一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，包括第一换热器、第二换热器、除湿溶液储液槽、膜除湿器、再生器、冷凝器、第一节流阀、蒸发器、发生器、太阳能集热器、溶液热回收器及吸收器。该系统将太阳能吸收制冷子系统和膜溶液除湿子系统进行了有效结合，其中太阳能吸收制冷子系统提供除湿系统中溶液再生所需的热量和降温所需的冷量，以及利用其产生的冷媒水实现对空气的热处理，而膜溶液除湿子统实现对空气的湿处理。与现有技术相比，本发明专利技术不仅能实现绿色能源——太阳能的充分利用，而且可以实现温湿度独立调控，具有节能，低排放和调控性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空调系统，尤其是涉及一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，属于能源利用和空气调节领域。
技术介绍
近年来，我国的经济发展与社会建设脚步日益加快，人们对于生活品质的要求不断提高，对于能源的需求也越来越紧迫。在强调可持续发展的今天，建筑空调领域里的能耗问题也被放在了一个重要的位置。目前，世界上发达国家的建筑能耗已经达到社会总能耗的三分之一，而我国作为世界第一人口大国，随着经济的飞速发展，城乡建筑业的发展速度已经居世界首位。而我国的能源资源特点也决定了今后的能源构成中，煤仍然要占到60％以上，在二氧化碳、氮氧化物和粉尘排放的控制上我们面临着艰巨的任务。人口、环境及能源问题形成了相互对立又相互依赖的重要矛盾，存在于日常社会生活中，亟待解决。目前，建筑物的年耗能量中，用于满足室内温湿度要求的空调系统能耗就占到了约50％，显然，室内温湿度的控制技术是建筑节能领域需要优先考虑的问题。然而，在有些场所中，空气温度并不需要控制，空气除湿才是主要问题。所以，节能和温湿度独立控制成为当今空调行业发展的两个最重要方向。吸收式制冷是目前比较热门的技术，同时膜溶液除湿的优势和节能效益也越来越突出，并得到广泛应用。在温湿度独立控制空调系统中，采用温度与湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同区域和同一区域不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温度、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高(或过低)的现象。溶液除湿可以很好的调节湿度并实现空调系统的温湿度独立控制，同时还具有净化灭菌的作用，设备体积较小且灵活可变，此外溶液的再生过程中对溶液的加热可采用低品位热源，有较好的节约能源的效果。通过将膜结构应用于溶液除湿有效的解决了溶液除湿中的除湿器空气带液问题，避免了设备的腐蚀和对人体的危害。此外，吸收式制冷技术现今已有比较成熟的研究，尤其是溴化锂——水机组备受关注，但其中仍有废热未被利用。所以，如何开发出一种高效并由可再生能源驱动的温湿度独立空调系统是目前研究的一大热点之一。经过对现有技术的调查研究，实现太阳能驱动的基于膜溶液除湿技术和吸收式制冷的空调系统的相关先进技术主要有：1、申请号为201010291776.5的专利技术专利“一种热泵驱动的膜式液体除湿与储能装置”，公开了一种热泵驱动的膜式液体除湿与储能装置，其中除湿器和再生器均为能将流经膜组件内的除湿溶液和空气隔离的膜组件，该膜具有选择透过性，只允许水蒸气透过，能有效防止除湿溶液的微小液滴被夹带到空气中。同时该装置利用压缩式热泵冷凝器作为再生热源直接加热除湿溶液，而热泵蒸发器作为冷源直接冷却除湿溶液。此外该装置还实现了除湿溶液热和再生空气余热的回收，能量利用率高。该专利技术具有能更好的实现对空气的除湿、能量利用率高、等特点，也凸显了膜式溶液除湿的优势。但该专利技术中温湿度同时调节可能会产生不必要的能耗，还可能会存在无法同时满足温湿度要求等问题。2、申请号为201510077573.9的专利技术专利“利用太阳能热的溴化锂—水吸收式制冷装置”公开了一种利用太阳能热的溴化锂—水吸收式制冷装置，其中低浓度溶液经溶液循环泵驱动，先经过溶液热交换器升温后由太阳能加热装置进行加热，继续升温蒸发水分，变为高浓度溶液。该装置利用太阳能对溶液进行加热，具有节能、环保、成本低和实用性强等优点。同时此装置也说明了吸收式制冷的可行性及优势，但该专利技术中并没有很好地利用余热，如冷凝器排出的热量并未得到有效利用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种节能、高效的太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，本专利技术的空调系统为太阳能热驱动的吸收式制冷耦合膜溶液除湿空调系统。本专利技术空调系统将太阳能吸收制冷子系统和膜溶液除湿子系统进行了有效结合，充分回收和利用了余热，尽可能实现零能耗，为完全由太阳能驱动的温湿度独立控制空调系统。其中太阳能吸收制冷子系统提供除湿系统中溶液再生所需的热量和降温所需的冷量，以及利用其产生的冷媒水实现对空气的热处理，而膜溶液除湿子系统实现对空气的湿处理。