一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统的制作方法

allin2025-03-25  53


本技术涉及空气碳捕集,具体涉及一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统。


背景技术:

1、随着现代城市化进程的加速和建筑技术的不断进步,空调系统已成为现代建筑不可或缺的组成部分,空调系统通过调节室内温度、湿度和空气质量,为人们提供舒适的工作和生活环境。

2、然而,传统空调系统都是采用引入室外空气(即“新风”)的方法来解决室内二氧化碳富集的问题,这为空调系统带入大量的湿负荷和热负荷,增加了空调系统的运行负担。其次、现有空调系统在运行时,压缩机和冷凝器会产生大量余热,而这些余热未经处理直接通过管道排向外界环境,造成了环境污染。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺陷,本技术提供了一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统。

2、具体技术方案如下所示:

3、一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统,包括制冷装置、碳捕集装置、热回收装置以及相变蓄热装置;

4、所述制冷装置设有连通室外的第一进气管路、连通室内的第二进气管路以及连通室内的出气管路,所述碳捕集装置位于所述第二进气管路,用于吸附室内气体中的二氧化碳和水蒸气以得到吸附后室内气体;所述制冷装置被配置为对所述第一进气管路的室外气体以及所述第二进气管路的吸附后室内气体进行制冷处理,并将制冷后气体从所述出气管路输出;

5、所述热回收装置连接所述制冷装置,用于回收所述制冷装置在制冷处理时产生的余热;

6、所述相变蓄热装置连接所述热回收装置,用于获取并存储所述热回收装置回收的余热,并在所述碳捕集装置脱附时释放;

7、所述碳捕集装置连接于所述相变蓄热装置,用于获取所述相变蓄热装置释放的余热以受热释放吸附的二氧化碳和水蒸气。

8、在一个具体实施例中,所述相变蓄热装置与所述热回收装置之间设有第一换热回路,所述相变蓄热装置通过所述第一换热回路与所述热回收装置连接;

9、所述相变蓄热装置具有相变介质和流体介质,所述相变介质位于所述所述相变蓄热装置的内部,所述相变介质和所述流体介质相互独立;

10、所述流体介质被配置在所述第一换热回路流动以将所述热回收装置回收的余热输送至所述相变介质;

11、所述相变介质被配置为在第一温度区间由第一形态转换成第二形态以存储余热,以及在第二温度区间由所述第二形态转换成所述第一形态以释放余热。

12、在一个具体实施例中,所述相变介质包括石蜡、甘油、醋酸钠、硫酸钠、氯化钙和月桂酸一种或多种混合介质;所述流体介质包括水、导热油或乙二醇;所述第一形态为固态或固液共存态,所述第二形态为液态。

13、在一个具体实施例中,所述碳捕集装置配置有至少一个吸附单元,所述吸附单元的两侧分别具有第一通气部和第二通气部,所述吸附单元的内部具有吸附材料,所述吸附材料用于对接从第一通气部进入的气体并吸附二氧化碳,以将脱除二氧化碳的气体从所述第二通气部排出;

14、所述吸附单元的内部还具有多个依次设置的加热管,所述加热管的外壁与至少一部分所述吸附材料接触,所述吸附单元的两端分别具有第一汇流管和第二汇流管,所述第一汇流管和所述第二汇流管均与所述加热管连通,所述流体介质依次流过所述第一汇流管、所述加热管以及所述第二汇流管,用于将所述流体介质的热传递给所述加热管;所述吸附材料还用于对接所述加热管的热以脱除二氧化碳。

15、在一个具体实施例中,所述碳捕集装置与所述相变蓄热装置之间设有第二换热回路,所述碳捕集装置通过所述第二换热回路与所述相变蓄热装置连接,所述流体介质被配置为获取所述相变介质释放的余热,并沿所述第二换热回路输送至所述碳捕集装置以使所述碳捕集装置一次脱附;所述碳捕集装置上设有第一排气管路,所述第一排气管路连通室外,用于排出一次脱附释放的水蒸气;

16、所述第二换热回路上设有第一加热模块,所述流体介质还被配置为获取所述第一加热模块的热量,并沿所述第二换热回路输送至所述碳捕集装置以使所述碳捕集装置二次脱附;所述碳捕集装置上还设有第二排气管路,所述第二排气管路用于排出二次脱附的二氧化碳。

