一种利用太阳能及地热能进行液体除湿的空气调节系统

摘要

本发明公开一种利用太阳能及地热能进行液体除湿的空气调节系统，其中除湿系统的除湿塔、风机I、蒸发冷却器依次相连，除湿塔底部设有溶液收集槽，除湿塔内设有强化传质部件I；除湿液再生循环系统溶液收集槽与溶液泵的一端相连；溶液泵的另一端的一个分支上有溶液预热器、地下热源相连，水－溶液换热器I；另一个分支有水－溶液换热器II、再生塔、空气加热器、水－溶液换热器等，太阳能集热器分别与空气加热器及蓄热水箱相连，各连接的管路上均设有功能阀体及溶液泵。本发明充分运用可再生能源，由地热控制溶液的除湿温度、除湿量的大小，蒸发冷却器控制空气的降温决定了室内空气的显热释放量。不使用氟制冷剂，属环保绿色空调系统。

说明书

技术领域：

本发明涉及空调器技术领域，特指一种利用太阳能及地热能进行液体除湿的空气调节系统。

背景技术：

近年来随着经济发展和人口增长，不可再生能源消耗加速，供应出现短缺，人们愈加重视对新能源和可再生能源研究开发和利用，太阳能和地热能就是主要的新能源和可再生能源。据研究，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，而大地表浅层如同一个巨大的太阳能蓄热器，收集储藏了太阳能的47％，找到一条有效的利用途径将极大地缓解人类的能源供给紧张状况。

迄今为止，综合利用太阳能和地热能进行空气调节在空调技术领域尚未出现，虽然，蒸发冷却和喷射制冷作为独立或辅助制冷手段业已得到一些实际应用。但是，现有技术的共同缺点是只能利用单一能源，不能综合各自优势，扬长避短，把太阳能、地热能、电能几种能源作为制冷、制热、除湿主要技术手段综合运用，比如太阳能系统在夏天热量过剩冬季不足，而电能供给稳定但不可再生，因此，出现能源利用效率低下、通用性不强等问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种利用太阳能及地热能进行液体除湿的空气调节系统。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种利用太阳能及地热能进行液体除湿的空气调节系统，包括有除湿系统和除湿液再生循环系统，1)除湿系统包括有除湿塔、风机I、蒸发冷却器、溶液泵I，除湿塔与风机I相连，风机I又与蒸发冷却器相连，除湿塔底部设有溶液收集槽，溶液泵I将溶液打到除湿塔顶部，除湿塔内设有用于将室内回风和溶液进行热、质交换的强化传质部件I；2)除湿液再生循环系统包括有地下热源、溶液预热器、溶液泵II、水-溶液换热器I、水-溶液换热器II、太阳能集热器、再生塔、风机II、空气加热器以及调节阀、溶液泵III、溶液泵IV，除湿塔的溶液收集槽通过管路与溶液泵II的一端相连；溶液泵II的另一端分为两个分支：

一个分支通过管路与溶液预热器相连，该管路上设有调节阀，溶液预热器通过管路与地下热源相连，该管路上设有调节阀，地下热源又通过管路与水-溶液换热器I相连，该管路上也设有调节阀；

另一个分支与水-溶液换热器II相连，水-溶液换热器II置于蓄热水箱内，水-溶液换热器II又通过管路连接到再生塔的顶部，风机II连接于空气加热器和再生塔之间，再生塔的下部设有溶液收集槽，该溶液收集槽通过管路与水-溶液换热器I相连通，太阳能集热器分别与空气加热器及蓄热水箱相连，且连接的管路上均设有功能阀体及溶液泵；

另外，两个分支与溶液预热器和水-溶液换热器II连接的管路上均设有截止阀。

为了提高热源的稳定性于空气加热器及水-溶液换热器II的管路上还增设有电加热辅助热源。

本发明通过上述技术方案的实施，可实现以下优点：

1.充分运用可再生能源太阳能、地热能等；

2.利用液体化学除湿的方法，除湿量大，不需要消耗高品位能源，如电能等；

3.地热控制溶液的除湿温度，从而控制了除湿量的大小；蒸发冷却器控制空气的降温，决定了室内空气的显热释放量。两者单独控制系统的除湿和降温，容易满足两方面的需求。

4.不使用氟制冷剂，属环保绿色空调系统。

5.再生所需的热源由太阳能和地热能综合提供，分别按所需的温度由温控器控制热水流量供给。另外，太阳能不足时用辅助热源，保证再生所需的能源。

附图说明：

附图1为本发明结构示意图。

附图标记说明：1.地下热源、2.水-溶液换热器I、3.除湿塔、4.风机I、5.蒸发冷却器、6.截止阀、7.空气加热器、8.水流开关I9.强化传质部件II、10.再生塔、11.太阳能集热器、12.水-溶液换热器II、13.蓄热水箱、14.风机II、15～20.调节阀、21.溶液泵II、22.溶液泵I、23~24.溶液收集槽、25.室内回风、26.送风、27.室外空气、28.排风、29.太阳能集热器、30.单向阀I、31~33.截止阀、34.溶液预热器、35.辅助热源、36.水流开关II、37.单向阀II、38.溶液泵IV、39.溶液泵III、40.强化传质部件I

