專利名稱：太陽能再生溶液空調系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能空調領域，尤其涉及一種太陽能再生溶液空調系統。
背景技術：
隨著人民生活水平的提高和我國城市住宅及大型公共建筑建設的發展，民用建筑能耗呈不斷上升趨勢，傳統以電制冷為主的空調系統必然給能源、電力帶來很大的壓力。同時，隨著全球變暖效應的日益嚴峻，節能減排成為備受關注的焦點與熱點。太陽能是分布廣泛、使用清潔的可再生能源，有望在未來社會能源結構中發揮更加重要的作用。其中利用太陽能進行供熱、采暖和制冷是實現規模化、低成本利用太陽能的重要途徑。太陽能空調制冷的最大優點在于它有很好的季節匹配性，天氣越熱、越需要制冷的時候，太陽輻射條件越好，太陽能制冷系統的制冷量也越大。利用太陽能實現制冷效應有多種技術途徑，其中將太陽輻射轉變為熱能，通過熱能實現制冷的方式最具有應用前景，其特點是能夠實現太陽能供熱、空調綜合利用，全年綜合轉換效率高。目前，太陽能熱驅動的制冷系統主要有太陽能蒸氣壓縮式制冷系統、太陽能吸收式制冷系統、太陽能吸附式制冷系統、太陽能除濕式空調系統、太陽能蒸汽噴射式制冷系統等形式。“建筑空調系統熱濕獨立處理”的概念與理論提出了制冷系統與除濕系統分別處理空氣的熱負荷和濕負荷，使得制冷系統和除濕系統的能源利用效率都有顯著的提升潛力。除濕式空調系統與其他方式制冷系統相比，尤其是傳統的蒸氣壓縮式制冷系統， 具有以下顯著的優點1)便于實現空調系統熱濕獨立處理，所需冷源溫度較高，能提高制冷系統的除濕系統的能源利用效率；2)系統結構簡單，無需復雜的部件；3)節電效果好，電能性能系數很高；4)無需氟利昂作為制冷劑，是一種環保型系統；5)噪音低，空氣品質優良；6)在常壓條件下工作。而除濕式空調系統又分為固體吸附除濕和溶液除濕兩種方式，溶液除濕系統有很多優于固體除濕系統的特點1)溶液除濕過程易實現等溫除濕，不可逆損失小，熱力學完善度高；幻溶液除濕可以使用更低品位的熱能作為驅動能源；；3)溶液蓄能密度高且穩定； 4)溶液除濕系統的幾何構造相對簡單，沒有大的運動部件。5)通過溶液的除濕可以除去空氣中的塵埃、細菌、霉菌、VOC及其他有害物，有利于提高空氣品質。將太陽能與溶液除濕系統緊密結合是實現建筑空調系統高效運行的最有效方式。 但是目前所公開的太陽能溶液空調系統一般只考慮夏季除濕時使用，沒有有效的可以全年運行的系統方案和運行方式。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是如何使太陽能再生溶液空調系統既可以在夏季除濕也可以在冬季制熱，從而實現全年的運行。
(二)技術方案為達到上述目的，本發明提出了一種太陽能再生溶液空調系統，包括通過第一溶液管路順序連接的太陽能集熱再生器、濃溶液罐、空調溶液泵、空氣處理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，所述太陽能集熱再生器的輸入端與所述再生溶液泵的輸出端連接，所述空調溶液泵和所述空氣處理器之間的第一溶液管路上設置有第一閥門，所述空氣處理器和所述稀溶液罐之間的第一溶液管路上設置有第二閥門，所述空調溶液泵的輸出端和所述稀溶液罐的輸入端之間安裝有與所述第一閥門、所述空氣處理器和所述第二閥門并聯的第二溶液管路，所述第二溶液管路上設置有第三閥門，所述空氣處理器的一側設置有空調風機，所述太陽能集熱再生器的一側設置有再生風機。其中，所述稀溶液罐上設置有補液閥門。其中，所述第二閥門和所述第三閥門為三通閥門。其中，所述濃溶液罐內設置有盤管，所述盤管的輸入端和輸出端分別通過盤管溶液管路連接所述再生溶液泵的輸出端和所述太陽能集熱再生器的輸入端，與所述盤管并聯的所述第一溶液管路上設置有第四閥門，與所述盤管的輸入連接的盤管溶液管路上設置有第五閥門。其中，所述第四閥門和第五閥門為三通閥門。