CN103398436A - 基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，涉及制冷、太阳能、辐射调温等领域。本发明旨在于充分利用太阳能，通过扩散—吸收式制冷系统的作用将其转化为辐射系统循环水的冷能，释放到房间内以达到制冷的目的。本发明由太阳能集热系统、扩散吸收式制冷系统与辐射调温系统三部分集合而成，以太阳能为输入能源，夏季通过扩散吸收式制冷系统将其转化为冷能后通过辐射调温系统为建筑制冷，冬季则将太阳能用于加热热水通过辐射调温系统为建筑供暖。

Description

基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统
 
技术领域
本发明涉及制冷、太阳能、辐射调温领域，是由太阳能集热系统，扩散—吸收式制冷系统和辐射调温系统组合而成的空调系统。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对于生活环境的要求也越来越高，空调是现代生活中提供良好生活环境必不可少的一种电器，但是常规压缩式空调，消耗大量电力能源，而且使用的氟利昂制冷剂会对大气臭氧层造成严重的破坏。环境问题的日益突出和能源短缺状况的突显使得世界各国都开始投入大量人力物力进行太阳能的开发利用。
正是在这种背景之下提出了本项发明，本发明的太阳能集热部分采用以导热油为介质的U型管太阳能集热系统为整个系统提供能量，该种集热器可更大限度地利用太阳能辐射，即热效率较高，同时为了应对能量不足的情况，本系统还以燃气作为辅助能量供应；制冷部分采用扩散—吸收式制冷系统，该系统以发生器处的热虹吸作用为动力源，无须再采用压缩机或泵提供动力因而不用电能，同时系统安全，密闭性好，运转无噪音，使用寿命长，但是由于其制冷效率较低，因而需要较大面积的太阳能集热板；调温系统采用毛细管辐射空调系统，该系统以水为热媒调节环境温度，通过铺设在地板和墙壁内的毛细管辐射出来的热（冷）量来达到调温的目的，具有调温高效、均匀的特点，可以有效的减少相同调温目的下所需的太阳能集热板的数量。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种高效、节能的太阳能空调系统，利用太阳能为输入能源达到调温的目的，具有清洁、环保、安全等特点。
该发明采用的技术方案是：
基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，包括太阳能集热系统、氨水扩散—吸收式制冷系统、辐射调温系统，
所述太阳能集热系统包括由管路连接形成导热油循环回路的储油罐、太阳能真空集热器、第一三通阀、油水换热器、油氨换热器、油泵，所述储油罐的输出端与太阳能真空集热器相连接，所述太阳能真空集热器导热油输出端连接第一三通阀，所述第一三通阀的一个出口与油水换热器的导热油输入口连接，所述第一三通阀的另一个出口与油氨换热器的导热油输入口相连接，所述油氨换热器的导热油输出口通过油泵与储油罐的输入端相连接，所述油水换热器的导热油输出口通过管路与第一三通阀和油氨换热器之间的管路相连通；
所述氨水扩散—吸收式制冷系统包括与油氨换热器进行换热的发生器，所述热发生器中的氨水溶液被加热蒸发出来的氨气通过精馏器，冷凝器成为液态氨，液氨在蒸发器处蒸发吸热，降低辐射调温系统中的工质水的温度，之后经由气体热交换器、贮液器、 吸收器、溶液热交换器重新成为氨水溶液并回到发生器中形成回路；
所述辐射调温系统包括通过管路依次连接形成循环水回路的水泵、辐射调温毛细管、蓄水箱、第二三通阀，所述第二三通阀的一个出口与油水换热器的循环水输入口连接，所述第二三通阀的另一个出口与蒸发器的循环水输入口相连接，所述蒸发器的循环水输入口分别与油水换热器的循环水输出口及水泵的输入口相连接。
