(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910573591.4
(22)申请日 2019.06.28
(71)申请人 南京航空航天大学
香椿头地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街
29号
(72)发明人 岳晨　张世中　童乐　姚舜禹　
张绮钰　
严立婷
(74)专利代理机构 江苏圣典律师事务所 32237
代理人 韩天宇二十大开幕时间
(51)Int.Cl.
F24F  5/00(2006.01)
F24F  11/84(2018.01)
平方公式
F24F  11/85(2018.01)
F24F  13/30(2006.01)
(54)发明名称毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法(57)摘要本发明公开了一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法。其特征在于：该系统仅增加了喷淋器（2）、吸收塔（3）及少量辅助装置；充分利用吸收式工质对的吸收/解析水蒸汽原理，通过控制吸收式工质对的操作压力、温度和流量条件，借助蒸发器（7）对布置在房间（5）的毛细管网辐射制冷循环提供冷量，同时利用吸收式工质对对室外温度和湿度均较高的自然空气先进行除湿，然后利用蒸发器（7）出口冷冻水（23）对除湿后的自然空气（21）预冷后送入房间作为新风。相比较常规独立毛细管网辐射制冷+独立新风系统的空调，该方法操作简单，能够避免常规毛细管辐射制冷管网的结露问题，特别适合湿度及温度均较高的地区辐射制冷空调的节能改造，也适合
对温度和湿度需要精确控制的场合。权利要求书2页  说明书4页  附图1页CN 110319514 A 2019.10.11
C N  110319514
A
1.一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，其特征在于：
该系统包括风机（1）、喷淋器（2）、吸收塔（3）、换热器（4）、房间（5）、毛细管网（6）、蒸发器（7）、吸收器（8）、冷却水池（9）、第一水泵（10）、循环泵（11）、发生器（12）、三向阀（13）、正排量泵（14）、第一降压阀（15）、第二降压阀（16）、冷凝器（17）、节流阀（18）、第二水泵（19）和第三水泵（20）；
喷淋器（2）包括冷却水进口、冷却水出口、空气进口和空气出口；
吸收塔（3）包括浓溶液进口、稀溶液出口、空气进口和空气出口；
换热器（4）包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
冷凝器（7）包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
吸收器（8）包括浓溶液进口、蒸汽入口、稀溶液出口、冷却水进口和冷却水出口；车侑蓝资料
发生器（12）包括稀溶液进口、浓溶液出口、蒸汽出口、热源进口和热源出口；
蒸发器（17）包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
毛细管网（6）布置在房间（5）的墙壁、地板或者顶棚上；
冷却水池（9）包括第一出口（9-1）、第一进口（9-2）、第二出口（9-3）、第二进口（9-4）、第三出口（9-5）、第三进口（9-6）；
风机（1）出口与喷淋器（2）空气进口相连，喷淋器（2）空气出口与吸收塔（3）空气进口相连，吸收塔（3）空气出口与换热器（4）热侧进口相连，换热器（4）热侧出口与房间（5）新风进口相连；
冷却水（24）从冷却水池（9）经第一出口（9-1）通过第二水泵（19）送入喷淋器（2）冷却水入口，喷淋器（2）冷却水通过第一进口（9-2）与冷却水池（9）相连；
冷却水（24）从冷却水池（9）经第二进口（9-3）通过第三水泵（20）与冷凝器（17）冷侧入口相连，冷凝器（17）的冷侧出口与冷却水池（9）的第二进口（9-4）相连；
冷却水（24）从冷却水池（9）经第三出口（9-5）通过第一水泵（10）与吸收器（8）的冷却水入口相连，吸收器（8）的冷却水出口与冷却水池（9）的第三进口（9-6）相连；
房间（5）中毛细管网（6）冷冻水出口与蒸发器（7）热侧进口相连，蒸发器（7）热侧出口与房间（5）中毛细管网（6）冷冻水进口相连；
热源（26）与发生器（12）热源进口相连，发生器（12）热源出口与外界环境相连；
发生器（12）的浓溶液出口通过三向阀（13）分为两路：
