[发明专利]一种太阳能热泵耦合驱动除湿空调系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种转轮除湿空调系统，特别是关于一种太阳能热泵耦合的转轮除湿空调系统。

背景技术

近年来我国用电需求增长势头强劲，然而全国的电力供应形势日趋紧张，部分地区短缺情况已经非常严重，拉闸限电以及错峰用电等已成我国大中城市常用的强制措施。目前中国的电力供应大部分是依靠火力发电，化石能源的消耗增加必然导致愈发严重的环境污染问题。

中国的太阳能资源非常丰富，极高的年太阳辐射量和年日照时数使得我国的太阳能利用前景广阔。干燥除湿是一项高能耗的工艺过程，其在工业生产中电力能耗高达12％，占全部生产费用的60％-70％。因此，传统的干燥除湿工艺所面临的技术问题是保证产品质量的前提下尽量减少其耗电量，利用太阳能进行干燥除湿，把低品位的能源(太阳能)转变为高品位的能源(干燥)，对促进环保节能领域的发展意义重大。

热泵技术应用于除湿方面具有显著的节能效果，但驱动其通常需要优质电能。化学热泵(或吸附床热泵)作为一种先进的节能技术，其可以实现不受时间限制的高密度、高转化率的储能。基于此结合太阳能这一清洁的可再生资源，互相弥补了传统干燥系统大量消耗常规能源以及太阳能稳定性不佳的缺点，对解决环境危机和能源短缺有着深远的意义。

目前，普遍采用的空调除湿是利用氯化锂、氯化钙以及溴化锂等溶液在除湿器中吸附空气中的水分，然后在再生器中加热溶液，最后变浓的溶液重新用于除湿。中国专利申请200510040466.5公开了一种太阳能驱动的供冷空调装置，然而除湿稀溶液会对太阳能集热器造成腐蚀，从而降低太阳能集热器的使用寿命。中国专利申请01128404.8公开了一种太阳能中高温集热吸收式空调系统，但是该系统中并没有采用除湿装置。

因此，提供一种可以充分利用太阳能且日夜不间断的高寿命除湿空调系统成为业界亟需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能热泵耦合驱动除湿空调系统，其通过将太阳能热泵系统和转轮除湿系统进行耦合，以实现不受时间限制的高密度能量转换，可以进行日夜工况切换，除湿空调系统可以不间断进行工作。

为实现以上目的，本发明采取以下的技术方案：

一种太阳能热泵耦合驱动除湿空调系统，其包括冷却塔、具有再生区和处理区的除湿单元以及与所述除湿单元耦合的太阳能热泵系统，其中，所述太阳能热泵系统包括太阳能集热器、蓄热机构、冷凝器、蒸发器，再生区的除湿单元与室外空气相连，处理区的除湿单元与室内待除湿空气相连；

所述除湿空调系统于日间运行时，太阳能集热器和蓄热机构通过热媒管道连接形成第一日间热媒循环回路，所述冷凝器与再生区的除湿单元通过热媒主管道连接形成第二日间热媒循环回路，并且所述蓄热机构与冷凝器通过第一气体管道连接以使蓄热机构产生的水蒸气进入冷凝器，所述冷却塔与处理区的除湿单元通过冷却水主管道连接形成日间冷却水循环回路；

所述除湿空调系统于夜间运行时，所述冷凝器通过液体管道将冷凝水输送给蒸发器，蒸发器在吸收热量的同时释放出水蒸气通过第二气体管道进入蓄热机构，各自形成冷源与热源，所述蓄热机构与再生区的除湿单元通过热媒主管道连接形成夜间热媒循环回路，所述蒸发器与处理区的除湿单元通过冷却水主管道连接形成夜间冷却水循环回路。

所述蓄热机构为化学蓄热反应器，该化学蓄热反应器的工作介质为水和金属氧化物，所述除湿空调系统于日间运行时，化学蓄热反应器和太阳能集热器形成化学蓄热体系。

所述蓄热机构为吸附床，该吸附床的工作介质为水和硅胶，所述除湿空调系统于日间运行时，吸附床和太阳能集热器形成物理蓄热体系。

所述除湿单元包括第一除湿单元和第二除湿单元，所述第一除湿单元和第二除湿单元之间分别通过第三气体管道和第四气体管道连接，所述第三气体管道上分别设有第十二阀门和第十三阀门，所述第四气体管道上分别设有第十四阀门和第十五阀门，且第十二阀门位于第十三阀门和第一除湿单元之间，第十四阀门位于第十五阀门和第一除湿单元之间，所述室内待除湿空气通过第五气体管道连接至第十二阀门和第十三阀门之间的第三气体管道上，所述室外空气通过第六气体管道连接至第十四阀门和第十五阀门之间的第四气体管道上。