一種全天候太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能及能源利用技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)涉及一種直接凈化室外空氣過濾PM2.5治理霧霾的環(huán)保技術(shù)，特別是一種應(yīng)用于空調(diào)供暖行業(yè)的全天候太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地球表面空氣受太陽(yáng)能量影響，隨著時(shí)間的變化大氣溫度呈現(xiàn)周期性變化?？諝庵械乃魵馕仗?yáng)能溫度升高，地球表面的液態(tài)水吸收太陽(yáng)熱能蒸發(fā)為氣態(tài)水蒸氣，從而地球表面空氣中蘊(yùn)含著無窮無盡的太陽(yáng)能。目前利用太陽(yáng)能的方式方法很多，包括太陽(yáng)能光熱、太陽(yáng)能光電等等，但其利用方式都只是用熱交換中的輻射換熱，利用效率很低。而直接利用空氣中的太陽(yáng)能則相對(duì)較少，尤其是吸收空氣中的水蒸氣蘊(yùn)含著的太陽(yáng)能的途徑則更少。
[0003]熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用熱源塔吸收空氣中的冷熱源作為空調(diào)系統(tǒng)的一種新的功能方式得到了應(yīng)用，由于其良好的節(jié)能性、廣泛的環(huán)境適應(yīng)性，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)江中下游地區(qū)的各類建筑場(chǎng)所。在冬季，熱源塔作為良好的熱源收集器從低溫潮濕的環(huán)境空氣中提取熱量為熱泵提供熱源；在夏季，熱源塔作為高效的冷卻塔將熱泵從用戶吸收的熱量排放到大氣環(huán)境中去。如此一來，熱源塔冬夏季節(jié)都可使用，節(jié)省了初投資，提高了能源利用率。
[0004]目前普遍使用的熱源塔分為兩大類，其中一類為開式塔，由申請(qǐng)?zhí)枮镃N200620073647的實(shí)用新型專利“熱源塔”中，提出了一種開式熱源塔為空調(diào)系統(tǒng)提供冷熱源，其提出在熱源塔上部設(shè)有進(jìn)液管，進(jìn)液管端部連接有噴淋器，在噴淋器下方設(shè)有換熱層，換熱器的下方設(shè)存儲(chǔ)槽，存儲(chǔ)槽設(shè)有出液管和循環(huán)泵，循環(huán)泵出口與進(jìn)液管相連。另一類為閉式塔，由申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810031368的發(fā)明專利“閉式熱源塔”中，提出了一種閉式熱源塔作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源提供者，其提出利用寬帶翅片和換熱管構(gòu)成低溫寬帶換熱器作為熱源塔的換熱裝置，利用溶液池、噴淋泵儲(chǔ)能控制裝置和噴淋器構(gòu)成的負(fù)溫度防霜系統(tǒng)進(jìn)行防霜。
[0005]開式塔系統(tǒng)由于防凍液始終與空氣相接觸，換熱效率較高，但是在冬季其濃度受到空氣濕度的影響。在實(shí)際運(yùn)行中如果空氣溫度低、濕度大，由于空氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)變?yōu)橐簯B(tài)水進(jìn)入到防凍液內(nèi)，從而防凍液的濃度不斷下降、冰點(diǎn)上升，從而升高了在熱泵主機(jī)內(nèi)結(jié)冰的隱患；如果空氣溫度高、濕度小，則會(huì)出現(xiàn)防凍液內(nèi)水分蒸發(fā)，防凍液濃度上升，從而導(dǎo)致熱泵換熱效率降低。正由于開式熱源塔系統(tǒng)中需要不斷調(diào)整防凍液濃度，以防止其濃度過高或過低從而保證系統(tǒng)不出故障。為了保證開式熱源塔防凍液的濃度范圍，申請(qǐng)?zhí)枮?011204759060的實(shí)用新型專利“具有溶液再生功能的熱源塔”和申請(qǐng)?zhí)枮?01210234947X的發(fā)明專利“一種溶液再生處理裝置”以及申請(qǐng)?zhí)枮?012207346295的實(shí)用新型專利“一種溶液儲(chǔ)能控制裝置余熱利用系統(tǒng)”等專利采用了各種防凍液濃縮控制方法，但是各種方法都需要采用不同形式的、另外的熱源來對(duì)溶液加熱以達(dá)到濃縮防凍液、控制其濃度的目的，經(jīng)濟(jì)性不高、操作復(fù)雜。同時(shí)開式熱源塔的防凍溶液直接與空氣接觸，灰塵與細(xì)菌及微生物水草等會(huì)集聚在防凍溶液中進(jìn)入熱泵主機(jī)的換熱銅管中，沉積在管壁，帶來?yè)Q熱效率的大幅降低。另一方面，雖然閉式塔中的防凍液始終與空氣相隔絕，但是其換熱效率較開式系統(tǒng)低，故需要增大其低溫寬帶換熱器的面積，從而帶來了初投資的大幅升高。
