CN104792062B - 一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，包括聚光反射太阳能蒸汽系统、汽轮机和中央空调压缩机组；其中，所述汽轮机的进气端与聚光反射太阳能蒸汽系统的蒸汽输出端连接，且其转子主轴通过联轴器与中央空调压缩机组的转子轴承前端驱动连接。这样，即可利用光能把换热装置内的水加热成高温蒸汽作为中央空调压缩机组的驱动动力，大大降低运行能耗，安全可靠，节能环保，而且结构简单，运营成本，也避免了在用电高峰时期由于限电而造成空调机组不能有效运行，另外聚光反射太阳能蒸汽系统的聚光反射太阳能接收装置在经度方向与纬度方向上的角度的自动调整，大大提高了太阳能的利用效率，使用操作灵活、方便。

Description

一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机
技术领域
本发明属于中央空调和太阳能蒸汽系统技术领域，特别涉及一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机。
背景技术
随着工业的快速发展，世界各国对于能源的需求日益增加，各种不可再生的化石能源，如石油、煤炭等，面临枯竭的威胁；其中，传统的中央空调的压缩机是由电机来驱动的。能耗大，成本高；夏季在用电高峰的时期严重的加重了电网负担，同时，传统的用煤作原料的产生蒸汽的方法，产生大量的雾霾，严重的污染环境；直接影响人类的发展与生存，因此，新能源的开发成为了人类日益紧迫的问题。
目前，人类对于新能源的利用主要有太阳能、风能、潮汐能等；其中太阳能作为一种高效、稳定的清洁能源，愈来愈受到人们的青睐，如太阳能热水器、太阳能发电技术得到了前所未有的发展，但光热仅限于产生低品位的热水，没有充分对太阳能进行利用。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可利用光能把换热装置内的水加热成高温蒸汽驱动动力，大大降低运行能耗，安全可靠，节能环保，且结构简单，同时可实现聚光反射太阳能接收装置在经度方向与纬度方向上的角度的自动调整，大大提高了太阳能的利用效率，使用操作灵活方便的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，包括有聚光反射太阳能蒸汽系统、汽轮机和中央空调压缩机组；其中，所述汽轮机的进气端与聚光反射太阳能蒸汽系统的蒸汽输出端连接，且其转子主轴通过联轴器与中央空调压缩机组的转子轴承前端驱动连接。
作为本发明的优选技术方案，所述聚光反射太阳能蒸汽系统包括聚光反射太阳能接收装置、介质换热容器、循环泵、具有蒸汽发生功能和气液分离功能的换热装置、储热容器、软水给水泵和水处理装置；所述聚光反射太阳能接收装置是聚光型反射罩，其上设有所述介质换热容器，所述介质换热容器位于聚光反射太阳能接收装置的聚光轴上；所述介质换热容器的内部设有循环换热进管和循环换热出管，所述循环换热进管和循环换热出管分别通过第一介质连接管路和第二介质连接管路与换热装置的换热介质出口和换热介质入口连接，且第一介质连接管路上设有循环泵；所述换热装置的进水口和蒸汽出口分别通过第一管路和第二管路与软水给水泵的出水口和储热容器连接；所述软水给水泵的进水口与水处理装置连接，所述储热容器通过连接管路与汽轮机的进气端连接。
作为本发明的优选技术方案，所述聚光反射太阳能接收装置是根据二维或者三维聚光特性制作而成的碟形或者槽形聚光型反射罩。
作为本发明的优选技术方案，所述换热装置是蒸汽发生装置，所述储热容器为保温压力气罐。
作为本发明的优选技术方案，所述聚光反射太阳能蒸汽系统是全智能自动聚光反射太阳能蒸汽系统，还包括智能控制单元和转动调节座；所述聚光反射太阳能接收装置可经度方向和纬度方向转动调节地安装在转动调节座上，并与智能控制单元导通连接。