进一步地，所述太阳能集热系统还包括用于加热储油罐内导热油的燃气加热器。
进一步地，所述太阳能真空集热器采用带有铝翼的U型太阳能真空管集热器。
具体来说：
太阳能集热系统，采用U型太阳能真空管集热器，以导热油为导热介质，由全玻璃真空管、金属导热片、保温管堵、U型管四部分组成，由于夹层之间被抽成真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使集热效率得以提高，太阳能作为一种清洁能源取之不尽、用之不竭，是理想的能量来源。
制冷机采用氨水扩散—吸收式制冷系统，该系统无需使用电能，以氨为制冷介质，密闭性能优良，基本不用担心制冷剂泄露的问题，而且运转平稳、无噪音，能够提供安静、舒适的居住环境。
辐射调温系统，该系统以水为热媒，采用水泵提供循水的环动力，介质水在网栅中完成热交换后，从网栅中排出，通过水循环系统进入到蓄热器中吸收热能或冷能恢复到与环境换热前的状态，使用毛细管网栅与环境进行辐射换热，具有换热面积大，换热温差小，换热效率高的特点。
设置城市燃气辅助系统，在太阳能热源供热不足时，启动燃气加热器加热太阳能集热系统的导热油，保证整个系统稳定、高效的运行。
因此，与现有技术相比该发明的有益效果是：
充分利用太阳能，减少碳排放，采用扩散—吸收式制冷系统，无须使用电能，利用辐射调温系统使冷量得以均匀、高效的在房间内得到利用。
 
附图说明
附图1是基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统图。
其中：1、储油罐，2、太阳能真空集热器，3、第一三通阀， 4、油氨换热器，5、油水换热器，6、油泵，7、燃气加热器，8、发生器，9、精馏器，10、冷凝器，11、蒸发器，12、气体热交换器，13、贮液器，14、吸收器，15、溶液热交换器，16、蓄水箱，17、第二三通阀，18、水泵，19、辐射调温毛细管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，包括太阳能集热系统、氨水扩散—吸收式制冷系统、辐射调温系统，
所述太阳能集热系统包括由管路连接形成导热油循环回路的储油罐1、太阳能真空集热器2、第一三通阀3、油水换热器5、油氨换热器4、油泵6，所述储油罐1的输出端与太阳能真空集热器2相连接，所述太阳能真空集热器2导热油输出端连接第一三通阀3，所述第一三通阀3的一个出口与油水换热器5的导热油输入口连接，所述第一三通阀3的另一个出口与油氨换热器4的导热油输入口相连接，所述油氨换热器4的导热油输出口通过油泵6与储油罐1的输入端相连接，所述油水换热器5的导热油输出口通过管路与第一三通阀和油氨换热器4之间的管路相连通，所述太阳能真空集热器2采用带有铝翼的U型太阳能真空管集热器，这种集热方式可以使油温达到280℃左右，提高了扩散—吸收式制冷系统和辐射调温系统所需的可利用温差，从而提高了系统效率，达到驱动扩散—吸收式制冷系统的条件；
所述氨水扩散—吸收式制冷系统包括与油氨换热器4进行换热的发生器8，所述热发生器8中的氨水溶液被加热蒸发出来的氨气通过精馏器9，冷凝器10成为液态氨，液氨在蒸发器11处蒸发吸热，降低辐射调温系统中的工质水的温度，之后经由气体热交换器12、贮液器13、 吸收器14、溶液热交换器15重新成为氨水溶液并回到发生器8中形成回路；
所述辐射调温系统包括通过管路依次连接形成循环水回路的水泵18、辐射调温毛细管19、蓄水箱16、第二三通阀17，所述第二三通阀17的一个出口与油水换热器5的循环水输入口连接，所述第二三通阀17的另一个出口与蒸发器11的循环水输入口相连接，所述蒸发器11的循环水输入口分别与油水换热器5的循环水输出口及水泵18的输入口相连接，所述辐射调温毛细管19利用毛细管网栅进行换热，由于毛细管网栅的特性，毛细管网栅具有换热面积大，换热温差小的特点，提高了换热效率。
