基于压缩-喷射复合的双热源高效空调系统及应用
【技术领域】
[0001]本发明属于可再生能源利用技术领域，特别涉及基于压缩-喷射复合的双热源高效空调系统及应用。
【背景技术】
[0002]随着城市化进程的快速发展及人民生活水平的日益提高，中国建筑能耗快速增长。目前，建筑能耗已占社会商品总能耗的30%左右，其中空调、供热能耗约占建筑总能耗的50%。中国北方寒冷及严寒地区，冬季室外温度降低时，将导致蒸发温度降低，冷媒流量下降，导致制热效果差，不能满足供热需求。同时鉴于中国能源消耗现状，开发利用太阳能等高品位热能和空气能等低品位热能是建筑节能的主要技术措施。采用何种技术及装备以高效利用太阳能、空气能等是目前亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供基于压缩-喷射复合的双热源高效空调系统及应用，具体技术方案如下:
[0004]—种基于压缩-喷射复合的双热源高效空调系统，所述系统由压缩-喷射复合的热栗机组、溶液再生机组、蓄热罐、用户末端和阀门组成；
[0005]所述热栗机组由压缩机、喷射器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一工质罐、第二工质罐、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第一阀门、第二阀门和第三阀门组成;其中，压缩机出口与第二阀门的a 口连接，压缩机出口还通过第一阀门与喷射器的工作流体入口相连;第二阀门的d口与第三换热器、工质罐依次相连，在第一工质罐的进、出口两端并联一条管路，并且安装第三膨胀阀；第二阀门的b 口与第二换热器、第二工质罐依次相连，在第二工质罐的进、出口两端并联一条管路，并且安装第一膨胀阀；第一工质罐和第二工质罐连接后，再与第二膨胀阀、第一换热器、第三阀门依次连接，然后与喷射器的混合流体出口、压缩机入口连接，第二阀门的c 口与喷射器的弓I射流体入口连接；
[0006]所述溶液再生机组由溶液再生器、太阳能集热器、第四换热器、第五换热器、第一溶剂栗、第二水栗、第十一阀门和第十二阀门组成;其中，太阳能集热器热媒出口通过第十一阀门与溶液再生器热媒入口连接，溶液再生器热媒出口通过第二水栗与太阳能集热器热媒入口连接;溶液再生器的浓溶液出口通过第十二阀门与第四换热器的浓溶液入口相连，第四换热器的浓溶液出口与第五换热器的浓溶液入口相连，第五换热器的浓溶液出口与用户末端连接，在用户末端吸收水分变成的稀溶液后，再与第四换热器的稀溶液入口相连，第四换热器的稀溶液出口与溶液再生器的稀溶液入口相连；
[0007]太阳能集热器热媒出口通过第十阀门与第一换热器的换热介质出口相连，第一换热器的换热介质入口依次通过第九阀门、第二水栗与太阳能集热器热媒入口相连；
[0008]用户末端的换热介质出口通过水栗后分为两路，一路经第五阀门与第二换热器、蓄热罐依次连接，在蓄热罐的两端并联一条管路，并安装第四阀门；另一路经第六阀门与第一换热器、第八阀门依次连接;且蓄热罐的出口分别与第八阀门、用户末端换热介质入口连接;在第一换热器的换热介质出口与第二换热器的换热介质入口之间连接一条管路，并安装第七阀门。
[0009]上述双热源高效空调系统进行制冷或者制热的应用，包括以下四种工作方式:
[0010](I)制冷工况下，压缩机单独运行；
[0011 ]此时，工质流程为:第一阀门、第二阀门的b 口和c 口、第一膨胀阀、第三膨胀阀关闭，第二阀门的a口和d 口打开;第一换热器作为蒸发器，第三换热器作为冷凝器;工质蒸汽离开压缩机后，经第二阀门的a 口和d 口进入第三换热器，在第三换热器中降温冷凝成液态后进入第一工质罐，液态工质经第二膨胀阀降压后进入第一换热器，在第一换热器中与来自用户末端的回水换热蒸发，生成低温低压工质蒸汽，进入压缩机再次压缩，如此循环；
[0012]低温水流程为:第四阀门、第五阀门、第七阀门关闭，第六阀门、第八阀门打开，用户末端的回水经第一水栗送入第一换热器，被工质吸热降温后返回到用户末端；
[0013]高温水流程:第十一阀门、第十二阀门打开，第九阀门、第十阀门关闭，由太阳能集热器中流出的高温水进入溶液再生器入口，加热稀溶液，使稀溶液中的水分蒸发变成浓溶液，之后降温后的水返回太阳能集热器；
[0014]除湿溶液流程:由溶液再生器中流出的溴化锂浓溶液进入第四换热器与用户末端除湿完毕后的溴化锂稀溶液换热降温，进入第五换热器继续降温，然后进入用户末端对用户进行除湿，除湿后的溴化锂稀溶液进入第四换热器升温后由第一溶剂栗送入溶液再生器重新制取溴化锂浓溶液；
[0015](2)制冷工况下，压缩机和喷射器复合运行；