作为本发明的优选技术方案，所述转动调节座包括经度方向传动装置和纬度方向传动装置；所述纬度方向传动装置包括第一步进电机，所述第一步进电机纵向设置，且其转动轴朝上并设有旋转台；所述经度方向传动装置包括第二步进电机，所述第二步进电机水平安装在旋转台上，且其旋转轴上设有驱动齿轮；所述聚光反射太阳能接收装置的底部设有连接固定块，所述连接固定块设有横向驱动轴孔，所述驱动轴孔的内侧表面设有与驱动齿轮匹配的齿轮齿，所述第二步进电机的旋转轴设于驱动轴孔内，且驱动齿轮与齿轮齿啮合传动连接；所述第一步进电机和第二步进电机与智能控制单元导通连接。
作为本发明的优选技术方案，所述智能控制单元包括控制器和具有光线追踪功能的光辐射表，所述光辐射表与控制器的数据输入端连接，所述控制器与经度方向传动装置和纬度方向传动装置电连接。
作为本发明的优选技术方案，本聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机还包括有备用驱动电机，所述备用驱动电机的驱动轴通过另一轴联器与中央空调压缩机组的转子轴承后端驱动连接。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述技术方案，即可利用光能把换热装置内的水加热成高温蒸汽作为中央空调压缩机组的驱动动力，大大降低运行能耗，安全可靠，节能环保，而且结构简单，运营成本，也避免了在用电高峰时期由于限电而造成空调机组不能有效运行。
另外，通过智能控制单元和转动调节座即可实现聚光反射太阳能接收装置在经度方向与纬度方向上的角度的自动调整，大大提高了太阳能的利用效率，同时在换热超温或雨天等恶劣天气下，智能控制单元也会自动控制聚光反射太阳能接收装置进行避光或避雨等动作，使用操作灵活方便。
附图说明
图1是本发明所述一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机实施例的结构示意图；
图2是图1中A部的放大结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2中所示：
本发明实施例所述的一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，包括有聚光反射太阳能蒸汽系统1、汽轮机2和中央空调压缩机组3；其中，所述汽轮机2的进气端与聚光反射太阳能蒸汽系统1的蒸汽输出端连接，且其转子主轴通过联轴器4与中央空调压缩机组3的转子轴承前端驱动连接。具体结构可以为：所述聚光反射太阳能蒸汽系统1包括有聚光反射太阳能接收装置101、介质换热容器102、循环泵103、具有蒸汽发生功能和气液分离功能的换热装置104、储热容器105、软水给水泵106和水处理装置107。其中，所述聚光反射太阳能接收装置101是聚光型反射罩(如根据二维或者三维聚光特性制作而成的碟形或者槽形聚光型反射罩)，其上设有所述介质换热容器102，所述介质换热容器102位于聚光反射太阳能接收装置101的聚光轴上；所述介质换热容器102的内部设有循环换热进管108和循环换热出管109，所述循环换热进管108和循环换热出管109分别通过第一介质连接管路110和第二介质连接管路122与换热装置104的换热介质出口和换热介质入口连接，且第一介质连接管路110上设有循环泵103；所述换热装置104可以是蒸汽发生装置，其进水口和蒸汽出口分别通过第一管路111和第二管路112与软水给水泵106的出水口和储热容器105连接；所述软水给水泵106的进水口与水处理装置107连接；所述储热容器105为保温压力气罐，其通过连接管路与汽轮机2的进气端连接。
本发明所述聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机工作时，太阳光通过聚光反射太阳能接收装置101聚焦，并反射至介质换热容器102，将流经循环换热进管108与循环换热出管109内的导热介质加热，加热后的导热介质经第一介质连接管路110输送至换热装置104，并从换热介质入口进入换热装置104内部、流动，将热能转换给换热装置104内的水，然后导热介质从换热装置104的换热介质出口输送至循环泵103，由循环泵103输送至循环换热出管109，如此循环反复；同时，换热装置104内的水加热形成高温蒸汽，不断的在循环换热进管108、循环换热出管109及换热装置104内循环流动，将热能转换出；系统补水经过水处理装置107，并经第一管路111,经过软水给水泵106至换热装置104内产生高温蒸汽，最后该高温蒸汽经第二管路112输送至储热容器105存储，并通过连接管路将高温蒸汽输送到汽轮机2，汽轮机2的转子主轴通过联轴器4驱动中央空调压缩机组3的转子轴承转动，中央空调压缩机组3启动、运行。