[0006]同時(shí)，在以上的空調(diào)系統(tǒng)中，熱源塔作為空調(diào)冷熱源的提供者，與空調(diào)主機(jī)匹配度不高，容易造成熱源塔與空調(diào)主機(jī)換熱效果不好、系統(tǒng)整體效率不高等問題。另外，在目前所使用的空調(diào)系統(tǒng)中，夏季室內(nèi)用戶空調(diào)冷凝水通常分散或者統(tǒng)一集中排放到室外或者下水管道中。而空調(diào)冷凝水溫度較低，是良好的空調(diào)系統(tǒng)冷源，因其無法得到利用從而造成了能源的浪費(fèi)。
[0007]為了充分利用開式熱源塔的高效換熱性能、避免其濃度變化缺陷、保證熱源塔熱泵系統(tǒng)正常運(yùn)行以及提高閉式熱源塔熱泵系統(tǒng)工作效率，設(shè)計(jì)一種集高效換熱、冷量回收、濃度可控、避免主機(jī)內(nèi)銅管積聚雜質(zhì)提升換熱效率為一體的熱泵空調(diào)系統(tǒng)勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述開式熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)與閉式熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)的不足，提供一種能夠高效室外開式換熱、主機(jī)閉式循環(huán)、冷凝水冷量回收、防凍液濃度控制簡(jiǎn)單、通過增加對(duì)流換熱、傳導(dǎo)換熱等太陽(yáng)能熱交換方式來提高太陽(yáng)能熱利用效率的全天候太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明一種全天候太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，它包括空水換熱系統(tǒng)、水劑換熱系統(tǒng)、熱泵主機(jī)、濃縮系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)、冷凝水回收系統(tǒng)、霧霾凈化系統(tǒng)。所述的空水換熱系統(tǒng)由空氣-液水換熱裝置、液水循環(huán)泵、循環(huán)管路組成?？諝?液水換熱裝置安裝在室外高處，由框體、風(fēng)機(jī)、混合板、導(dǎo)流板、噴淋管路、儲(chǔ)水池構(gòu)成，框體上部開口，風(fēng)機(jī)安裝在框體上部開口處，混合板安裝在框體內(nèi)部、風(fēng)機(jī)下部，噴淋管路安裝在風(fēng)機(jī)的下部、混合板的上部，框體四面開口，導(dǎo)流板安裝在框體四面開口的內(nèi)側(cè)，儲(chǔ)水池安裝在框體下部。循環(huán)管路將噴淋管路和水劑換熱箱連接，液水循環(huán)泵安裝在噴淋管路和水劑換熱箱之間的管路上，循環(huán)管路將儲(chǔ)水池和水劑換熱箱相連接。水劑換熱系統(tǒng)由水劑換熱箱、微通道超導(dǎo)換熱器、攪拌器、濃度控制器組成，微通道超導(dǎo)換熱器安裝在水劑換熱箱中部，攪拌器安裝在水劑換熱箱底部，濃度控制器安裝在水劑換熱器出口管道處。熱泵主機(jī)通過管道與微通道超導(dǎo)換熱器相連接。濃縮系統(tǒng)包括濃縮水槽、濃縮循環(huán)泵，濃縮水槽通過管路與水劑換熱箱相連接，濃縮循環(huán)泵安裝在管路上。能量回收系統(tǒng)包括渦輪發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)能控制裝置，渦輪發(fā)電機(jī)安裝在儲(chǔ)水池和水劑換熱箱之間的循環(huán)管路上。冷凝水回收系統(tǒng)包括用戶冷凝水管路系統(tǒng)、水劑換熱箱，用戶冷凝水管路系統(tǒng)通過管路與水劑換熱箱相連接。霧霾凈化系統(tǒng)由PM2.5霧霾凈化顆粒沉淀裝置、沉淀顆粒排放裝置、管道雜質(zhì)過濾排放裝置組成。PM2.5霧霾凈化顆粒沉淀裝置安裝在儲(chǔ)水池的底部，沉淀顆粒排放裝置通過管道與PM2.5霧霾凈化顆粒沉淀裝置的底部相連接，管道雜質(zhì)過濾排放裝置安裝在與儲(chǔ)水池相連接的循環(huán)管路上。
[0010]與現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)相比，本一種太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):
