[實(shí)用新型]一種水汽能與污水源耦合空調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520578117.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN204880484U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃國(guó)和;成劍林;李若凰;黃田飛;李忠偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃國(guó)和
• 主分類號(hào): F24F5/00
• 分類號(hào): F24F5/00;F24F13/30;F25B41/04;F25B27/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及建筑節(jié)能及復(fù)合能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種水汽能與污水源耦合空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地球表面的各類水體（如江河湖海、溪流、瀑布）在太陽(yáng)光線的照射下溫度升高，水體表面的水分子脫離水表面進(jìn)入到空氣中，在此過程中蒸發(fā)了的水體吸收了汽化潛熱進(jìn)入到空氣中后導(dǎo)致空氣能量上升。地球表面的如土壤、植物、人體等其他含水物體也在不斷地向空氣中蒸發(fā)水分，另外還有各類人類的活動(dòng)如清潔、燒水、噴灑等活動(dòng)也無(wú)時(shí)不刻地向空氣中蒸發(fā)水分。同樣地這部分水分也吸收了汽化潛熱進(jìn)入到空氣中導(dǎo)致空氣能量上升。由于地球表面的空氣相對(duì)于人類而言具有無(wú)窮大的體量，故空氣中含有的能量也是無(wú)窮盡的，這部分能源主要保存在空氣中的水汽和以液態(tài)水滴形式存在于空氣中的水體內(nèi)。這一部分能源由我國(guó)學(xué)者黃國(guó)和稱之為“水汽能”，人們僅對(duì)在其中的轉(zhuǎn)換過程中的能量進(jìn)行了利用，如對(duì)由于空氣溫度變化產(chǎn)生的風(fēng)力進(jìn)行風(fēng)能利用、對(duì)水的高低位差產(chǎn)生的水力進(jìn)行水能利用，但是對(duì)存儲(chǔ)在空氣中的這部分水汽能沒有認(rèn)識(shí)和利用。而這一部分由水汽所蘊(yùn)含的能源數(shù)量極大，一旦成功利用則對(duì)社會(huì)造福極大。

污水源熱泵是一種新型的空調(diào)系統(tǒng)，其利用常年溫度較為穩(wěn)定的城市污水作為空調(diào)的冷熱源，做到了城市廢熱、廢冷的回收再利用。由于污水源熱泵的冷熱源溫度全年較為穩(wěn)定，其制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高，在清潔能源利用方面有著極佳的應(yīng)用前景。隨著污水源熱泵的推廣使用，其缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，其中主要有污水源熱泵系統(tǒng)中污水量小導(dǎo)致所能提供的冷熱量不足、污水池面積占地較大導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性較差、污水換熱器易結(jié)垢堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、污水水溫變化對(duì)機(jī)組IPLV影響較大等等。在其中，單獨(dú)采用污水源熱泵承擔(dān)建筑所有的冷熱負(fù)荷，會(huì)大大增加熱泵機(jī)組的初投資以及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，再者污水源熱泵機(jī)組的效率也會(huì)隨著污水水溫和建筑物的冷熱負(fù)荷的變化隨時(shí)改變從而造成熱泵機(jī)組的功耗增加。

目前對(duì)水汽能的開發(fā)利用主要應(yīng)用于單體建筑，進(jìn)行了較多的實(shí)際工程應(yīng)用，在實(shí)際項(xiàng)目的使用過程中發(fā)現(xiàn)其系統(tǒng)性能受到室外溫濕度的影響，受到室外環(huán)境的影響因素較多，從而易造成選型及系統(tǒng)配置及控制困難。為了充分發(fā)揮水汽能熱泵空調(diào)的優(yōu)勢(shì)，需要進(jìn)一步對(duì)水汽能與其他可再生能源的綜合利用進(jìn)行系統(tǒng)研究，而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)水汽能熱泵空調(diào)的研究尚未跟上工程應(yīng)用的進(jìn)度，因此需要在理論及應(yīng)用方面加深研究。同時(shí)，為了充分發(fā)揮污水源熱泵的工作優(yōu)勢(shì)、解決污水源熱泵使用過程中的各種問題，國(guó)內(nèi)外研究人員作出了大量的工作，在申請(qǐng)?zhí)枮?0111008439.6的發(fā)明專利“直接式污水源熱泵”中給出了一種污水直接進(jìn)入熱泵與制冷劑進(jìn)行換熱的污水源熱泵系統(tǒng)，但是其中對(duì)直接換熱效率及清潔排污過程未有提及；在申請(qǐng)?zhí)枮?01510009127.4的發(fā)明專利“污水源熱泵系統(tǒng)”中給出了一種污水輸送系統(tǒng)與空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)相連接的空調(diào)系統(tǒng)，其利用第一及第二分隔墻避免了污水對(duì)空調(diào)用水的污染，但是也導(dǎo)致系統(tǒng)整體效率降低；在申請(qǐng)?zhí)枮?01210446134.7的發(fā)明專利“太陽(yáng)能和污水源熱泵負(fù)荷能源利用系統(tǒng)”中給出了太陽(yáng)能與污水源熱泵聯(lián)合運(yùn)行進(jìn)行供暖，利用相變進(jìn)行儲(chǔ)熱和利用峰谷電價(jià)差減少運(yùn)行費(fèi)用，但是并不能解決夏季制冷問題；在申請(qǐng)?zhí)枮?01110412952.0的發(fā)明專利“污水源熱泵系統(tǒng)污水自清潔換熱裝置”中提出了一種設(shè)有多層相互連通污水導(dǎo)流板的換熱裝置，其增加了污水流道的截面積保持水流穩(wěn)定流動(dòng)，但是其未考慮到有可能的結(jié)垢清除問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，利用“能源相互補(bǔ)充利用”的原則，提供一種水汽能與污水源熱泵耦合式空調(diào)系統(tǒng)，有效地分配與利用能量，將污水中富余的冷熱量與水汽能相互配合使用，從而實(shí)現(xiàn)高效率、低功耗地為建筑提供冷熱空調(diào)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種水汽能與污水源耦合空調(diào)系統(tǒng)，包括熱泵系統(tǒng)、水汽能收集系統(tǒng)、污水源收集系統(tǒng)、能量交換系統(tǒng)、室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)；

所述熱泵系統(tǒng)由壓縮機(jī)、四通換向閥、一級(jí)換熱器、電子膨脹閥、二級(jí)換熱器組成，制冷劑由壓縮機(jī)出口通過管道進(jìn)入四通換向閥后通過管道與一級(jí)換熱器制冷劑進(jìn)口相連接，一級(jí)換熱器制冷劑出口通過管道與電子膨脹閥進(jìn)口相連接，電子膨脹閥出口通過管道與二級(jí)換熱器制冷劑進(jìn)口相連接，二級(jí)換熱器制冷劑出口通過管道與四通換向閥入口相連接，四通換向閥通過管道與壓縮機(jī)入口相連接；