气体吸收与释放系统、空调系统

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种气体吸收与释放系统、空调系统。

背景技术

现有技术公开了一种CO

另一现有技术公开了用于室内的除二氧化碳装置、控制方法及空调器，其包括可吸附和解吸CO

发明内容

因此，本发明提供一种气体吸收与释放系统，能够解决现有二氧化碳捕集和转换设备由于其对二氧化碳的吸附和解吸均在同一个箱体内，吸附和解吸难以同时进行，造成该设备不能持续性的实现二氧化碳的捕集和转化利用的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种气体吸收与释放系统，包括：气体吸收与释放系统，其特征在于，包括供热装置、第一循环泵、气体吸收装置和气体释放装置，所述第一循环泵、气体吸收装置、气体释放装置形成吸收剂循环流路；所述气体吸收装置的出流侧和所述气体释放装置的进流侧之间的流路能够与所述供热装置进行热交换，或者所述气体释放装置能够与所述供热装置进行热交换。

在一些实施方式中，所述气体吸收装置包括第一壳体和设置在所述第一壳体内的多根中空透气纤维，所述中空透气纤维内形成有流道，所述第一壳体上构造有通风孔，所述第一壳体具有入口和出口，所述入口连接于所述第一循环泵，所述出口连接于所述气体释放装置，由所述入口流入的吸收剂能够分流至各所述流道内然后汇流至所述出口处流出。

在一些实施方式中，所述第一壳体内形成有分流腔和汇流腔，各所述流道的第一端均通过所述分流腔与所述入口连通，各所述流道的第二端均与所述汇流腔与所述出口连通。

在一些实施方式中，各所述中空透气纤维在所述第一壳体内间隔分布，且各所述中空透气纤维均沿所述第一壳体的第一方向延伸。

在一些实施方式中，各所述中空透气纤维均通过环氧树脂固定在所述第一壳体内；和/或，所述吸收剂循环流路上设置有吸收剂储液罐，所述吸收剂储液罐处于所述气体释放装置和第一循环泵之间。

本发明还提供的一种空调系统，包括上述的气体吸收与释放系统。

在一些实施方式中，空调系统还包括第二壳体和设置在所述第二壳体内的室内换热器，所述第二壳体具有具有进风口，所述气体吸收装置处于所述进风口与所述室内换热器之间，所述第一壳体具有朝向所述进风口的第一端面和朝向所述室内换热器的第二端面，所述通风孔的数量为多个，其中部分数量的所述通风孔处于所述第一端面上，剩余部分数量的所述通风孔处于所述第二端面上。

在一些实施方式中，空调系统还包括压缩机、室外换热器和节流元件，所述压缩机、室外换热器、节流元件和室内换热器形成冷媒循环流路，所述吸收剂循环流路上还设置有第一公用换热器，所述第一公用换热器包括能够热交换的第一流路和第二流路，所述第一流路的两端分别连接于所述气体吸收装置和所述气体释放装置，所述供热装置包括第二循环泵、第二公用换热器，所述第二公用换热器包括能够热交换的第三流路和第四流路，所述第三流路的两端分别连接于所述压缩机和所述室外换热器，所述第二循环泵、第二流路、第四流路形成换热介质循环流路。

在一些实施方式中，空调系统还包括压缩机、室外换热器和节流元件，所述压缩机、室外换热器、节流元件和室内换热器形成冷媒循环流路，所述室外换热器为所述供热装置，所述室外换热器能够与所述气体释放装置进行热交换。

在一些实施方式中，空调系统还包括压缩机、室外换热器和节流元件，所述压缩机、室外换热器、节流元件和室内换热器形成冷媒循环流路，所述供热装置包括第三公用换热器，所述第三公用换热器包括能够热交换的第五流路和第六流路，所述第五流路的两端分别连接于所述气体吸收装置和所述气体释放装置，所述第六流路的两端分别连接于所述压缩机和所述室外换热器。

本发明提供的一种气体吸收与释放系统、空调系统，具有以下有益效果：

当本申请的气体吸收装置处于室内，气体释放装置处于室外，且吸收剂为有机胺类、氨基酸盐、氨类和混合等适用于吸收二氧化碳的吸收剂时，由于第一循环泵能够驱动吸收剂在第一循环泵、气体吸收装置、气体释放装置形成的吸收剂循环流路中循环流通，因此在吸收剂流经气体吸收装置的过程中其能够吸收室内的二氧化碳，在吸收了二氧化碳的吸收剂流向气体释放装置的过程中，供热装置又会对吸收剂进行加热，使得吸收剂在流经气体释放装置时又会将二氧化碳释放到室外被植物吸收利用，如此反复循环，从而实现吸附和解吸同时进行，使得该系统能够持续性地进行二氧化碳的捕集和转化利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例一的空调系统的示意图；