一路通过第二降压阀（16）与吸收器（8）浓溶液入口相连；另一路通过正排量泵（14）与吸收塔（3）的浓溶液入口相连，吸收塔（3）的浓溶液出口通过第一降压阀（15）与吸收器（8）的浓溶液入口相连；
发生器（12）的蒸汽出口与冷凝器（17）的热侧入口相连，冷凝器（17）的热侧出口通过节流阀（18）与蒸发器（7）冷侧入口相连，蒸发器（7）冷侧出口与换热器（4）冷侧入口相连，换热器（4）热侧出口与吸收器（8）的蒸汽入口相连；
吸收器（8）稀溶液出口通过循环泵（11）与发生器（12）的稀溶液进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，其特征在于，包括以下过程：
自然空气（21）经风机（1）增压后送入喷淋器（2），与自上而下的冷却水发生热质交换作用后吸收水分变为湿空气，喷淋器（2）顶端排出的饱和湿空气进入吸收塔（3）底部，与自上
而下的吸收式浓溶液（26）进行热质交换，吸收了饱和湿空气中的部分水分，湿空气的露点温度降低，并从吸收塔（3）顶部空气出口排出，然后被送入换热器（4）热侧，被其冷侧的冷冻水（23）降低温度后送入房间（5）作为新风；
来自冷却水池（9）的冷却水（24）从第一出口（9-1）经第二水泵（19）增压后送入喷淋器（2）自上而下运动，与自下而上的空气进行热质交换，冷却水温度升高，从喷淋器（2）底部冷却水出口排出，并从第一进口（9-2）送入冷却池中被大气环境冷却至常温；
来自冷却水池（9）的冷却水（24）经第二进口（9-3）通过第三水泵（20）增压后，通过冷凝器（17）冷侧对其热侧水蒸汽（25）冷却为液态冷冻水（23），冷凝器（17）冷侧出口的冷却水温度升高并通过第二进口（9-4）送入冷却水池；
来自冷却水池（9）的冷却水（24）经过第三出口（9-5）通过第一水泵（10）增压后，通过吸收器（8）的冷却水侧，对浓溶液吸收水蒸气过程释放的热量进行吸收，其温度升高后通过第三入口（9-6）排入冷却水池；
英特尔酷睿i5热源（26）通过发生器（12）热源进口进入，对发生器（12）内的稀溶液（28）加热后从发生器（12）热源出口排出；
发生器（12）内稀溶液（28）吸收热量后部分蒸发变为浓溶液，蒸发的水蒸汽（25）从发生器（12）顶部蒸汽出口排出，并进入冷凝器（17）热侧被冷却为液态水，液态水经过节流阀（18）降压降温后变为冷冻水（23），冷冻水（23）送入蒸发器（22）冷侧，对其热侧的循环冷水（22）冷却后送入布置在房间（5）内的毛细管网（6），实现对房间的降温；冷凝器（17）冷侧出口的冷冻水（23）继续通过换热器（4）冷侧，对其热侧通过的空气降温后送入房间，作为新风；冷冻水（23）则蒸发变为低压蒸汽，然后送入吸收器（8）的蒸汽入口；
发生器（12）底部出口排出的浓溶液（27）经过三通阀（13）后分为两路：一路经过第二减压阀（16）降压后送入吸收器（8），另一路经过正排量泵（14）增压后，进入吸收塔（3）顶部，与自下而上的湿空气进行热质交换，吸收湿空气中部分水蒸汽后温度升高，并从吸收塔（3）底部排出，然后经过第一降压阀（15）进入吸收器（8）；
进入吸收器（8）的浓溶液吸收水蒸汽后变为稀溶液（28），该吸收过程放出的热量被其冷却水侧的常温冷却水带走，稀溶液（28）则经过循环泵（11）增压后再送入发生器（12）。
3.根据权利要求1所述的一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，其特征在于：吸收式工质对（28）是水-溴化锂，或水-氯化锂，或水-碘化锂溶液。
4.根据权利要求1所述的一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，其热源（26）是热水，或烟气，
或蒸汽。
毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法
技术领域
[0001]本发明提供了一种毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，属于能源系统领域。
背景技术
[0002]常规将蒸发器布置在室内的壁挂式或者柜式空调，主要通过蒸汽制冷循环对对室内循环风不断冷却，从而实现对房间温湿度的调控。为了保证房间的制冷效果，一般蒸发器中制冷剂的温度远低于房间设定温度，存在10-15℃的温差，室外冷凝器的换热温差也在10-15℃，因此这类空调的COP均较低。
[0003]近年发展起来的一种毛细管网辐射制冷空调系统，是一种温度和湿度独立控制的空调方法。通过在墙壁、地板或者顶棚布置毛细管网，利用室外空调对毛细管网循环冷水冷却，由于水的对流换热系数较高，该方法能够显著提高现有空调蒸发器的温度，降低冷凝器的温度，从而显著提高了空调的COP，较常规空调更加节能。毛细管网辐射制冷空调通过独立的新风系统来控制房间的湿度和空气的清新程度。此外，毛细管网空调中冷冻水的水流量及流速均较低，因此静音，人体感觉更加舒适。
