熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統的製作方法
2023-07-20 18:52:56 3
專利名稱：熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種溫溼製冷空調技術領域的系統，尤其涉及的是一種熱溼獨 立處理輻射吊頂供冷系統。
背景技術：
隨著全球能源危機的不斷加深，空調系統能耗引起了社會的廣泛關注，世界各 國空調領域的科技人員都在努力研究提高空調效率，降低耗能的方法。大量採用製冷空 調的地區往往在夏季高溫的同時也伴隨著高溼，高溫潮溼的空氣給人們的生活帶來極大 不便。正是由於人類對舒適度的要求由溫度和溼度共同決定，製冷空調系統不僅僅用來 消除室內的餘熱量，同時也承擔了消除餘溼量的功能，而在高溼度地區，溼負荷甚至佔 到空調總負荷的一半以上。傳統製冷空調的冷凝除溼方式，通過室內空氣與低於其露點 溫度的冷水換熱析出冷凝水，降低室內空氣含溼量，達到消除溼負荷的目的。因此傳統 製冷空調製取的冷凍水溫度較低，從而導致系統蒸發溫度較低，能效不高。同時，冷凝 水的存在成為滋生細菌的溫床，影響室內環境衛生。將熱溼負荷分開獨立處理，通過除 溼劑吸收新風中的水分，送入室內消除餘溼，餘熱則由輻射供冷方式消除。由於空調系 統不再需要承擔室內溼負荷，一方面空調負荷降低，尺寸可以相應減小，節省成本；另 一方面無需過低的冷凍水水溫，蒸發溫度得到提高，能效比增加。而通過吊頂輻射供冷 方式，符合人類上冷夏熱的身體感覺規律，室內溫度均勻，並且避免了直接送入冷風時 的吹風感，因此舒適性大大提高。目前存在的除溼器多為固體除溼，設備龐大且較複雜，而溶液除溼方式設備簡 單，易於循環使用，其特有的潛能蓄能特性使系統使用更加靈活。將溶液除溼與吊頂輻 射結合起來，室內熱溼負荷得以獨立處理，空調系統能效提高，房間舒適性及衛生得到 明顯改善。
發明內容
發明目的本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種熱溼獨立處理 輻射吊頂供冷系統。技術方案本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括太陽能集熱器、冷 凝再生器、節流閥、蒸發器、壓縮機、液-液換熱器、濃溶液儲液罐、稀溶液儲液罐、 溶液除溼器、氣液換熱器、流量調節閥、吊頂輻射盤管和噴淋器，其中太陽能集熱器 的進口和冷凝再生器的熱水管路出口相連，太陽能集熱器的出口和冷凝再生器的熱水管 路的進口相連，冷凝再生器的製冷劑銅管的出口和節流閥的進口相連，節流閥的出口和 蒸發器的製冷劑側進口相連，蒸發器的製冷劑側出口和壓縮機的進口相連，壓縮機的出 口和冷凝再生器的製冷劑銅管的進口相連，冷凝再生器的溶液出口和液_液換熱器的濃 溶液換熱管進口相連，液_液換熱器的濃溶液換熱管出口和濃溶液儲液罐的進口相連， 濃溶液儲液罐的出口和溶液除溼器的分液器進口相連，溶液除溼器的溶液出口和稀溶液儲液罐的進口相連，稀溶液儲液罐的出口和液-液換熱器的稀溶液換熱管進口相連，噴 淋器設於冷凝再生器的頂部，液-液換熱器的稀溶液換熱管出口和噴淋器相連，蒸發器 的水側出口的一個支路和吊頂輻射盤管的進口相連，另一個支路和流量調節閥的進口相 連，吊頂輻射盤管的出口和氣液換熱器的液體管路進口相連，流量調節閥的出口和溶液 除溼器的冷卻盤管進口相連，氣液換熱器的液體管路出口和除溼器的冷卻盤管的出口一 起連入蒸發器的水側進口。