换向阀（22）与金属毛细管网（25）相连，所述四号换热器（30）与四通换向阀（22）相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能溶液除湿联合冷剂辐射式能源梯级利用空调系统，其特征在于：所述系统包括溶液除湿再生系统和毛细管网辐射供冷供暖热泵子系统，具体包括太阳能集热器（1）、保温水箱（2）、一号换热器（4）、二号换热器（7）、浓溶液槽（12）、三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）、稀溶液槽（18）、溶液再生塔（20）、四通换向阀（22）、压缩机（23）、金属毛细管网（25）、分水器（26）、集水器（27）、四号换热器（30），所述保温水箱（2）与太阳能集热器（1）相连，所述保温水箱（2）与一号换热器（4）相连，所述一号换热器（4）与四通换向阀（22）相连，所述四通换向阀（22）与金属毛细管网（25）相连，所述金属毛细管网（25）与一号换热器（4）相连，所述四通换向阀（22）与压缩机（23）相连，所述一号换热器（4）与溶液再生塔（20）相连，所述溶液再生塔（20）与浓溶液槽（12）相连，所述浓溶液槽（12）与溶液除湿塔（15）相连，溶液除湿塔（15）与表冷器（16）相连，所述溶液除湿塔（15）与稀溶液槽（18）相连，稀溶液槽（18）与二号换热器（7）、一号换热器（4）依次相连，二号换热器（7）的制冷剂出口与四号换热器（30）相连，所述四号换热器（30）的冷却水出口与分水器（26）相连，所述分水器（26）分别与三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）相连，所述三号换热器（14）、溶液除湿塔（15）、表冷器（16）出水口经集水器（27）汇集后与四号换热器（30）相连，所述二号换热器（7）与金属毛细管网（25）相连，所述四通换向阀（22）与二号换热器（7），所述四通换向阀（22）与金属毛细管网（25）相连，所述四号换热器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，刘雪婷，毕晓萱，王宏伟，冯国会，郑纤芳，李帅帅，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21