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，包括第一换热器、第二换热器、除湿溶液储液槽、膜除湿器、再生器、冷凝器、第一节流阀、蒸发器、发生器、太阳能集热器、溶液热回收器及吸收器，所述的第一换热器具有冷媒水通道与空气通道，所述的第二换热器具有除湿溶液通道与冷媒水通道，所述的膜除湿器具有空气通道与除湿溶液通道，所述的再生器具有空气通道与除湿溶液通道，所述的冷凝器具有除湿溶液通道与制冷剂通道，所述的蒸发器具有冷媒水通道与制冷剂通道，所述的膜除湿器的除湿溶液通道、冷凝器的除湿溶液通道、再生器的除湿溶液通道、第二换热器的除湿溶液通道及除湿溶液储液槽顺序相连构成除湿溶液循环回路；该部分构成膜溶液除湿子系统，实现对空气的湿处理。所述的发生器、冷凝器的制冷剂通道、第一节流阀、蒸发器的制冷剂通道、吸收器、溶液热回收器顺序相连构成用于循环制冷剂的制冷剂循环回路，所述的太阳能集热器与发生器相连，对发生器进行加热；该部分构成太阳能吸收制冷子系统，实现制冷剂的循环使用。所述的第一换热器的冷媒水通道、第二换热器的冷媒水通道、蒸发器的冷媒水通道顺序相连，构成冷媒水循环回路；冷媒水循环回路也叫做冷媒水子系统，用于实现对空气的热处理。所述的膜除湿器的空气通道、第一换热器的空气通道顺序相连，构成由室外通向室内的进气通道；所述的再生器的空气通道为由室内通向室外的出气通道。溶液热回收器包括第一通道与第二通道，其中第一通道为由吸收器流向发生器的通道，第二通道为由发生器流向吸收器的通道，在第二通道上设有第二节流阀，在第一通道上设有吸收溶液泵。所述的除湿溶液循环回路上还设有第三换热器，所述的第三换热器具有除湿溶液通道与常温水通道，第三换热器的除湿溶液通道连接在再生器的除湿溶液通道与第二换热器的除湿溶液通道之间。在除湿溶液储液槽与膜除湿器的除湿溶液通道之间设有除湿溶液泵。所述的冷媒水循环回路上设有冷媒水泵。所述的太阳能集热器与发生器相连构成加热水回路，在加热水回路上设有第一水泵，所述的吸收器与冷却塔相连构成冷却水回路，在冷却水回路上设有第二水泵。在进气通道上设有第一风机，在出气通道上设有第二风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，其特征在于，包括第一换热器(2)、第二换热器(3)、除湿溶液储液槽(4)、膜除湿器(6)、再生器(9)、冷凝器(10)、第一节流阀(11)、蒸发器(13)、发生器(14)、太阳能集热器(15)、溶液热回收器(17)及吸收器(19)，所述的第一换热器(2)具有冷媒水通道与空气通道，所述的第二换热器(3)具有除湿溶液通道与冷媒水通道，所述的膜除湿器(6)具有空气通道与除湿溶液通道，所述的再生器(9)具有空气通道与除湿溶液通道，所述的冷凝器(10)具有除湿溶液通道与制冷剂通道，所述的蒸发器(13)具有冷媒水通道与制冷剂通道，所述的膜除湿器(6)的除湿溶液通道、冷凝器(10)的除湿溶液通道、再生器(9)的除湿溶液通道、第二换热器(3)的除湿溶液通道及除湿溶液储液槽(4)顺序相连构成除湿溶液循环回路；所述的发生器(14)、冷凝器(10)的制冷剂通道、第一节流阀(11)、蒸发器(13)的制冷剂通道、吸收器(19)、溶液热回收器(17)顺序相连构成用于循环制冷剂的制冷剂循环回路，所述的太阳能集热器(15)与发生器(14)相连，对发生器(14)进行加热；所述的第一换热器(2)的冷媒水通道、第二换热器(3)的冷媒水通道、蒸发器(13)的冷媒水通道顺序相连，构成冷媒水循环回路；所述的膜除湿器(6)的空气通道、第一换热器(2)的空气通道顺序相连，构成由室外通向室内的进气通道；所述的再生器(9)的空气通道为由室内通向室外的出气通道。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，其特征在于，包括第一换
热器(2)、第二换热器(3)、除湿溶液储液槽(4)、膜除湿器(6)、再生器(9)、
冷凝器(10)、第一节流阀(11)、蒸发器(13)、发生器(14)、太阳能集热器(15)、
溶液热回收器(17)及吸收器(19)，
所述的第一换热器(2)具有冷媒水通道与空气通道，所述的第二换热器(3)
具有除湿溶液通道与冷媒水通道，所述的膜除湿器(6)具有空气通道与除湿溶液
通道，所述的再生器(9)具有空气通道与除湿溶液通道，所述的冷凝器(10)具
有除湿溶液通道与制冷剂通道，所述的蒸发器(13)具有冷媒水通道与制冷剂通道，
所述的膜除湿器(6)的除湿溶液通道、冷凝器(10)的除湿溶液通道、再生
器(9)的除湿溶液通道、第二换热器(3)的除湿溶液通道及除湿溶液储液槽(4)
顺序相连构成除湿溶液循环回路；
所述的发生器(14)、冷凝器(10)的制冷剂通道、第一节流阀(11)、蒸发器
(13)的制冷剂通道、吸收器(19)、溶液热回收器(17)顺序相连构成用于循环
制冷剂的制冷剂循环回路，所述的太阳能集热器(15)与发生器(14)相连，对发
生器(14)进行加热；
所述的第一换热器(2)的冷媒水通道、第二换热器(3)的冷媒水通道、蒸发
器(13)的冷媒水通道顺序相连，构成冷媒水循环回路；
所述的膜除湿器(6)的空气通道、第一换热器(2)的空气通道顺序相连，构
成由室外通向室内的进气通道；
所述的再生器(9)的空气通道为由室内通向室外的出气通道。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热驱动的温湿度独立控制空调系统，其
特征在于，溶液热回收器(17)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李廷贤，翟天尧，仵斯，许嘉兴，吴东灵，王如竹，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31