图2为本发明实施例二的空调系统的示意图；

图3为本发明实施例的气体吸收与释放系统的气体吸收装置的剖视图；

图4为本发明实施例的气体吸收与释放系统的气体吸收装置的第一透视意图；

图5为本发明实施例的气体吸收与释放系统的气体吸收装置的第二透视意图；

图6为本发明实施例的气体吸收与释放系统的气体吸收装置的第一壳体的示意图。

附图标记表示为：

1、第一循环泵；2、气体吸收装置；21、第一壳体；22、中空透气纤维；23、流道；24、通风孔；25、分流腔；26、汇流腔；27、入口；28、出口；29、环氧树脂；3、气体释放装置；4、吸收剂储液罐；5、室内换热器；6、压缩机；7、室外换热器；8、节流元件；9、第一公用换热器；10、第二循环泵；11、第二公用换热器；12、换热介质储液罐；13、内风机；14、外风机；15、第一控制阀；16、第二控制阀；17、第三控制阀；18、第四控制阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种气体吸收与释放系统，包括：供热装置、第一循环泵1、气体吸收装置2和气体释放装置3，第一循环泵1、气体吸收装置2、气体释放装置3形成吸收剂循环流路；气体吸收装置2的出流侧和气体释放装置3的进流侧之间的流路能够与供热装置进行热交换，或者气体释放装置3能够与供热装置进行热交换。

该技术方案中，当气体吸收装置2处于室内，气体释放装置3处于室外，且吸收剂为有机胺类、氨基酸盐、氨类和混合等适用于吸收二氧化碳的吸收剂时，由于第一循环泵1能够驱动吸收剂在第一循环泵1、气体吸收装置2、气体释放装置3形成的吸收剂循环流路中循环流通，因此在吸收剂流经气体吸收装置2的过程中其能够吸收室内的二氧化碳，在吸收了二氧化碳的吸收剂流向气体释放装置3的过程中，供热装置又会对吸收剂进行加热，使得吸收剂在流经气体释放装置3时又会将二氧化碳释放到室外被植物吸收利用，如此反复循环，从而实现吸附和解吸同时进行，使得该系统能够持续性地进行二氧化碳的捕集和转化利用。可以理解的是，若本申请的吸收剂为适用于吸收其它气体的吸收剂时，则气体吸收与释放系统也可适用其它气体的吸附和解吸同时进行。

结合参见图1至图4所示，气体吸收装置2包括第一壳体21和设置在第一壳体21内的多根中空透气纤维22，中空透气纤维22内形成有流道23，第一壳体21上构造有通风孔24，第一壳体21具有入口27和出口28，入口27连接于第一循环泵1，出口28连接于气体释放装置3，由入口27流入的吸收剂能够分流至各流道23内然后汇流至出口28处流出。

在本实施例中，中空透气纤维22可以被称为疏水性中空纤维膜，其由聚偏乙烯、聚四氟乙烯或者聚丙烯等其中任一材料制成的膜卷成管状而形成，空气能够进入中空透气纤维22内和吸收剂接触，但吸收剂不会从中空透气纤维22内漏出。在吸收剂流经气体吸收装置2的过程中，外部空气由通风孔24进入第一壳体21内，并进入中空透气纤维22的内部和吸收剂接触，从而实现对室内二氧化碳的吸收。通过采用在第一壳体21内设置多根中空透气纤维22制成气体吸收装置2，使得进入第一壳体21内的空气从多个方向进入中空透气纤维22内和吸收剂接触，增大了空气和吸收剂的接触面积，对空气中的二氧化碳的脱除效果更好。

具体的，第一壳体21内形成有分流腔25和汇流腔26，各流道23的第一端均通过分流腔25与入口27连通，各流道23的第二端均与汇流腔26与出口28连通。

该技术方案中，第一循环泵1泵送的吸收剂由气体吸收装置2的入口27进入其分流腔25内，然后由分流腔25分流至各中空透气纤维22的流道23内，再汇聚至汇流腔26内，最后由出口28流出。通过在第一壳体21内简单地设置分流腔25和汇流腔26，从而实现吸收剂分流至各流道23内然后再汇流。除此之外，也可以在第一壳体21内设置两个分流器，其中一个分流器的进流端和入口27连通，该分流器的出流端设置多个多个直径较小的细管，各细管分别连接于各流道23的第一端；另外一个分流器的进流端设置多个多个直径较小的细管，各细管分别连接于各流道23的第二端，该分流器的出流端和出口28连通。