1.利用空氣-液水換熱裝置進(jìn)行高效換熱，提高換熱效率；
2.在系統(tǒng)中采用水劑換熱箱，將防凍液與熱泵主機(jī)隔絕，從而解決了防凍液性質(zhì)對(duì)主機(jī)的影響，杜絕了防凍液對(duì)熱泵主機(jī)的腐蝕和堵塞問題，特別是解決了開式熱源塔熱泵系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)銅管積聚雜質(zhì)避免衰減提升換熱效率的問題；
3.在水劑換熱箱中利用微通道超導(dǎo)換熱器進(jìn)行水-制冷劑換熱，降低防凍液濃度要求，提尚系統(tǒng)安全性；
4.利用渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行能量回收；
5.回收冷凝水冷量，在夏季降低系統(tǒng)能耗，提高熱泵制冷效率；
6.解決了閉式熱源塔熱泵系統(tǒng)制造成本高和換熱效率偏低的問題；
7.通過空氣中的氣態(tài)水蒸氣-液水換熱裝置進(jìn)行高效換熱的同時(shí)，利用水的往復(fù)循環(huán)吸附室外空氣中PM2.5-PM10的灰塵顆粒，凈化室外空氣、治理霧霾。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，空氣-液水換熱裝置(1)、框體(1-1)、風(fēng)機(jī)(1-2)、混合板(1-3)、導(dǎo)流板(1-4)、噴淋管路(1-5)、儲(chǔ)水池(1-6)、液水循環(huán)泵(1-7)、水劑換熱箱(2-1)、微通道超導(dǎo)換熱器(2-2)、攪拌器(2-3)、濃度控制器(2-4)、熱泵主機(jī)(3)、濃縮水槽(4_1)、濃縮循環(huán)泵(4_2)、渦輪發(fā)電機(jī)(5-1)、儲(chǔ)能控制裝置(5-2)、用戶冷凝水管路系統(tǒng)(6-1)、PM2.5霧霾凈化顆粒沉淀裝置(7-1)、沉淀顆粒排放裝置(7-2)、管道雜質(zhì)過濾排放裝置(7-3)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖所示，本發(fā)明一種全天候太陽(yáng)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，它包括空水換熱系統(tǒng)、水劑換熱系統(tǒng)、熱泵主機(jī)、濃縮系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)、冷凝水回收系統(tǒng)、霧霾凈化系統(tǒng)。所述的空水換熱系統(tǒng)由空氣-液水換熱裝置(1)、液水循環(huán)泵(1-7)、循環(huán)管路A、循環(huán)管路B組成?？諝?液水換熱裝置安裝在室外高處，由框體(1-1)、風(fēng)機(jī)(1-2)、混合板(1-3)、導(dǎo)流板(1-4)、噴淋管路(1-5)、儲(chǔ)水池(1-6)構(gòu)成，框體(1-1)上部開口，風(fēng)機(jī)(1-2)安裝在框體(1-1)上部開口處，混合板(1-3)安裝在框體(1-1)內(nèi)部、風(fēng)機(jī)(1-2)下部，噴淋管路(1-5)安裝在風(fēng)機(jī)(1-2)的下部、混合板(1-3)的上部，框體(1-1)四面開口，導(dǎo)流板(1-4)安裝在框體(1-1)四面開口的內(nèi)側(cè)，儲(chǔ)水池(1-6)安裝在框體(1-1)下部。循環(huán)管路A將噴淋管路(1-5)和水劑換熱箱(2-1)連接，液水循環(huán)泵(1-7)安裝在噴淋管路(1-5)和水劑換熱箱(2-1)之間的管路A上，循環(huán)管路B將儲(chǔ)水池(1-6)和水劑換熱箱(2-1)相連接。水劑換熱系統(tǒng)由水劑換熱箱(2-1)、微通道超導(dǎo)換熱器(2-2)、攪拌器(2-3)、濃度控制器(2-4)組成，微通道超導(dǎo)換熱器(2-2)安裝在水劑換熱箱(2-1)中部，攪拌器(2-3)安裝在水劑換熱箱(2-1)底部，濃度控制器(2-4)安裝在水劑換熱器(2-1)出口管道處。熱泵主機(jī)(3)通過管道與微通道超導(dǎo)換熱器(2-2)相連接。濃縮系統(tǒng)包括濃縮水槽(4-1)、濃縮循環(huán)泵(4-2)，濃縮水槽(4-1)通過管路C、管路D與水劑換熱箱(2-1)相連接，濃縮循環(huán)泵(4-2)安裝在管路C上。能量回收系統(tǒng)包括渦輪發(fā)電機(jī)(5-1)與儲(chǔ)能控制裝置(5-2)，渦輪發(fā)電機(jī)(5-1)安裝在儲(chǔ)水池(1-6)和水劑換熱箱(2-1)之間的循環(huán)管路B上。冷凝