具体实施方式：

参见附图1所示：

除湿系统包括有除湿塔3、风机I4、蒸发冷却器5、溶液泵I22，其中除湿塔3与风机I4相连，风机I4又与蒸发冷却器5相连，风机I4用于将除湿后的室内回风25由除湿塔3带入蒸发冷却器5，除湿塔3内部设有将室外空气与溶液进行热、质交换的强化传热介质I40，除湿塔3底部设有溶液收集槽23，用于收集经过热、质交换后稀释的溶液。室内回风25被风机I4抽入除湿塔3中经除湿溶液的“洗涤”，除去多余的水分与灰尘后送入蒸发冷却器5中降温，得到温度和湿度均合格的送风26送入室内。除湿塔3中的除湿溶液具有很强的吸湿作用，由除湿液再生循环系统处理后得到的合格浓溶液由溶液泵I22打到除湿塔3的顶部，经溶液分配器后形成均匀的溶液流，进入除湿塔3中的强化传质部件(强化传质部件包括各种填料层、表冷器、湿壁塔以及喷淋室等)，室内回风25在这里与溶液进行热、质交换，通过化学除湿的方法将空气中多余的水分吸收到溶液中，溶液变成稀溶液后流入溶液收集槽23，然后进入除湿液再生循环系统以备下次循环。

除湿液再生循环系统包括有地下热源1、溶液预热器34、溶液泵II21、水-溶液换热器I2、水-溶液换热器II12、太阳能集热器29、再生塔10、风机II14、空气加热器7以及调节阀15～20、溶液泵III39、溶液泵IV38，除湿塔3的溶液收集槽23通过管路与溶液泵II21的一端相连；液压泵II21的另一端分为两个分支：

一个分支通过管路与溶液预热器34相连，该管路上设有截止阀31，溶液预热器34通过管路与地下热源1相连，该管路上设有调节阀17、18，地下热源1又通过管路与水-溶液换热器I2相连，该管路上也设有调节阀15、16，夏季时调节阀15、16打开，调节阀17、18关闭，地下热源1的出水温度低于环境空气温度，先由调节阀15控制将地下水送入水-溶液换热器I2对溶液降温，再通过调节阀16然后回到地下散热。冬季时，地下水温度较高，调节阀15、16关闭，调节阀17、18打开，地下热量通过调节阀17直接送到溶液预热器34初步加热；

另一个分支与水-溶液换热器II12相连，水-溶液换热器II12置于蓄热水箱13内，水-溶液换热器II12又通过管路连接到再生塔10的顶部，风机II14连接于空气加热器7和再生塔10之间，再生塔10的下部设有溶液收集槽24，该溶液收集槽24通过管路与水-溶液换热器I2相连通，两个分支与溶液预热器34和水-溶液换热器II12连接的管路上均设有截止阀32、33。

除湿液再生循环系统的工作过程为经过除湿系统除湿工作后变稀的溶液后流入除湿塔3下部的溶液收集槽23，再由液压泵II21打入溶液预热器34预热，冬季时，截止阀31打开，截止阀33关闭，在夏季截止阀31、32关闭，截止阀33打开，溶液直接送入水-溶液换热器II12中被水加热到60℃以上后(溶液的再生性能受溶液的温度影响很大，这样可以增强溶液的再生能力，且恒温水箱可提供稳定的工况)送到再生塔10的顶部喷淋下来，在再生塔10内的强化传质部件II9与经空气加热器7加热送入的室外空气27进行接触(该室外空气27在再生塔10内作用后成排风28排出)，溶液将部分水分释放出来，重新变成浓溶液流到再生塔10下部的溶液收集槽24中，经溶液泵I22升压送入水-溶液换热器I2中降温，再进行下一个循环。与此同时，室外空气被风机II14抽送到空气加热器7中加热到40℃左右，送到再生塔10中，在再生塔10的强化传质部件II9处与溶液进行热、质交换。变成高温高湿的空气排向室外。

在上述循环中，再生过程使用的热源主要由太阳能提供，太阳能集热器29(集热方式可以为平板、真空管、热管等)分别与空气加热器7及水-溶液换热器II12相连，且连接的管路上设有多个功能阀体：截止阀6、水流开关I8、调节阀19、20、水流开关II36、单向阀I30、单向阀II37及溶液泵III39、溶液泵IV38。加热用水流经太阳能集热器29后温度可达到80℃，送入蓄热水箱13中通过水-溶液换热器II12加热除湿后的稀溶液，阀门19带温控装置，当蓄热水箱的温度低于设计值时，调节阀19打开，蓄热水回到太阳能集热器29重新加热，单向阀I30、单向阀II37设置在管路上防止水倒流。为了提高热源的稳定性于空气加热器7及水-溶液换热器II12的管路上还增设有电加热辅助热源35，辅助热源35可以是电加热丝，也可以是其他低品位的废热和余热。辅助热源可以与蓄热水箱独立设计(如本实例)，也可以与蓄热水箱一体化集成。遇到阴雨天或太阳能不充足时，需启动辅助热源，辅助热源带温控装置，当进口水温高于设计值时，辅助热源不工作，水温低于设计值时，辅助热源打开，加热水到额定值。

以上所述之实施例只为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。