CN101038110A - 分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统 - Google Patents

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Abstract

一种分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，由太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统、粮仓送风调节系统组成，其特征在于：该系统采用分体式结构，即太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统均安装在屋顶，粮仓送风调节系统及吸收式制冷机系统的蒸发器(10)安装在粮仓中。这样可以直接利用来自屋顶的太阳能热水，热水循环之在屋顶进行，所需的热水循环泵的扬程很小，功耗很小。另外，吸收式制冷机中的蒸发器布置在粮仓的廒间中，直接作为粮仓送风的冷源；具有效率高、系统简单的优点。

Description

分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统
技术领域
本发明涉及一种分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，应用于粮食低温仓储，属于制冷技术领域。
背景技术
目前，公知的太阳能吸收式制冷机组是由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器以及泵、管道、换热器组成一个整体机组，属于整体式制冷机组，在使用过程中需要配置冷媒水系统、冷却塔系统、风机盘管系统等，才能对需要冷却的空间进行冷却。如上海交通大学和中央储备粮扬州直属库共同申请了一项专利，名为“太阳能制冷低温储粮空气调节系统”，专利公开号：CN 1851360A。该技术是由屋顶(10米高左右)的太阳能热水系统、地面的吸附式制冷机组、冷却塔系统、冷媒水系统、仓内风机盘管冷风系统等组成，系统较为复杂。该系统所采用的是COP系数相对较低的吸附式制冷系统，而且，没有针对粮仓的特点进行专门的设计。采用的是地面安装的整体式吸附式制冷机组，热水循环的落差较大，泵的功率较大。仍然采用常规的冷媒水系统和风机盘管联合系统，将由冷媒水冷却的冷风吹进粮仓的环流熏蒸管道对粮堆进行降温，由于粮堆的阻力很大，需要大功率的风机，一次性成本较大，运行的成本也较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电耗小、运行费用低、系统相对简单的分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统。
技术方案
1、一种分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，由太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统、粮仓送风调节系统组成，其中
(a).太阳能集热系统由太阳能热管真空管集热器阵列，集热器联箱，集热系统热水循环泵，集热保温水箱，连接集热保温水箱热水出口与吸收式制冷机热水入口的热水泵组成；
(b).吸收式制冷系统由发生器、冷凝器、冷剂水降水U型管、蒸发器、蒸发器与吸收器连接管、吸收器、再生泵、溶液板式换热器、溴化锂-水工质组成；
(c).控制系统由单片机、A/D模块、温度传感器、温度变送器组成，温度传感器分别布置在太阳能集热器的进出口，送风管的进出口，粮堆中间；
其特征在于：
该系统采用分体式结构，即太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统均安装在屋顶，粮仓送风调节系统及吸收式制冷机系统的蒸发器安装在粮仓中，其中粮仓送风调节系统由风机、回风管道、送风管道、压盖隔热层组成，上述蒸发器直接与回风管道和送风管道连接。
由于将太阳能集热装置、吸收式制冷机系统均安装在屋顶，可以直接利用来自屋顶的太阳能热水，热水循环之在屋顶进行，所需的热水循环泵的扬程很小，功耗很小。另外，吸收式制冷机中的蒸发器布置在粮仓的廒间中，直接作为粮仓送风的冷源；不必象传统吸收式或吸附式制冷系统那样，先将冷媒水制冷，然后再用冷媒水将来自粮仓内的空气降温，具有效率高、系统简单的优点。
如果所述发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器均采用的是管内壁均铺设有不锈钢丝网，即均采用管内一次性垂直降膜，则整个制冷机只需一台再生泵，运行成本低廉。
如果该系统还包括冷凝器风机、吸收器风机，即采用翅片管外风冷，则无需像一般水冷方式一样需要冷却塔，一次性成本较低。
还可在粮仓内壁四周布置有重力式热管，热管的顶部处于粮堆顶部的压盖隔热层中。这样来自蒸发器的冷风将热管传来的热量带走。相比使用粮库的环流熏蒸管道系统而言，所需的风机功率非常小，运行成本非常低，低温储粮的效果好。由于使用重力式热管带走热量，热管与周围粮食没有温度差，不会发生采用环流熏蒸管道直接将冷风吹进粮堆而发生的结露现象，可以避免粮食的霉变。
附图说明
图1本发明系统的结构示意图。
图1中标号名称，1.太阳能热管真空管集热器，2.集热器联箱，3.集热系统热水循环泵，4.集热保温水箱，5.热水泵，6.发生器，7.冷凝器，8.冷凝器风冷风机，9.冷剂水降水U型管，10.蒸发器，11粮仓内送风调节系统的风机，12.蒸发器与吸收器连接管，13.吸收器，14吸收器风冷风机，15.再生泵，16.溶液板式换热器，17.回风管道，18.送风管道，19.压盖隔热层，20.粮堆的顶部，21.粮仓的屋顶，22.粮仓廒间墙壁，23.重力式热管，24.控制系统的显示模块，25.控制柜。
具体实施方式
下面结合图1进一步说明本系统的组成及工作原理。
如图1所示，本发明由热管真空管太阳能集热系统、分体式吸收式溴化锂制冷机、粮仓送风及调节系统及控制系统构成。太阳能集热系统产生的热水储存于保温蓄热水箱4中，利用热水泵5，将水箱中的热水加热发生器6中的稀溴化锂溶液产生水蒸气，水蒸气进入冷凝器7，而稀溶液由于蒸发出水蒸气而变成的浓溶液则进入吸收器13。从发生器中分离出来的水蒸气进入风冷的冷凝器7中，在风冷风机8的冷却下，冷凝成冷剂水。冷剂水通过U形管，穿过粮仓的屋顶21，进入的蒸发器10中，在蒸发器中，冷剂水在管内垂直降膜，吸收管外的空气的热量，使得空气降温，产生冷气。蒸发完的水蒸气直接通过蒸发器与吸收器连接管，进入吸收器13中。蒸发器与吸收器连接管贯穿粮仓的屋顶21，此处要做好保温以及防雨措施。在吸收器13中，来自发生器6的浓的溴化锂溶液在管内降膜，吸收来自蒸发器10的水蒸气，其中产生的热量由冷却风机14带走。在吸收器13中浓溶液由于吸收了水蒸气而变为稀溶液，在再生泵15的作用下，稀溴化锂溶液进入溶液板式换热器16中，在板式换热器16中与来自发生器6中的浓溴化锂溶液进行热交换，提高热能的利用效率。
热管真空管太阳能集热系统是由太阳能热管真空管集热器阵列1、联箱2、热水循环泵3、保温蓄热水箱4、热水泵5组成。该系统是独立运行系统，在保温蓄热水箱的出口处设有温度传感器，当温度达到所需的温度时，自动控制系统将自动开启热水泵5，自动启动制冷机组开始制冷。
分体式吸收式溴化锂制冷机包括：发生器6、冷凝器7、冷凝器风冷风机8、冷剂水降水U型管9、蒸发器10、蒸发器与吸收器连接管12、吸收器13、吸收器风冷风机14、再生泵15、溶液板式换热器16。工质对主要采用溴化锂-水(LiBr-H2O)。机组的工作原理是利用热水加热发生器6中的溶液产生制冷剂蒸汽，制冷剂经过冷凝和节流降压后，在蒸发器10中由液体汽化吸热实现制冷，之后制冷剂蒸汽被吸收器13中的浓吸收溶液吸收，吸收完成后再由再生泵15加压将含有制冷剂的稀溶液送入发生器6进行加热蒸发，完成一个制冷循环。蒸发器处于粮仓中，直接将仓内的空气进行冷却，完成粮仓的粮食的低温储藏。
粮仓送风及调节系统包括回风管道17、粮仓内送风调节系统的风机11、送风管道18、压盖隔热层19、靠近粮仓廒间内壁22均匀安装的重力式热管23。重力式热管23将粮仓四周的由外界传入的热量传至压盖隔热层19中，风机11将压盖隔热层19中的空气抽出，通过回风管道17，使之流经蒸发器10中，进行热交换，降温后再将冷空气通过送风管道18，送入压盖隔热层19中，冷却热管，最终达到低温储粮的目的。
控制系统包括显示模块24、控制柜25、温度传感器、A/D转换模块、单片机等。控制系统通过粮仓送风温度和粮仓的平均温度作为控制信号。通过温度传感器、温度变送器采集上述控制信号，A/D转换模块后输入单片机。单片机一方面控制系统的运行，同时将重要参数通过文本显示器在显示屏上显示。在运行过程中，除风冷风机外，系统所有水泵、再生泵、风机均由单片机控制。由于该控制系统相对比较简单，采用成本极低的、成熟单片机是合理的选择。