结合参见图1至图3所示，各中空透气纤维22在第一壳体21内间隔分布，且各中空透气纤维22均沿第一壳体21的第一方向延伸。

在本实施例中，第一方向指的是第一壳体21的长度方向，也即各中空透气纤维22均沿水平方向延伸。相比于各中空透气纤维22在第一壳体21内倾斜设置，各中空透气纤维22均沿水平方向设置可以使第一壳体21内设置更多数量的纤维，从而提高单位时间内流经气体吸收装置2的吸收剂流量，提升单位时间内二氧化碳的吸收量。相比于各中空透气纤维22在第一壳体21内垂直设置，各中空透气纤维22均沿水平方向设置可以延长各中空透气纤维22在第一壳体21内的路径，增大二氧化碳和吸收剂的接触时长，提升相同流速下二氧化碳的吸收量。

参见图1所示，各中空透气纤维22均通过环氧树脂29固定在第一壳体21内。

该技术方案中，中空透气纤维22比较柔软，而环氧树脂29具有具有粘性，其可对中空透气纤维22进行粘贴，当环氧树脂29凝固后可使各中空透气纤维22固定在第一壳体21内。也即采用环氧树脂29既可以对中空透气纤维22进行有效固定，又不会破坏中空透气纤维22的原有形态。

需要具体说明的是，第一壳体21包括主壳体段和两个辅助壳体段，两个辅助壳体段分别套在主壳体段的两端，其中一个辅助壳体段具有入口27，另一个辅助壳体段具有出口28，通风孔24构造在主壳体段上。各中空透气纤维22间隔横置在主壳体段内，且各中空透气纤维22的第一端延伸进具有入口27的辅助壳体段内，各中空透气纤维22的第二端延伸进具有出口28的辅助壳体段内。两个辅助壳体段内均填充有环氧树脂29以对各中空透气纤维22的两端进行固定，具有入口27的辅助壳体段通过环氧树脂29对其开口一侧进行封堵，从而使得该辅助壳体段内形成分流腔25，具有出口28的辅助壳体段通过环氧树脂29对其开口一侧进行封堵，从而使得该辅助壳体段内形成汇流腔26。

结合参见图5和图6所示，吸收剂循环流路上设置有吸收剂储液罐4，吸收剂储液罐4处于气体释放装置3和第一循环泵1之间。吸收剂储液罐4用来储存吸收剂，确保气体吸收与释放系统中具有足量的吸收剂以供循环使用。在气体吸收装置2和气体释放装置3之间的流路上设置有第一控制阀15，在第一循环泵1和吸收剂储液罐4之间的流路上设置有第二控制阀16。第一控制阀15和第二控制阀16的作用在于若气体吸收与释放系统中的某个部件需要维修时，通过关闭第一控制阀15和第二控制阀16可以防止该维修部件拆除时，系统中的吸收剂大量外流。

还需要说明的是，气体释放装置3与气体吸收装置2的结构相同，本申请在此不再对气体释放装置3的结构进行赘述。其中，气体释放装置3与气体吸收装置2均可以被称之为膜接触器。

本发明还提供的一种空调系统，包括上述的气体吸收与释放系统。空调系统还包括室内机和室外机，室外机中的压缩机6的输出端与室外换热器7的输入端连接，该过程中制冷剂经过压缩机6压缩成为高温高压的冷媒蒸汽，冷媒蒸汽从压缩机6的排气口排出进入室外换热器7中，在外风机14的作用下与室外空气进行热交换；室外换热器7的输出端与节流元件8的输入端连接，该过程中低温高压的冷媒经过节流元件8降低压力；节流元件8的输出端通过管路连接于室内机的室内换热器5，该过程将低温低压的冷媒送入室内换热器5中蒸发吸热制冷，并在内风机13的作用下与室内空气进行热交换；室内换热器5的输出端与压缩机6的储液罐的输入端连接，从而实现制冷循环。

作为一种具体的实施方式，空调系统还包括第二壳体，室内换热器5处于第二壳体内，第二壳体具有具有进风口，气体吸收装置2处于进风口与室内换热器5之间，第一壳体21具有朝向进风口的第一端面和朝向室内换热器5的第二端面，通风孔24的数量为多个，其中部分数量的通风孔24处于第一端面上，剩余部分数量的通风孔24处于第二端面上。