其中，還包括熱回收器，所述熱回收器一側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路連接所述溶液再生泵的輸出端和所述太陽能集熱再生器的輸入端，與所述熱回收器并聯的所述第一溶液管路上設置有第六閥門，與所述熱回收器一側的輸入連接的熱回收器管路上設置有第七閥門，所述熱回收器另一側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路與所述太陽能再生集熱器的輸出端和所述濃溶液罐的輸入端連接。其中，所述第六閥門和所述第七閥門為三通閥門。其中，所述空氣處理器和所述太陽能集熱再生器內設置有填料。其中，所述空調溶液泵和所述再生溶液泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。其中，所述空調風機和所述再生風機是定轉速風機或變轉速風機。(三)有益效果本發明的上述技術方案具有如下優點與常規的太陽能溶液空調相比，本發明提高了太陽能的利用效率和系統的使用范圍，可全年利用太陽能進行空氣溫濕度調節，具有節能、舒適、太陽能利用率高等優點。
圖1為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第一實施例的結構示意圖；圖2為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第二實施例的結構示意圖；圖3為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第三實施例的結構示意圖；圖4為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第四實施例的結構示意圖；圖5為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第五實施例的結構示意圖；圖6為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第六實施例的結構示意圖。其中，1 空氣處理器；2 空調風機；3 第一閥門；4 空調溶液泵；5 濃溶液罐；6 太陽能集熱再生器；7 再生風機；8 再生溶液泵；9 補液閥門；10 稀溶液罐；11 第三閥門；12 第二閥門；13 第四閥門；14 第五閥門；15 第一三通閥門；16 第二三通閥門；17 熱回收器；18 第六閥門；19 第七閥門；20 第三三通閥門。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例一如圖1所示，本發明的太陽能再生溶液空調系統的第一實施例的結構示意圖，包括通過第一溶液管路順序連接的太陽能集熱再生器6、濃溶液罐5、空調溶液泵4、空氣處理器1、稀溶液罐10以及再生溶液泵8，其中，太陽能集熱再生器6的輸入端與再生溶液泵 8的輸出端連接，從而構成溶液除濕再生循環，空調溶液泵4和空氣處理器1之間的第一溶液管路上設置有第一閥門3，空氣處理器1和稀溶液罐10之間的第一溶液管路上設置有第二閥門12，空調溶液泵4的輸出端和稀溶液罐10的輸入端之間安裝有與第一閥門3、空氣處理器1和第二閥門12并聯的第二溶液管路，第二溶液管路上設置有第三閥門11，空氣處理器1的一側置有空調風機2，太陽能集熱再生器6的一側設置有再生風機7。本實施例的太陽能再生溶液空調系統在夏季和過渡季除濕運行時，包括空氣除濕過程和溶液再生過程兩個環節。空氣除濕過程為濃溶液罐5中的濃溶液在空調溶液泵4的作用下經過第一閥門3進入空氣處理器1與待處理的濕空氣接觸，從濕空氣中吸收水分，濕空氣變為干燥空氣，而濃溶液變成稀溶液后經過第二閥門12流入稀溶液罐10，空氣除濕過程中可以通過調節第三閥門11的開度或者通斷來調節經過空氣處理器1的溶液流量以調節被處理空氣的濕度。溶液再生過程為稀溶液罐10中的稀溶液在再生溶液泵8的作用下流入太陽能集熱再生器6吸收太陽能而溫度升高，并與在再生風機7作用下的經過太陽能集熱再生器6的再生空氣進行接觸，向再生空氣中散發水分，從而變成濃溶液，流回濃溶液罐5。