这样，本发明所述聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机即可利用光能把换热装置内的水加热成高温蒸汽作为中央空调压缩机组的驱动动力，大大降低运行能耗(与现有技术相比，本发明是采用清洁能源—太阳能产生蒸汽，以代替传统的采用煤作为原料产生蒸汽，明显降低能耗和降低了由于燃烧煤而产生的污染，具体来说燃烧1千克煤只能释放3.35×104千焦的热量，1平方米的面积一年内从太阳得到的能量约有4.355×106千焦，每平米的槽式太能集热器每年得到的能量相当于燃烧130千克煤。计算公式：4.355×106×(1×1)÷(3.35×104)＝1.3×102＝130千克)，安全可靠，节能环保，而且结构简单，运营成本，一次性投资聚光反射太阳能蒸汽系统，一般可运行15-20年，节省了用来购买蒸汽和电力的资金，达到降低运营成本的目的，也不至于在用电高峰时期由于限电而造成空调机组不能有效运行。
作为本发明一优选方案，所述聚光反射太阳能蒸汽系统1是全智能自动聚光反射太阳能蒸汽系统，还包括智能控制单元113和转动调节座114；所述聚光反射太阳能接收装置101可经度方向和纬度方向转动调节地安装在转动调节座114上，并与智能控制单元113导通连接。具体结构可以为：所述智能控制单元113包括控制器和具有光线追踪功能的光辐射表，所述光辐射表与控制器的数据输入端连接，所述控制器与经度方向传动装置和纬度方向传动装置电连接，而且控制器设有数据显示屏与操作按钮，该控制单元根据系统安装地点经纬度信息、时间信息，计算太阳角度位置，预置控制程序控制传动装置，并具有校准和清零功能；所述转动调节座114包括经度方向传动装置和纬度方向传动装置；所述纬度方向传动装置包括第一步进电机115，所述第一步进电机115纵向设置，且其转动轴朝上并设有旋转台116；所述经度方向传动装置包括第二步进电机117，所述第二步进电机117水平安装在旋转台116上，且其旋转轴上设有驱动齿轮118；所述聚光反射太阳能接收装置101的底部设有连接固定块119，所述连接固定块119设有横向驱动轴孔120，所述驱动轴孔120的内侧表面设有与驱动齿轮118匹配的齿轮齿121，所述第二步进电机117的旋转轴设于驱动轴孔120内，且驱动齿轮118与齿轮齿121啮合传动连接；所述第一步进电机115和第二步进电机117与智能控制单元113导通连接。
本发明所述太阳能蒸汽系统使用时，智能控制单元113(控制器)将会根据系统安装地点经纬度信息、当前时间信息和光辐射表反馈照射角度信号，控制转动调节座114(第一步进电机115和第二步进电机117)以调整聚光反射太阳能接收装置101的角度，使其对准太阳光的直射角度，同时，在换热超温或雨天等恶劣天气下，智能控制单元113(控制器)也会自动控制聚光反射太阳能接收装置101进行避光或避雨等动作。
这样，本发明所述太阳能蒸汽系统即可实现聚光反射太阳能接收装置101在经度方向与纬度方向上的角度的自动调整，大大提高了太阳能的利用效率，同时在换热超温或雨天等恶劣天气下，智能控制单元113也会自动控制聚光反射太阳能接收装置101进行避光或避雨等动作，使用操作灵活方便。
作为本发明又一优选方案，本聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机还包括有备用驱动电机5，所述备用驱动电机5的驱动轴通过另一轴联器6与中央空调压缩机组3的转子轴承后端驱动连接。这样，当太阳能蒸汽由于气候原因(日照不足或阴雨天的时候)达不到工作要求时，可切换到由备用驱动电机5来驱动中央空调空气压缩机组3运行，进一步加强中央空调空气压缩机组3正常工作的稳定性和可靠性，使用更方便、更灵活。