该技术方案中，第二壳体是指室内机的壳体。当内风机13处于运行状态时，内风机13驱动的气流会由第一壳体21的第一端面上的各通风孔24进入气体吸收装置2内，然后由第一壳体21的第二端面上的各通风孔24排出，在气流穿过气体吸收装置2的过程中，气流会和中空透气纤维22内的吸收剂接触，从而使得吸收剂脱除气流中的二氧化碳。通过将气体吸收装置2安装在室内换热器5和进风口之间，使得气体吸收装置2能够借助内风机13的风力作用而加快气流穿过气体吸收装置2，使得气体吸收装置2能够在单位时间内吸收室内更多的二氧化碳。更为重要的是，第一壳体21上的各通风孔24和各中空透气纤维22相配合使得气体吸收装置2相当于过滤器，在气体吸收装置2安装在室内换热器5和进风口之间时，还可以省去在室内机进风口处单独设置过滤网。优选的，气体吸收装置2抵接在第二壳体的内壁上，这样气体吸收装置2可以紧贴进风口，从而保证由进风口进入的气流能够全部流经气体吸收装置2过滤。

关于气体吸收与释放系统的供热装置，以下分三种情况进行说明：

作为实施例一，参见图5所示，压缩机6、室外换热器7、节流元件8和室内换热器5形成冷媒循环流路，吸收剂循环流路上还设置有第一公用换热器9，第一公用换热器9包括能够热交换的第一流路和第二流路，第一流路的两端分别连接于气体吸收装置2和气体释放装置3，供热装置包括第二循环泵10、第二公用换热器11，第二公用换热器11包括能够热交换的第三流路和第四流路，第三流路的两端分别连接于压缩机6和室外换热器7，第二循环泵10、第二流路、第四流路形成换热介质循环流路。

在本实施例中，换热介质循环流路中流通的换热介质可以是水。当压缩机6内排出的高温高压冷媒流经第二公用换热器11的第三流路时，该高温高压冷媒能够与流经第四流路的换热介质发生热交换，使得换热介质吸收冷媒的热量而升温，当升温后的换热介质流经第一公用换热器9的第二流路时，换热介质又会和流经第一流路的吸收剂发生热交换，使得吸收剂升温解吸二氧化碳，逸出的二氧化碳由气体释放装置3释放至室外，也即本申请能够实现利用压缩机6的排气余热解吸二氧化碳。逸出二氧化碳的吸收剂进入吸收剂储液罐4中，经过第一循环泵1的驱动再次进入气体吸收装置2中，从而持续性实现室内二氧化碳的自清洁。需要说明的是，现有技术中公开了利用太阳能作为二氧化碳的解吸供能，但太阳能设备受环境限制较大，且安装的成本也较高，而本申请利用压缩机6排气余热的供热装置则不受环境限制，且安装的成本也比较低廉。进一步，本申请解吸的二氧化碳可以用于大棚植物的生长，为植物的光合作用提供碳肥料，实现负碳排放，图5中所示的植物为大棚植物；相比于现有技术通过化学反应实现二氧化碳的转化利用，本申请将解吸的二氧化碳供给于大棚植物更有利于低成本、高效益地实现二氧化碳的利用。

具体的，换热介质循环流路上设置有换热介质储液罐12，换热介质储液罐12处于第二循环泵10和第二流路之间。换热介质储液罐12用来储存换热介质，确保供热装置具有足量的换热介质以供循环使用。

作为实施例二，参见图6所示，室外换热器7为供热装置，室外换热器7能够与气体释放装置3进行热交换。

在本实施例中，气体释放装置3安装在室外机上，且外风机14、室外换热器7、气体释放装置3依次排列，气体释放装置3处于外风机14的气流路径上。由于压缩机6排出的高温高压冷媒进入室外换热器7中进行冷凝，且在外风机14的作用下与室外空气进行热交换，因此吹向气体释放装置3的气流为热气流，热气流能够对流经气体释放装置3的吸收剂进行加热，使得二氧化碳从吸收剂中逸出并由气体释放装置3释放。若室外机安置在阳台，可将逸出的二氧化碳排至阳台上的绿植，从而实现二氧化碳负碳排放。逸出二氧化碳的吸收剂进入吸收剂储液罐4中，经过第一循环泵1的驱动再次进入气体吸收装置2中，从而持续性实现室内二氧化碳的自清洁。其中，图6中所示的绿植为阳台上的绿植。

作为实施例三，供热装置包括第三公用换热器(图中未示出)，第三公用换热器包括能够热交换的第五流路和第六流路，第五流路的两端分别连接于气体吸收装置2和气体释放装置3，第六流路的两端分别连接于压缩机6和室外换热器7。当压缩机6内排出的高温高压冷媒流经第三公用换热器的第五流路时，该高温高压冷媒能够与流经第六流路的吸收剂发生热交换，使得吸收剂升温解吸二氧化碳，逸出的二氧化碳由气体释放装置3释放至室外。也即实施例三也是利用压缩机6的排气余热解吸二氧化碳，但是实施例三相对于实施例一部件更少，结构更加简单。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。