本實施例的太陽能再生溶液空調系統在冬季制熱運行時，包括空氣加熱加濕過程和溶液吸熱過程兩個環節。空氣加熱加濕過程為濃溶液罐5中的高溫溶液在空調溶液泵 4的作用下經過第一閥門3進入空氣處理器1與待處理的低溫低濕空氣接觸，向空氣傳遞熱量和水分，空氣的溫度和濕度都增加，而溶液溫度降低后經過第二閥門12流入稀溶液罐 10，空氣加熱加濕過程中可以通過調節第三閥門11的開度或者通斷來調節經過空氣處理器1的溶液流量以調節被處理空氣的溫度和濕度。溶液吸熱過程為稀溶液罐10中的低溫溶液在再生溶液泵8的作用下流入太陽能集熱再生器6吸收太陽能而溫度升高，此時再生風機7關閉，無再生空氣流過太陽能集熱再生器6，溶液變成高溫溶液，流回濃溶液罐5。當太陽能充足而不需要空氣處理時，可以關閉第一閥門3和第二閥門12，而打開第三閥門11，單獨運行溶液再生過程或溶液吸熱過程，實現溶液的蓄能循環。在使用時，如圖1所示，本實施例的太陽能再生溶液空調系統的太陽能集熱再生器6應傾斜設置，使其最有效地朝向太陽，以最大程度地吸收太陽輻射以進行溶液再生。并且再生風機7優選設置于太陽能集熱再生器6的上部端口，使得當再生風機7工作時，再生空氣由下向上循環。還可以在稀溶液罐10上設置補液閥門9，夏天補充鹽溶液，冬天補充水。太陽能再生溶液可以為具有吸濕作用的有機溶液或無機溶液或其混合物。
在本實施例的太陽能再生溶液空調系統中，第一閥門3、第二閥門12和第三閥門 11可以為手動閥門或電動閥門。實施例二如圖2所示，為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第二實施例的結構示意圖， 該實施例是對第一實施例的改進變型，其中，第一實施例的太陽能再生溶液空調系統中的第二閥門12和第三閥門11被第一三通閥門15代替，通過閥門數量的減少，可以簡化系統的結構和控制。本實施例的太陽能再生溶液空調系統的除濕過程和空氣加熱過程中，第一三通閥門15的a 口與c 口連通，b 口關閉，濃溶液罐5中的溶液在空調溶液泵4的作用下經第一閥門3流入空氣處理器1對被處理空氣進行熱濕處理，然后經過第一三通閥門15的c 口流到a 口，再流入稀溶液罐10。在本實施例的蓄能循環中，第一三通閥門15 Wb 口和a 口連通，c 口關閉，第一閥門3也關閉。濃溶液罐5中的溶液在空調溶液泵4的作用下經第一三通閥門15的b 口流到a 口，再流入稀溶液罐10，從而單獨運行溶液再生過程或溶液吸熱過程，實現溶液的蓄能循環。本實施例中的第一三通閥門15可以為手動閥門或電動閥門或電動調節閥，電動調節閥可通過調節b 口與c 口之間的溶液流量分配，以調節溶液對空氣熱濕處理的能力。實施例三如圖3所示，為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第三實施例的結構示意圖， 其中在第一實施例的基礎上，濃溶液罐5內還設置有盤管，盤管的輸入端和輸出端分別通過盤管溶液管路連接再生溶液泵8的輸出端和太陽能集熱再生器6的輸入端，與盤管并聯的第一溶液管路上設置有第四閥門13，與盤管的輸入端連接的盤管溶液管路上設置有第五閥門14。在溶液再生過程中打開第五閥門14，關閉第四閥門13，來自稀溶液罐10的稀溶液流經濃溶液罐5內的盤管，從而對稀溶液進行預熱，并冷卻濃溶液，提高系統的能源利用效率。在溶液吸熱過程中，關閉第五閥門14，打開第四閥門13，低溫溶液直接流入太陽能集熱再生器6中進行加熱。實施例四如圖4所示，為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第四實施例的結構示意圖， 其中在第三實施例的基礎上，第二閥門12和第三閥門11被第一三通閥門15代替，且第一三通閥門15也可為手動閥門或電動閥門或電動調節閥門，電動調節閥可通過調節第一三通閥門15的b 口與c 口之間的溶液流量分配，以調節溶液對空氣熱濕處理的能力。