17、在一个具体实施例中,还包括真空泵、液化装置和储液装置,所述真空泵的一端连接所述第二排气管路,另一端连接所述液化装置,所述液化装置用于将二氧化碳液化;所述储液装置连接于所述液化装置,用于将液化的二氧化碳存储。

18、在一个具体实施例中,还包括用于检测室内二氧化碳浓度的监测装置,所述第二进气管路上设有第一阀体,所述第一阀体与所述监测装置电性连接,用于在室内二氧化碳浓度高于预设浓度时调整开度;

19、所述碳捕集装置上还设有连通室外的第三进气管路,所述第三进气管路上设有第二阀体,所述第二阀体用于在所述制冷装置停止运行达到预设时间时打开;所述第三进气管路、所述碳捕集装置以及所述第一排气管路相配合,用于在所述第二阀体打开时,获取并吸附处理室外气体以排出室外。

20、在一个具体实施例中,所述空调系统还包括第一风机和第二风机,所述第一风机用于在所述第一阀体打开、所述第二阀体关闭时驱动,以使室内气体从所述第二进气管进入;所述第二风机连接所述第三进气管路,用于所述第一阀体关闭、所述第二阀体打开时驱动,以使室外气体从所述第三进气管路进入;

21、和/或,所述第一阀体包括可调节开度的调节阀,所述第二阀体包括用于控制气体通断的启闭阀。

22、在一个具体实施例中,所述制冷装置包括相连接的冷凝器和压缩机,所述热回收装置包括换热器、第一回收管路和第二回收管路,所述第一回收管路连接所述冷凝器和所述换热器,用于将所述冷凝器的高温高压冷媒引至所述换热器;

23、所述第二回收管路连接所述压缩机和所述换热器,用于将所述压缩机的热气引至所述换热器;

24、所述相变蓄热装置通过所述第一换热回路与所述换热器连接。

25、在一个具体实施例中,所述相变蓄热装置上设有第二加热模块,所述第二加热模块用于在所述碳捕集装置脱附时,加热至所述相变介质释放余热;

26、所述空调系统还包括光伏模块,所述光伏模块与所述第一加热模块、所述第二加热模块连接。

27、本技术至少具有以下有益效果:

28、本技术提供了一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统,包括制冷装置、碳捕集装置、热回收装置以及相变蓄热装置;制冷装置设有连通室外的第一进气管路、连通室内的第二进气管路以及连通室内的出气管路,碳捕集装置位于第二进气管路,用于吸附室内气体中的二氧化碳和水蒸气以得到吸附后室内气体;制冷装置被配置为对第一进气管路的室外气体以及第二进气管路的吸附后室内气体进行制冷处理,并将制冷后的气体从出气管路输出;热回收装置连接制冷装置,用于回收制冷装置在制冷处理时产生的余热;相变蓄热装置连接热回收装置,用于获取并存储热回收装置回收的余热,并在碳捕集装置脱附时释放;碳捕集装置连接于相变蓄热装置,用于获取相变蓄热装置释放的余热以受热释放吸附的二氧化碳和水蒸气。本技术通过第一进气管路和第二进气管路的配合减少室外气体的引入,同时通过在第二进气管路上设有碳捕集装置,有效吸收室内气体中的二氧化碳和水蒸气,以降低空气湿度,减少空调湿负荷;此外,本技术还设置有热回收装置以及相变蓄热装置,通过热回收装置、相变蓄热装置和制冷装置的配合,回收并存储制冷装置产生的余热,并在碳捕集装置脱附时释放相变蓄热装置中存储的余热,以使碳捕集装置中吸附的二氧化碳和水蒸气脱除,从而既实现室内外二氧化碳浓度的降低,还能最大程度的实现系统热量的循环利用。

29、进一步地,相变蓄热装置与热回收装置之间设有第一换热回路,相变蓄热装置通过第一换热回路与热回收装置连接;相变蓄热装置具有相变介质和流体介质,相变介质位于相变蓄热装置的内部,相变介质和流体介质相互独立;流体介质被配置在第一换热回路流动以将热回收装置回收的余热输送至相变介质;相变介质被配置为在第一温度区间由第一形态转换成第二形态以存储余热,以及在第二温度区间由第二形态转换成第一形态以释放余热。具体地,相变介质包括石蜡、甘油、醋酸钠、硫酸钠、氯化钙和月桂酸一种或多种混合介质,具体混合比例需要根据当地全年温差和空调运行参数确定;流体介质包括水、导热油或乙二醇;第一形态为固态或固液共存态,第二形态为液态。本技术通过相变介质和流体介质两种介质的配合,实现热回收装置回收余热的有效存储,其存储方式安全、可靠。


