CN104534661A - 一种复合吸附剂太阳能热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合吸附剂太阳能热泵热水器，包括平板太阳能集热器、太阳能吸附床、保温水箱、水路循环管路和吸附热传递循环管路，所述太阳能吸附床内放置固态复合吸附剂和制冷剂；所述太阳能集热器布置在太阳能吸附床上方；所述水路循环管路穿过保温水箱与太阳能吸附床两端连接，所述吸附热传递循环管路穿过保温水箱和太阳能吸附床埋在太阳能吸附床内的复合吸附剂层中；所述保温水箱内设有吸附冷凝管，吸附冷凝管与水路循环管路和吸附热传递循环管路连接；所述固态复合吸附剂为具有吸附水蒸气能力的无机盐，所述制冷剂为水。本发明利用复合吸附剂的解吸吸附热量加热热水，提高了制热效率，降低了电能消耗；用水代替氟作为制冷剂，保护臭氧层。

Description

一种复合吸附剂太阳能热泵热水器

技术领域

本发明涉及一种复合吸附剂太阳能热泵热水器，属于太阳能热泵技术领域。

背景技术

现有的热水器主要有太阳能热水器、空气源热泵热水器和电热水器等，其中，最节能环保的是太阳能热水器。电热水器耗电量过高，成本较高；空气源热泵热水器也会消耗电量，而且多采用氟为制冷剂，对空气会造成污染；太阳能热水器受天气影响较大，在寒冷的冬季或是连续阴雨天气，都会降低其制热水效率，影响正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种复合吸附剂太阳能热泵热水器。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种复合吸附剂太阳能热泵热水器，包括平板太阳能集热器、太阳能吸附床、保温水箱、吸附冷凝管、节流阀、蒸发器、水泵、第一开关、第二开关、第三开关及水路循环管路和吸附热传递循环管路，所述的太阳能吸附床内放置固态复合吸附剂和制冷剂；所述的太阳能集热器布置在太阳能吸附床上方；所述水路循环管路穿过保温水箱与太阳能吸附床两端口连接，所述吸附热传递循环管路穿过保温水箱和太阳能吸附床，埋在太阳能吸附床内的复合吸附剂层中；所述的保温水箱内安装有吸附冷凝管，吸附冷凝管与水路循环管路和吸附热传递循环管路连接；所述节流阀、蒸发器、第一开关和第二开关设置在水路循环管路上，水泵和第三开关设置在吸附热传递循环管路上。

所述固态复合吸附剂为具有吸附水蒸气能力的无机盐与沸石分子筛的复合剂，所述无机盐为CaCl2、MgSO4、NaBr、LiCl或LiBr；所述制冷剂为水。

所述保温水箱外壳设有保温材料层。

有益效果：本发明不仅利用了太阳能自身的热能，同时利用复合吸附剂的解吸吸附热量加热热水，提高了制热水的效率，降低了电能的消耗，节能环保；使用水代替氟等作为制冷剂，保护臭氧层。本发明制作、控制和安装简单方便，易于生产和操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1平板太阳能集热器、2太阳能吸附床、3保温水箱、4吸附冷凝管、5节流阀、6蒸发器、7水泵、8第一开关、9第二开关、10第三开关、11水路循环管路、12吸附热传递循环管路。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图1所示为本发明的结构示意图。

本发明包括平板太阳能集热器1、太阳能吸附床2、保温水箱3、吸附冷凝管4、节流阀5、蒸发器6、水泵7、第一开关8、第二开关9、第三开关10及水路循环管路11和吸附热传递循环管路12。

所述的太阳能吸附床2内放置固态复合吸附剂和制冷剂。

所述固态复合吸附剂为具有吸附水蒸气能力的无机盐与沸石分子筛的复合剂，复合吸附剂较单一吸附剂，改善了易潮解的劣势，提高了吸附性能。

所述无机盐为CaCl2、MgSO4、NaBr、LiCl或LiBr.

所述制冷剂为水，代替氯氟烃类制冷剂，可以减少对大气臭氧层的破坏。

所述的太阳能集热器1布置在太阳能吸附床2上方，吸收太阳热量加热太阳能吸附床2。

所述的保温水箱3内有两个循环：水路循环管路11和吸附热传递循环管路12。

所述水路循环管路11穿过保温水箱3与太阳能吸附床2两端口连接，在水路循环管路11上设置有节流阀5、蒸发器6、第一开关8和第二开关9；水路循环管路11内的水作为制冷剂，参与吸附和解吸过程。

所述吸附热传递循环管路12穿过保温水箱3和太阳能吸附床2，埋在太阳能吸附床2内的复合吸附剂层中，吸附热传递循环管路12上设有水泵7和第三开关10；吸附热传递循环管路12中的水在水泵7作用下循环，传递复合吸附剂吸附过程中产生的吸附热。