所述蒸發器是水冷蒸發器，產生的冷凍水一部分供給輻射盤管循環，另一部分 用來冷卻溶液除溼過程。所述冷凝再生器包括製冷劑銅管、熱水管路、翅片和絲網，其中製冷劑銅管 和熱水管路在翅片間呈正三角形交叉排布，製冷劑銅管分別與壓縮機的出口和節流閥的 進口相連，熱水管路和太陽能集熱器的進出口相連，絲網填充在翅片的空隙中。所述翅片是波紋狀翅片，所述絲網是波紋狀塑料絲網。所述冷凝再生器的熱水管路是銅管。本發明的工作原理是本系統中，壓縮機、冷凝再生器、蒸發器、節流閥、蒸 發器和壓縮機依次相連，構成製冷子系統；除溼器、冷凝再生器和濃稀溶液儲液罐構成 溶液除溼-再生子系統；除溼器為內冷型，其冷卻介質為蒸發器製取的18°C左右冷凍 水，冷凍水流量由流量調節閥調節，以維持除溼過程接近等溫，除溼後的溶液流入稀溶 液儲液罐儲存。冷凝再生器在傳統風冷冷凝器基礎上加以改進而成，波紋狀翅片之間交 叉布置製冷劑銅管及熱水銅管，並在空隙間填充波紋狀塑料絲網。熱水管路連接太陽能 集熱器的進出口，由太陽能集熱器吸收太陽輻射製取熱水。當開始再生時，來自稀溶液 儲液罐的稀溶液由冷凝再生器頂部的噴淋器均勻灑入翅片間空隙，沿波紋狀塑料絲網緩 慢流下，被熱水銅管內的熱水加熱；冷凝風機吸入的室外空氣與往下流動的溶液形成叉 流，發生熱質交換，吸收溶液中的水分，溶液得以濃縮再生；再生後的溶液輸送至濃溶 液儲液罐，供除溼器使用。流入再生器的稀溶液與流出再生器的濃溶液通過液-液換熱 器交換熱量，稀溶液被預熱，濃溶液則得到部分冷卻。當太陽輻射較低，無法提供再生 所需的熱量時，製冷劑釋放的熱量可以作為彌補，冷凝放熱作為再生熱源。吊頂輻射供冷盤管所需的冷水也由製冷子系統的蒸發器製取，18°C左右的冷凍 水流入輻射盤管，消除了室內顯熱負荷後溫度升高流出輻射盤管。經過溶液除溼器等溫 除溼後的乾燥新風基本保持原來室外溫度，一般高於流出輻射盤管的回水溫度。因此， 將除溼後的新風與流出輻射盤管的回水通過氣液換熱器交換熱量，降低新風溫度後送入 室內，降低了由於送入新風導致的室內溫度波動。而換熱後的回水與冷卻除溼過程後的 冷水混合，進入水冷蒸發器的水側入口再次降溫，得以循環使用。有益效果本發明將室內的空調熱溼負荷分開獨立處理，製冷系統的蒸發溫度 相比傳統製冷系統得到較大提高，能效比增加；溶液再生利用太陽能集熱器產生的熱水 作為熱源，是可再生能源的合理有效利用；冷凝再生器能夠行使再生器及冷凝器雙重功 能，而且在太陽輻射不足時，可以通過冷凝放熱量充當再生熱源；用蒸發器製取的冷水 冷卻除溼過程，等溫除溼效果好；吊頂輻射盤管的回水進一步冷卻除溼後的新風，能夠 降低室內由於通入新風帶來的溫度波動。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是冷凝再生器的立體圖；圖3是冷凝再生器的剖視圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進 行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的 實施例。