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：包括有聚光反射太阳能蒸汽系统(1)、汽轮机(2)和中央空调压缩机组(3)；所述汽轮机(2)的进气端与聚光反射太阳能蒸汽系统(1)的蒸汽输出端连接，且其转子主轴通过联轴器(4)与中央空调压缩机组(3)的转子轴承前端驱动连接；其中，所述聚光反射太阳能蒸汽系统(1)包括聚光反射太阳能接收装置(101)、介质换热容器(102)、循环泵(103)、具有蒸汽发生功能和气液分离功能的换热装置(104)、储热容器(105)、软水给水泵(106)和水处理装置(107)；所述聚光反射太阳能接收装置(101)是聚光型反射罩，其上设有所述介质换热容器(102)，所述介质换热容器(102)位于聚光反射太阳能接收装置(101)的聚光轴上；所述介质换热容器(102)的内部设有循环换热进管(108)和循环换热出管(109)，所述循环换热进管(108)和循环换热出管(109)分别通过第一介质连接管路(110)和第二介质连接管路(122)与换热装置(104)的换热介质出口和换热介质入口连接，且第一介质连接管路(110)上设有循环泵(103)；所述换热装置(104)的进水口和蒸汽出口分别通过第一管路(111)和第二管路(112)与软水给水泵(106)的出水口和储热容器(105)连接；所述软水给水泵(106)的进水口与水处理装置(107)连接，所述储热容器(105)通过连接管路与汽轮机(2)的进气端连接。
2.根据权利要求1所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：所述聚光反射太阳能接收装置(101)是根据二维或者三维聚光特性制作而成的碟形或者槽形聚光型反射罩。
3.根据权利要求2所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：所述换热装置(104)是蒸汽发生装置，所述储热容器(105)为保温压力气罐。
4.根据权利要求1或2或3所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：所述聚光反射太阳能蒸汽系统(1)是全智能自动聚光反射太阳能蒸汽系统，还包括智能控制单元(113)和转动调节座(114)；所述聚光反射太阳能接收装置(101)可经度方向和纬度方向转动调节地安装在转动调节座(114)上，并与智能控制单元(113)导通连接。
5.根据权利要求4所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：所述转动调节座(114)包括经度方向传动装置和纬度方向传动装置；所述纬度方向传动装置包括第一步进电机(115)，所述第一步进电机(115)纵向设置，且其转动轴朝上并设有旋转台(116)；所述经度方向传动装置包括第二步进电机(117)，所述第二步进电机(117)水平安装在旋转台(116)上，且其旋转轴上设有驱动齿轮(118)；所述聚光反射太阳能接收装置(101)的底部设有连接固定块(119)，所述连接固定块(119)设有横向驱动轴孔(120)，所述驱动轴孔(120)的内侧表面设有与驱动齿轮(118)匹配的齿轮齿(121)，所述第二步进电机(117)的旋转轴设于驱动轴孔(120)内，且驱动齿轮(118)与齿轮齿(121)啮合传动连接；所述第一步进电机(115)和第二步进电机(117)与智能控制单元(113)导通连接。
6.根据权利要求5所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：所述智能控制单元(113)包括控制器和具有光线追踪功能的光辐射表，所述光辐射表与控制器的数据输入端连接，所述控制器与经度方向传动装置和纬度方向传动装置电连接。
7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的聚光反射太阳能蒸汽驱动中央空调压缩机，其特征在于：还包括有备用驱动电机(5)，所述备用驱动电机(5)的驱动轴通过另一轴联器(6)与中央空调压缩机组(3)的转子轴承后端驱动连接。
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