所述的保温水箱3内安装有吸附冷凝管4，吸附冷凝管4与水路循环管路11和吸附热传递循环管路12连接。

所述保温水箱3外壳设有保温材料层。

本发明的工作原理包括吸附和解吸两个过程：

太阳能充足的天气条件下本系统为解吸过程：此时，太阳能吸附床2中放置已吸附制冷剂水的复合吸附剂(具有吸附水蒸气能力的无机盐，如CaCl2、MgSO4、NaBr、LiCl、LiBr等+沸石分子筛)，平板太阳能集热器1吸收太阳能，为太阳能吸附床2中的复合吸附剂加热，温度到达解吸温度，制冷剂克服吸附力从复合吸附剂的表面解吸，进入水循环管路11，压力增加，第一开关8开通，第二开关9和第三开关10关闭；制冷剂经过吸附冷凝管4冷凝放热加热保温水箱3中的水，冷凝后的制冷剂经过节流阀5进入并储存在蒸发器6中，解吸过程结束。在这个过程中，平板太阳能集热器1供能，吸附冷凝管4冷凝制冷剂放热，加热保温水箱中的水。

太阳能不充足的天气条件下本系统为吸附过程：此时，太阳能吸附床2的温度降低，复合吸附剂开始吸附蒸发器6蒸发的制冷剂，水路循环管路11内压力降低，第二开关9，第三开关10开通，第一开关8关闭。太阳能吸附床2中的复合吸附剂吸附制冷剂之后，放出大量的吸附热，水泵7开始工作，吸附热传递循环管路12内的水开始循环，将太阳能吸附床2中的吸附热传递到保温水箱3，加热保温水箱3中的水；蒸发器6中的制冷剂因系统压力降低而不断蒸发，被太阳能吸附床2中的复合吸附剂吸附，吸附过程结束。在这个过程中，太阳能吸附床2吸附制冷剂放热，蒸发器6内的制冷剂蒸发，从环境中吸收热量。

本发明具有以下特点：

1、采用复合吸附剂做吸附床，克服了单一吸附剂在吸附过程中易潮解的劣势，提高了吸附性能；

2、复合吸附剂吸热解吸，释放出制冷剂蒸气，蒸气压力增大，温度升高，取代传统空气源热泵热水器的压缩机，降低电能消耗；

3、相对于传统太阳能热水器，增加制冷剂冷凝换热加热保温水箱中的水，提高了太阳能传热效率；

4、在太阳辐射较弱的天气条件下，可以利用复合吸附剂吸附过程释放的吸附热再次为保温水箱中的水加热。

本发明较空气源热泵热水器和电热水器，降低了电量的消耗，更节能环保；本发明较太阳能热水器，增加一部分解吸水蒸气冷凝热，效率提高，可以通过控制吸附时间，在太阳能不充足的条件下加热热水，改善了太阳能热水器受环境影响较大的劣势。

本发明不仅利用了太阳能自身的热能，同时利用复合吸附剂的解吸吸附热量加热热水，提高了制热水的效率；降低了电能的消耗，节能环保；使用水代替氟等作为制冷剂，保护臭氧层；制作、控制和安装简单方便，易于生产和操作。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (3)

1.一种复合吸附剂太阳能热泵热水器，包括平板太阳能集热器(1)、太阳能吸附床(2)、保温水箱(3)、吸附冷凝管(4)、节流阀(5)、蒸发器(6)、水泵(7)、第一开关(8)、第二开关(9)、第三开关(10)及水路循环管路(11)和吸附热传递循环管路(12)，其特征在于：所述的太阳能吸附床(2)内放置固态复合吸附剂和制冷剂；所述的太阳能集热器(1)布置在太阳能吸附床(2)上方；所述水路循环管路(11)穿过保温水箱(3)与太阳能吸附床(2)两端口连接，所述吸附热传递循环管路(12)穿过保温水箱(3)和太阳能吸附床(2)并埋在太阳能吸附床(2)内的复合吸附剂层中；所述的保温水箱(3)内安装有吸附冷凝管(4)，吸附冷凝管(4)与水路循环管路(11)和吸附热传递循环管路(12)连接；所述节流阀(5)、蒸发器(6)、第一开关(8)和第二开关(9)设置在水路循环管路(11)上，水泵(7)和第三开关(10)设置在吸附热传递循环管路(12)上。

2.根据权利要求1所述的复合吸附剂太阳能热泵热水器，其特征在于：所述固态复合吸附剂为具有吸附水蒸气能力的无机盐与沸石分子筛的复合剂，所述无机盐为CaCl2、MgSO4、NaBr、LiCl或LiBr；所述制冷剂为水。

3.根据权利要求1或2所述的复合吸附剂太阳能热泵，其特征在于：所述保温水箱(3)外壳设有保温材料层。