技术特征:

1.一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,包括制冷装置、碳捕集装置、热回收装置以及相变蓄热装置;

2.根据权利要求1所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述相变蓄热装置与所述热回收装置之间设有第一换热回路,所述相变蓄热装置通过所述第一换热回路与所述热回收装置连接;

3.根据权利要求2所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述相变介质包括石蜡、甘油、醋酸钠、硫酸钠、氯化钙和月桂酸一种或多种混合介质;所述流体介质包括水、导热油或乙二醇;所述第一形态为固态或固液共存态,所述第二形态为液态。

4.根据权利要求2或3所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述碳捕集装置配置有至少一个吸附单元,所述吸附单元的两侧分别具有第一通气部和第二通气部,所述吸附单元的内部具有吸附材料,所述吸附材料用于对接从第一通气部进入的气体并吸附二氧化碳,以将脱除二氧化碳的气体从所述第二通气部排出;

5.根据权利要求2或3所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述碳捕集装置与所述相变蓄热装置之间设有第二换热回路,所述碳捕集装置通过所述第二换热回路与所述相变蓄热装置连接,所述流体介质被配置为获取所述相变介质释放的余热,并沿所述第二换热回路输送至所述碳捕集装置以使所述碳捕集装置一次脱附;所述碳捕集装置上设有第一排气管路,所述第一排气管路连通室外,用于排出一次脱附释放的水蒸气;

6.根据权利要求5所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,还包括真空泵、液化装置和储液装置,所述真空泵的一端连接所述第二排气管路,另一端连接所述液化装置,所述液化装置用于将二氧化碳液化;所述储液装置连接于所述液化装置,用于将液化的二氧化碳存储。

7.根据权利要求5所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,还包括用于检测室内二氧化碳浓度的监测装置,所述第二进气管路上设有第一阀体,所述第一阀体与所述监测装置电性连接,用于在室内二氧化碳浓度高于预设浓度时调整开度;

8.根据权利要求7所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述空调系统还包括第一风机和第二风机,所述第一风机用于在所述第一阀体打开、所述第二阀体关闭时驱动,以使室内气体从所述第二进气管进入;所述第二风机连接所述第三进气管路,用于所述第一阀体关闭、所述第二阀体打开时驱动,以使室外气体从所述第三进气管路进入;

9.根据权利要求2所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述制冷装置包括相连接的冷凝器和压缩机,所述热回收装置包括换热器、第一回收管路和第二回收管路,所述第一回收管路连接所述冷凝器和所述换热器,用于将所述冷凝器的高温高压冷媒引至所述换热器;

10.根据权利要求5所述的具有碳捕集及热回收功能的空调系统,其特征在于,所述相变蓄热装置上设有第二加热模块,所述第二加热模块用于在所述碳捕集装置脱附时,加热至所述相变介质释放余热;


技术总结
本申请提供了一种具有碳捕集及热回收功能的空调系统,包括制冷装置、碳捕集装置、热回收装置以及相变蓄热装置;制冷装置设有第一进气管路、第二进气管路以及出气管路,碳捕集装置位于第二进气管路,用于吸附室内气体中的二氧化碳和水蒸气;制冷装置被配置为对第一进气管路的室外气体以及第二进气管路的吸附后室内气体进行制冷处理并从出气管路输出;热回收装置连接制冷装置,用于回收制冷装置的余热;相变蓄热装置连接热回收装置,用于存储回收的余热并在碳捕集装置脱附时释放;碳捕集装置连接于相变蓄热装置,用于获取余热以释放吸附的二氧化碳和水蒸气。本申请既实现室内外二氧化碳浓度的降低,还能最大程度的实现系统热量的循环利用。

技术研发人员:张作泰,王宝汉,颜枫,许继云
受保护的技术使用者:深碳科技(深圳)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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