[0004]然而，对于高温高湿地区，由于室外空气的露点温度高于房间内的制冷温度，对其采用毛细管网辐射空调，其管网布置面存在结露的隐患，容易滋生细菌，腐蚀和污染墙面，从而限制了毛细管网辐射制冷空调的在这些地区的大力推广。
[0005]如果能够解决结露问题，则能够显著扩展毛细管网辐射制冷空调的应用领域。
发明内容
[0006]该系统包括风机、喷淋器、吸收塔、换热器、房间、毛细管网、蒸发器、吸收器、冷却水池、第一水泵、循环泵、发生器、三向阀、正排量泵、第一降压阀、第二降压阀、冷凝器、节流阀、第二水泵和第三水泵；
喷淋器包括冷却水进口、冷却水出口、空气进口和空气出口；
吸收塔包括浓溶液进口、稀溶液出口、空气进口和空气出口；
换热器包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
冷凝器包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
吸收器包括浓溶液进口、蒸汽入口、稀溶液出口、冷却水进口和冷却水出口；
发生器包括稀溶液进口、浓溶液出口、蒸汽出口、热源进口和热源出口；
蒸发器包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口和冷侧出口；
毛细管网布置在房间的墙壁、地板或者顶棚上；
风机出口与喷淋器空气进口相连，喷淋器空气出口与吸收塔空气进口相连，吸收塔空气出口与换热器热侧进口相连，换热器热侧出口与房间新风进口相连；
冷却水从冷却水池经第一出口通过第二水泵送入喷淋器冷却水入口，喷淋器冷却水出口与冷却水池的第一进口相连；
冷却水从冷却水池经第二出口通过第三水泵与冷凝器冷侧入口相连，冷凝器的冷侧出口与冷却水池的第二入口相连；
冷却水从冷却水池经第三出口通过第一水泵与吸收器的冷却水入口相连，吸收器的冷却水出口与冷却水池的第三入口相连；
房间中毛细管网冷冻水出口与蒸发器热侧进口相连，蒸发器热侧出口与房间中毛细管网冷冻水进口相连；
热源与发生器热源进口相连，发生器热源出口与外界环境相连；
发生器的浓溶液出口通过三向阀分为两路：
一路通过第二降压阀与吸收器浓溶液入口相连；另一路通过正排量泵与吸收塔的浓溶液入口相连，吸收塔的浓溶液出口通过第一降压阀与吸收器的浓溶液入口相连；
发生器的蒸汽出口与冷凝器的热侧入口相连，冷凝器的热侧出口通过节流阀与蒸发器冷侧入口相连，蒸发器冷侧出口与换热器冷侧入口相连，换热器热侧出口与吸收器的蒸汽入口相连；
吸收器稀溶液出口通过循环泵与发生器的稀溶液进口相连；
根据本发明所述的毛细管网辐射制冷空调系统及防结露方法，其特征在于，包括以下过程：
自然空气经风机增压后送入喷淋器，与自上而下的冷却水发生热质交换作用后吸收水分变为湿空气，喷淋器顶端排出的饱和湿空气进入吸收塔底部，与自上而下的吸收式浓溶液进行热质交换，吸收了饱和湿空气中的部分水分，湿空气的露点温度降低，并从吸收塔顶部空气出口排出，然后被送入换热器热侧，被其冷侧的冷冻水降低温度后送入房间作为新风；
来自冷却水池的冷却水从第一出口经第二水泵增压后送入喷淋器自上而下运动，与自下而上的空气进
行热质交换，冷却水温度升高，从喷淋器底部冷却水出口排出，并从第一进口冷却池中被大气环境冷却至常温；
来自冷却水池的冷却水经第二出口通过第三水泵增压后，通过冷凝器冷侧对其热侧水蒸汽冷却为液态冷冻水，冷凝器冷侧出口的冷却水温度升高，然后经第二进口送入冷却水池；
来自冷却水池的冷却水经第三出口通过第一水泵增压后，通过吸收器的冷却水侧，对浓溶液吸收水蒸气过程释放的热量进行吸收，其温度升高后通过第二进口排入冷却水池；
热源通过发生器热源进口进入，对发生器内的稀溶液加热后从发生器热源出口排出；
发生器内稀溶液吸收热量后部分蒸发变为浓溶液，蒸发的水蒸汽从发生器顶部蒸汽出口排出，并进入冷凝器热侧被冷却为液态水，液态水经过节流阀降压降温后变为冷冻水，冷冻水送入蒸发器冷侧，对其热侧的循环冷水冷却后送入布置在房间内的毛细管网，实现对房间的降温；冷凝器冷侧出口的冷冻水继续通过换热器冷侧，对其热侧通过的空气降温后送入房间，作为新风；冷冻水则蒸发变为低压蒸汽，然后送入吸收器的蒸汽入口；
发生器底部出口排出的浓溶液经过三通阀后分为两路：一路经过第二减压阀降压后送入吸收器，另一路经过正排量泵增压后，进入吸收塔顶部，与自下而上的湿空气进行热质交换，吸收湿空气中部分水蒸汽后温度升高，并从吸收塔底部排出，然后经过第一降压阀进入吸收器；