如圖1所示，本實施例包括太陽能集熱器1、冷凝再生器2、液-液換熱器3、 稀溶液儲液罐4、濃溶液儲液罐5、溶液除溼器6、氣液換熱器7、流量調節閥8、水冷蒸 發器9、壓縮機10、節流閥11、吊頂輻射盤管12和噴淋器13，其中太陽能集熱器1的 進口和冷凝再生器2的熱水銅管出口相連，太陽能集熱器1的出口和冷凝再生器2的熱水 銅管的進口相連，冷凝再生器2的製冷劑銅管的出口和節流閥11的進口相連，節流閥11 的出口和水冷蒸發器9的製冷劑側進口相連，水冷蒸發器9的製冷劑側出口和壓縮機10 的進口相連，壓縮機10的出口和冷凝再生器2的製冷劑銅管的進口相連，冷凝再生器2 的溶液出口和液_液換熱器3的濃溶液換熱管進口相連，液-液換熱器3的濃溶液換熱管 出口和濃溶液儲液罐5的進口相連，濃溶液儲液罐5的出口和溶液除溼器6的分液器進口 相連，溶液除溼器6的溶液出口和稀溶液儲液罐4的進口相連，稀溶液儲液罐4的出口和 液-液換熱器3的稀溶液換熱管進口相連，噴淋器13設於冷凝再生器2的頂部，液-液 換熱器3的稀溶液換熱管出口和噴淋器13相連，水冷蒸發器9的水側出口的一個支路和 吊頂輻射盤管12的進口相連，另一個支路和流量調節閥8的進口相連，吊頂輻射盤管12 的出口和氣液換熱器7的液體管路進口相連，流量調節閥8的出口和溶液除溼器6的冷卻 盤管進口相連，氣液換熱器7的液體管路出口和除溼器的冷卻盤管的出口一起連入水冷 蒸發器9的水側進口。所述水冷蒸發器9產生的冷凍水一部分供給吊頂輻射盤管12循環，另一部分用 來冷卻溶液除溼過程。如圖2和圖3所示，所述冷凝再生器2包括製冷劑銅管14、熱水銅管15、波紋 狀翅片16和波紋狀塑料絲網17，其中製冷劑銅管14和熱水銅管15在波紋狀翅片16間 呈正三角形交叉排布，製冷劑銅管14分別與壓縮機的出口和節流閥的進口相連，熱水管 路和太陽能集熱器的進出口相連，波紋狀塑料絲網17填充于波紋狀翅片16的空隙中。冷凝再生器2上製冷劑銅管14的進口(A端)接壓縮機10的出口，熱水銅管15 的進口(B端)接太陽能集熱器1的出口，製冷劑銅管14的出口(C端)接節流閥11的 進口，熱水銅管15的出口(D端)接太陽能集熱器1的進口。製冷劑通過製冷循環在水冷蒸發器9中吸收冷凍水的熱量，冷凍水溫度降低， 降低溫度後的冷凍水的一部分流入溶液除溼器6內部的冷卻盤管，吸收除溼過程釋放的 熱量，維持除溼等溫，溫度升高；另一部分流入室內吊頂輻射盤管12，吸收室內的顯熱 負荷降低室內溫度。室外新風引入溶液除溼器6，來自濃溶液儲液罐5的濃溶液表面水蒸 氣分壓力低於新風水蒸氣分壓力，吸收新風中的水蒸氣，釋放的熱量被冷卻水帶走，新
5風被乾燥。由於從輻射盤管流出的冷凍水回水溫度往往低於經過除溼乾燥的新風溫度， 新風通過氣液換熱器7與冷凍水回水交換熱量降低溫度後送入室內，降低了由於送入新 風溫度較高導致室內溫度波動。兩部分冷凍水最終混合後進入蒸發器，再次降溫循環使用。稀溶液儲液罐4中的稀溶液通過冷凝再生器2濃縮再生，稀溶液由冷凝再生器2 頂部的布液器均勻灑入波紋狀翅片16間空隙，沿波紋狀塑料絲網17緩慢流下，同時被 太陽能集熱器1吸收太陽輻射製取的熱水加熱；冷凝風機吸入的室外空氣與往下流動的 稀溶液形成叉流，發生熱質交換，由於被加熱的稀溶液表面水蒸氣分壓力高於室外空氣 的水蒸氣分壓力，稀溶液中的水分子進入室外空氣中，稀溶液得以濃縮再生。在此過程 中，冷凝放熱量也提供了部分再生熱量。再生後的溶液輸送至濃溶液儲液罐5，供除溼器 除溼新風使用。當太陽輻射較低，再生所需的熱量不足時，製冷劑冷凝釋放的熱量可以 作為補充，冷凝放熱作為再生熱源以維持再生的進行。流入冷凝再生器2的稀溶液溫度低於流出再生器的濃溶液，而再生過程需要吸 收熱量，除溼過程需要排出熱量，因此通過液-液換熱器3熱量交換，待濃縮再生的稀溶 液被預熱，濃溶液則得到一定程度的冷卻。
權利要求