Claims (4)

1、一种分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，由太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统、粮仓送风调节系统组成，其中
(a).太阳能集热系统由太阳能热管真空管集热器阵列(1)，集热器联箱(2)，集热系统热水循环泵(3)，集热保温水箱(4)，连接集热保温水箱(4)热水出口与吸收式制冷机热水入口的热水泵(5)组成；
(b).吸收式制冷系统由发生器(6)、冷凝器(7)、冷剂水降水U型管(9)、蒸发器(10)、蒸发器与吸收器连接管(12)、吸收器(13)、再生泵(15)、溶液板式换热器(16)、溴化锂-水工质组成；
(c).控制系统由单片机、A/D模块、温度传感器、温度变送器组成，温度传感器分别布置在太阳能集热器的进出口，送风管的进出口，粮堆中间；
其特征在于：
该系统采用分体式结构，即太阳能集热系统、吸收式制冷机系统、控制系统均安装在屋顶，粮仓送风调节系统及吸收式制冷机系统的蒸发器(10)安装在粮仓中，其中粮仓送风调节系统由风机(11)、回风管道(17)、送风管道(18)、压盖隔热层(19)组成，上述蒸发器(10)直接与回风管道(17)和送风管道(18)连接。
2、根据权利要求1所述的分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，其特征在于：所述发生器(6)、冷凝器(7)、蒸发器(10)、吸收器(13)其管内壁均铺设有不锈钢丝网。
3、根据权利要求1所述的分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，其特征在于：该系统还包括冷凝器风机(8)、吸收器风机(4)。
4、根据权利要求1所述的分体式太阳能低温储粮吸收式制冷系统，其特征在于：在粮仓内壁四周布置有重力式热管(23)，且热管(23)的顶部处于粮堆顶部的压盖隔热层(9)中。
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