进一步地，所述太阳能集热系统还包括用于加热储油罐1内导热油的燃气加热器，当太阳能热源供热不足时，如冬天或者日照不足时，可启动燃气加热器，辅助加热储油罐中的导热油，保证系统的正常、高效运行。
本发明具备制冷和供暖两种工作状态，其工作原理具体如下：
当系统制冷时
第一三通阀3、第二三通阀17均关闭各自的D口，打开X口，通过太阳能真空集热器2，吸收太阳能加热导热油，通过油泵6的作用在管道中流动至油氨换热器4与发生器8进行换热，加热发生器8中的氨水溶液，加热后的氨水溶液蒸发出来的氨气通过精馏器9，冷凝器10成为液态氨，液氨在蒸发器11处蒸发吸热，降低辐射调温系统中的工质水的温度，之后经由气体热交换器12、贮液器13、 吸收器14、溶液热交换器15重新成为氨水溶液并回到发生器8中形成回路。经过氨吸热而降温的冷的工质水通过水泵18的作用通过辐射调温毛细管19，在辐射调温毛细管19中通过辐射向室内提供冷能降低室内温度，同时提升自己的温度，工质水通过蓄水箱16，第二三通阀17的X口回到蒸发器11处，再次降温回到循环中。
系统供暖时
第一三通阀3、第二三通阀17关闭各自的X口，打开D口，通过太阳能真空集热器2，吸收太阳能加热热油，通过油泵6的作用在管道中流动至油水换热器5与辐射调温系统中的工质水换热，使得工质水的温度升高，水泵18驱动热的工质水通过辐射调温毛细管19向室内辐射热能，同时降低自己的温度，之后经由蓄水箱16，第二三通阀17再次在换热器5处与热油换热加入供暖循环之中。
当储油罐1中的热油温度不足时通过燃气加热器7燃烧燃气加热储油罐1中的热油以达到所需的温度。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，其特征在于：包括太阳能集热系统、氨水扩散—吸收式制冷系统、辐射调温系统，
所述太阳能集热系统包括由管路连接形成导热油循环回路的储油罐(1)、太阳能真空集热器(2)、第一三通阀(3)、油水换热器(5)、油氨换热器(4)、油泵(6)，所述储油罐(1)的输出端与太阳能真空集热器(2相连接，所述太阳能真空集热器(2)导热油输出端连接第一三通阀(3)，所述第一三通阀(3)的一个出口与油水换热器(5)的导热油输入口连接，所述第一三通阀(3)的另一个出口与油氨换热器(4)的导热油输入口相连接，所述油氨换热器(4)的导热油输出口通过油泵(6)与储油罐(1)的输入端相连接，所述油水换热器(5)的导热油输出口通过管路与第一三通阀和油氨换热器(4)之间的管路相连通；
所述氨水扩散—吸收式制冷系统包括与油氨换热器(4)进行换热的发生器(8)，所述热发生器(8)中的氨水溶液被加热蒸发出来的氨气通过精馏器(9)，冷凝器(10)成为液态氨，液氨在蒸发器(11)处蒸发吸热，降低辐射调温系统中的工质水的温度，之后经由气体热交换器（12)、贮液器(13)、 吸收器(14)、溶液热交换器(15)重新成为氨水溶液并回到发生器(8)中形成回路；
所述辐射调温系统包括通过管路依次连接形成循环水回路的水泵(18)、辐射调温毛细管(19)、蓄水箱(16)、第二三通阀(17)，所述第二三通阀(17)的一个出口与油水换热器(5)的循环水输入口连接，所述第二三通阀(17)的另一个出口与蒸发器(11)的循环水输入口相连接，所述蒸发器(11)的循环水输入口分别与油水换热器(5)的循环水输出口及水泵(18)的输入口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，其特征在于：所述太阳能集热系统还包括用于加热储油罐(1)内导热油的燃气加热器。
3.根据权利要求1或2所述的基于辐射调温的太阳能扩散—吸收制冷式空调系统，其特征在于：所述太阳能真空集热器(2)采用带有铝翼的U型太阳能真空管集热器。
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