[0016]此时，工质流程为:第一阀门、第二阀门、第三阀门、第一膨胀阀、第二膨胀阀打开，第三膨胀阀关闭，第二工质罐关闭;第一换热器作为高压蒸发器、第二换热器作为低压蒸发器，第三换热器作为冷凝器;工质蒸汽从压缩机出口分为两路:一路经过第二阀门的a 口和d口进入第三换热器，在第三换热器中降温冷凝成液态后进入第一工质罐，液态工质从第一工质罐流出后再分为两路，一路经过第二膨胀阀降压后进入第一换热器，在第一换热器中与来自用户末端的回水换热蒸发，生成低温低压工质蒸汽，另一路经过第一膨胀阀降压后接入第二换热器，并在第二换热器中与来自用户末端的回水换热蒸发，生成低温低压工质蒸汽，通过第二阀门的b 口和c 口接入喷射器的弓I射流体入口 ；从压缩机出口分出的另一路工质经第一阀门接入喷射器的工作流体入口，引射来自第二换热器的低温低压工质蒸汽，两路工质在喷射器中混合后从喷射器出口流出，之后再与来自第一换热器的工质蒸汽汇合、进入压缩机再次压缩，如此循环；
[0017]低温水流程为串联形式:第四阀门、第六阀门、第七阀门打开，第五阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门关闭，用户末端的回水经第一水栗送入第一换热器，被工质吸热降温后进入第二换热器进一步降温，然后返回到用户末端；
[0018]或并联形式:第四阀门、第五阀门、第六阀门、第八阀门打开，第七阀门、第九阀门、第十阀门关闭，用户末端的回水分为两路:一路进入第一换热器放热降温，另一路进入第二换热器放热降温，两路降温后的低温水汇合后返回用户末端；
[0019]高温水流程:第十一阀门、第十二阀门打开，第九阀门、第十阀门关闭，由太阳能集热器中流出的高温水进入溶液再生器入口，加热稀溶液，使稀溶液中的水分蒸发变成浓溶液，之后降温后的水返回太阳能集热器；
[0020]除湿溶液流程:由溶液再生器中流出的溴化锂浓溶液进入第四换热器与用户末端除湿完毕后的溴化锂稀溶液换热降温，进入第五换热器继续降温，然后进入用户末端对用户进行除湿，除湿后的溴化锂稀溶液进入第四换热器升温后由第一溶剂栗送入溶液再生器重新制取溴化锂浓溶液；
[0021](3)制热工况下，压缩机单独运行；
[0022]此时，工质流程为:第二膨胀阀、第二阀门的a口和b 口、第三阀门打开，第二工质罐打开，第一膨胀阀、第三膨胀阀、第一阀门、第二阀门的c口和d口关闭，第一工质罐关闭；第一换热器为蒸发器，第二换热器为冷凝器;工质蒸汽离开压缩机后，经过第二阀门的a 口和b口进入第二换热器，在第二换热器中放热降温、冷凝成液态后进入第二工质罐，液态工质经过第二膨胀阀降压后进入第一换热器，在第一换热器中吸收来自太阳能集热器高温水的热量蒸发，生成的工质蒸汽进入压缩机再次压缩，如此循环；
[0023]中温水流程:第四阀门、第五阀门打开，第六阀门、第七阀门、第八阀门关闭，用户末端回水经第一水栗送入第二换热器吸收热量升温后，返回到用户末端；
[0024]高温水流程:第九阀门、第十阀门打开，第十一阀门、第十二阀门关闭，由第一换热器流出的回水经第二水栗送入太阳能集热器，吸收太阳能升温后返回第一换热器；
[0025](4)制热工况下，压缩机和喷射器复合运行；
[0026]此时，工质流程为:第一阀门、第二阀门、第三阀门、第二膨胀阀、第三膨胀阀打开，第一膨胀阀关闭，第一工质罐关闭，第一换热器为高压蒸发器、第二换热器为冷凝器，第三换热器为低压蒸发器;工质蒸汽从压缩机出口分为两路:一路经过第二阀门的a 口和b 口进入第二换热器，在第二换热器中放热降温、冷凝成液态后进入第二工质罐，液态工质从第二工质罐流出后再分为两路:一路经过第二膨胀阀降压后进入第一换热器，工质在第一换热器中与来自太阳能集热器的高温水换热蒸发，生成工质蒸汽，另一路通过第三膨胀阀降压后进入第三换热器，并在第三换热器中吸收室外低温空气热能蒸发，生成低温低压工质蒸汽，通过第二阀门的d 口和c 口接入喷射器的引射流体入口 ；从压缩机出口分出的另一路工质经第一阀门接入喷射器的工作流体入口，引射来自第三换热器的低压工质蒸汽，两路工质在喷射器中混合后从喷射器出口流出，之后再与来自第一换热器的工质蒸汽汇合、进入压缩机再次压缩，如此循环；
[0027]中温水流程:第四阀门、第五阀门打开，第六阀门、第七阀门、第八阀门关闭，用户末端回水经第一水栗送入第二换热器吸收热量升温后，返回到用户末端；
[0028]高温水流程:第九阀门、第十阀门打开，第十一阀门、第十二阀门关闭，由第一换热器流出的回水经第二水栗送入太阳能集热器，吸收太阳能升温后返回第一换热器。
[0029]本发明还提供了另外一种基于压缩-喷射复合的双热源高效空调系统，所述系统由基于压缩-喷射复合的热栗机组、溶液再生机组、蓄热罐、用户末端和阀门组成；
[0030]所述热栗机组由压缩机、喷射器、闭式冷却塔、第一换热器、第二换热器、第三换热器、工质罐、第一膨胀阀、第一阀门和第二阀门组成;其中，压缩机出口与第三换热器连接，压缩机出口还通过第一阀门与喷射器的工作流体入口相连;第三换热器的出口与工质罐相连，随后分为两路，一路通过第一膨胀阀与第二换热器相连，之后接入喷射器引射流体入口；一路通过第二膨胀阀与第一换热器相连，经过第二阀门返回压缩机;喷射器的混合流体出口与压缩机的入口连接；
[0031]所述溶液再生机组由溶液再生器、太阳能集热器、第四换热器、第五换热器、第四溶剂栗、第三溶剂栗、第十三阀门、第十四阀门和第十五阀门组成;其中，太阳能