進一步，第三實施例中的第四閥門13和第五閥門14在本實施例中由第二三通閥門16代替。在溶液再生過程中，第二三通閥門16的d 口與f 口連通，e 口關閉，稀溶液罐10中的溶液在再生溶液泵8的作用下經第二三通閥門16的d 口流到f 口，流入內置盤管的濃溶液罐5的盤管內，濃溶液被冷卻，稀溶液被預熱后流入太陽能集熱再生器6吸收太陽能而溫度升高，并與在再生風機7作用下的經過太陽能集熱再生器6的再生空氣接觸，向再生空氣中散發水分，從而變成濃溶液，流回濃溶液罐5。在溶液加熱過程中，第二三通閥門16的d 口與e 口連通，f 口關閉，稀溶液罐10中的溶液在再生溶液泵8的作用下經第二三通閥門16的d 口流到f 口，直接流入太陽能集熱再生器6吸收太陽能而溫度升高，此時再生風機7關閉，無再生空氣流過太陽能集熱再生器 6，溶液變成高溫溶液，流回濃溶液罐5。第二三通閥門16也可為手動閥門或電動閥門或電動調節閥門，電動調節閥可通過調節e 口與f 口之間的溶液流量分配，以調節熱回收的效果。實施例五如圖5所示，為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第五實施例的結構示意圖， 在第一實施例的基礎上，還包括熱回收器17，熱回收器17 —側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路連接再生溶液泵8的輸出端和太陽能集熱再生器6的輸入端，與熱回收器17 并聯的第一溶液管路上設置有第六閥門18，與熱回收器17 —側的輸入端連接的熱回收器管路上設置有第七閥門19，熱回收器17另一側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路與太陽能再生集熱器6的輸出端和濃溶液罐5的輸入端連接。在溶液再生過程中，打開第七閥門19并關閉第六閥門18，稀溶液流經熱回收器17 內對稀溶液進行預熱，并冷卻濃溶液，提高系統的能源利用效率。在溶液吸熱過程中，關閉第七閥門19并打開第六閥門18，低溫溶液直接流入太陽能集熱再生器6中進行加熱。熱回收器17可以為套管式換熱器或板式換熱器。實施例六如圖6所示，為本發明的太陽能再生溶液空調系統的第六實施例的結構示意圖， 在第五實施例的基礎上，第三閥門11和第二閥門12被第一三通閥門15代替，且第一三通閥門15也可為手動閥門或電動閥門或電動調節閥門，電動調節閥可通過調節b 口與c 口之間的溶液流量分配，以調節溶液對空氣熱濕處理的能力。而第六閥門18和第七閥門19被第三三通閥門20代替，且第三三通閥門20也可為手動閥門或電動閥門或電動調節閥門，電動調節閥可通過調節e 口與f 口之間的溶液流量分配，以調節溶液對空氣熱濕處理的能力。在上述各實施例中，空氣處理器1和太陽能集熱再生器6內設置有填料，以增加溶液與空氣的接觸面積，提高傳熱傳質的能力；空調溶液泵4和再生溶液泵8是定速泵、變速泵或可變排量泵，通過調節泵的轉速或者泵的排量，可以調節系統除濕和供熱的能力；空調風機2和再生風機7是定轉速風機或變轉速風機，通過調風機的轉速，可以調節風量，并進一步調節系統除濕和供熱的能力。與常規的太陽能溶液空調相比，本發明可以在夏季及過渡季除濕運行、在冬季供熱以滿足全年空調的要求，提高了設備的利用率和太陽能的使用率，可以方便調節空氣的熱濕處理過程，并通過溶液蓄能循環彌補太陽能不能連續供能的不足，具有節能、舒適、系統結構簡單、太陽能利用率高、系統運行可靠性高且調控性能優良等優點。以上所述僅是本發明的實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，包括通過第一溶液管路順序連接的太陽能集熱再生器、濃溶液罐、空調溶液泵、空氣處理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，所述太陽能集熱再生器的輸入端與所述再生溶液泵的輸出端連接，所述空調溶液泵和所述空氣處理器之間的第一溶液管路上設置有第一閥門，所述空氣處理器和所述稀溶液罐之間的第一溶液管路上設置有第二閥門，所述空調溶液泵的輸出端和所述稀溶液罐的輸入端之間安裝有與所述第一閥門、所述空氣處理器和所述第二閥門并聯的第二溶液管路，所述第二溶液管路上設置有第三閥門，所述空氣處理器的一側設置有空調風機，所述太陽能集熱再生器的一側設置有再生風機。