1.一種熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於，包括太陽能集熱器、冷凝再 生器、節流閥、蒸發器、壓縮機、液-液換熱器、濃溶液儲液罐、稀溶液儲液罐、溶液 除溼器、氣液換熱器、流量調節閥、吊頂輻射盤管和噴淋器，其中太陽能集熱器的進 口和冷凝再生器的熱水管路出口相連，太陽能集熱器的出口和冷凝再生器的熱水管路的 進口相連，冷凝再生器的製冷劑銅管的出口和節流閥的進口相連，節流閥的出口和蒸發 器的製冷劑側進口相連，蒸發器的製冷劑側出口和壓縮機的進口相連，壓縮機的出口和 冷凝再生器的製冷劑銅管的進口相連，冷凝再生器的溶液出口和液-液換熱器的濃溶液 換熱管進口相連，液-液換熱器的濃溶液換熱管出口和濃溶液儲液罐的進口相連，濃溶 液儲液罐的出口和溶液除溼器的分液器進口相連，溶液除溼器的溶液出口和稀溶液儲液 罐的進口相連，稀溶液儲液罐的出口和液-液換熱器的稀溶液換熱管進口相連，噴淋器 設於冷凝再生器的頂部，液-液換熱器的稀溶液換熱管出口和噴淋器相連，蒸發器的水 側出口的一個支路和吊頂輻射盤管的進口相連，另一個支路和流量調節閥的進口相連， 吊頂輻射盤管的出口和氣液換熱器的液體管路進口相連，流量調節閥的出口和溶液除溼 器的冷卻盤管進口相連，氣液換熱器的液體管路出口和除溼器的冷卻盤管的出口一起連 入蒸發器的水側進口。
2.根據權利要求1所述的熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於所述蒸發 器是水冷蒸發器。
3.根據權利要求1所述的熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於所述冷凝 再生器包括製冷劑銅管、熱水管路、翅片和絲網，其中製冷劑銅管和熱水管路在翅片 間呈正三角形交叉排布，製冷劑銅管分別與壓縮機的出口和節流閥的進口相連，熱水管 路和太陽能集熱器的進出口相連，絲網填充在翅片的空隙中。
4.根據權利要求3所述的熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於所述翅片 是波紋狀翅片。
5.根據權利要求3所述的熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於所述絲網 是波紋狀塑料絲網。
6.根據權利要求1所述的熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，其特徵在於所述熱水管路是銅管。
全文摘要
本發明公開了一種熱溼獨立處理輻射吊頂供冷系統，包括太陽能集熱器、冷凝再生器、節流閥、蒸發器、壓縮機、液-液換熱器、濃溶液儲液罐、稀溶液儲液罐、溶液除溼器、氣液換熱器、流量調節閥、吊頂輻射盤管和噴淋器。本發明將室內的空調熱溼負荷分開獨立處理，製冷系統的蒸發溫度相比傳統製冷系統得到較大提高，能效比增加；溶液再生利用太陽能集熱器產生的熱水作為熱源，是可再生能源的合理有效利用；冷凝再生器能夠行使再生器及冷凝器雙重功能，而且在太陽輻射不足時，可以通過冷凝放熱量充當再生熱源；用蒸發器製取的冷水冷卻除溼過程，等溫除溼效果好；吊頂輻射盤管的回水進一步冷卻除溼後的新風，能夠降低室內由於通入新風帶來的溫度波動。
文檔編號F24F5/00GK102022794SQ201010592060
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者張小松, 楊磊 申請人:東南大學