2.如權利要求1所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述稀溶液罐上設置有補液閥門。
3.如權利要求2所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述第二閥門和所述第三閥門為三通閥門。
4.如權利要求1至3任一項所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述濃溶液罐內設置有盤管，所述盤管的輸入端和輸出端分別通過盤管溶液管路連接所述再生溶液泵的輸出端和所述太陽能集熱再生器的輸入端，與所述盤管并聯的所述第一溶液管路上設置有第四閥門，與所述盤管的輸入連接的盤管溶液管路上設置有第五閥門。
5.如權利要求4所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述第四閥門和第五閥門為三通閥門。
6.如權利要求1至3任一項所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，還包括熱回收器，所述熱回收器一側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路連接所述溶液再生泵的輸出端和所述太陽能集熱再生器的輸入端，與所述熱回收器并聯的所述第一溶液管路上設置有第六閥門，與所述熱回收器一側的輸入連接的熱回收器管路上設置有第七閥門，所述熱回收器另一側的輸入端和輸出端分別通過熱回收器管路與所述太陽能再生集熱器的輸出端和所述濃溶液罐的輸入端連接。
7.如權利要求6所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述第六閥門和所述第七閥門為三通閥門。
8.如權利要求1所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述空氣處理器和所述太陽能集熱再生器內設置有填料。
9.如權利要求1所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述空調溶液泵和所述再生溶液泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。
10.如權利要求1所述的太陽能再生溶液空調系統，其特征在于，所述空調風機和所述再生風機是定轉速風機或變轉速風機。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能再生溶液空調系統，包括通過第一溶液管路順序連接的太陽能集熱再生器、濃溶液罐、空調溶液泵、空氣處理器、稀溶液罐以及再生溶液泵，太陽能集熱再生器的輸入端與再生溶液泵的輸出端連接，空調溶液泵和空氣處理器之間的第一溶液管路上設置有第一閥門，空氣處理器和稀溶液罐之間的第一溶液管路上設置有第二閥門，空調溶液泵的輸出端和稀溶液罐的輸入端之間安裝有與第一閥門、空氣處理器和第二閥門并聯的第二溶液管路，第二溶液管路上設置有第三閥門，空氣處理器的一側設置有空調風機，太陽能集熱再生器的一側設置有再生風機。通過使用本發明的系統可以全年利用太陽能進行空氣溫濕度調節，提高了太陽能利用率。
文檔編號F24F11/02GK102466283SQ20101054248
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者田長青, 羅伊默, 邵雙全 申請人:中國科學院理化技術研究所