CN105698428B - 太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置是将所述太阳能喷射制冷系统和所述直接蒸发冷却系统进行结构优化配置并连通集于一起，实现相同制冷情况下的能耗最少。本装置适用于以太阳能为动力源，为工作站提供热能，结合直接蒸发冷却系统，利用太阳能发电发热启动喷射制冷系统为提供空调冷量，实现调整并平衡制冷量与空调负荷间的供需关系。

Description

太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能制冷装置，特别是一种以太阳能为能源驱动的太阳能喷射与蒸发复合制冷装置。

背景技术

目前常规制冷方式不仅能耗大，而且不环保。太阳能制冷充分利用清洁环保太阳能资源，是一种高效利用可再生资源制冷的途径。

通过对现有专利的检索发现，为了实现节约电能的目的，通常采用太阳能驱动制冷系统或太阳能与其他能源共同驱动制冷系统。如现有公开号为 CN200975805Y 的发明专利，公开了一种“新型太阳能燃气喷射制冷系统”，该系统利用太阳能集热器和燃气双热源供冷，在太阳辐射满足时利用太阳能喷射制冷，太阳辐射不足时利用燃气辅助加热来满足发生器的用热要求。再如现有公开号为CN201187918Y的发明专利，公开了一种“蓄能型太阳能喷射制冷装置”，该装置利用太阳能集热器和蓄能水箱在太阳辐射满足装置运行要求时制冷、蓄能，太阳辐射不足时利用所蓄能量驱动喷射制冷装置供冷。还有如现有公开号为CN1995869A的发明专利，公开了一种“太阳能喷射与变速压缩一体化制冷装置”，该装置在太阳能足以驱动喷射制冷时，系统以喷射制冷方式运行，太阳能不足时，系统以变速压缩式制冷方式运行。

然而，上述蓄能型、太阳能燃气喷射制冷系统、太阳能喷射制冷装置和太阳能喷射与压缩一体化制冷装置，虽然主要驱动能源是太阳能，但都需要电能来驱动工质泵等用电装置，尤其用燃气驱动时，不仅需要有燃气供应，而且利用太阳能驱动制冷所节约的能量又被低效的燃气辅助驱动制冷系统抵消。

研究表明，在相同制冷量的情况下，太阳能喷射制冷的耗电量是电压缩制冷系统耗电量的1/2左右，直接蒸发冷却系统耗电量是电压缩制冷系统耗电量的1/5左右。

太阳能喷射与直接蒸发复合制冷装置将太阳能喷射制冷与蒸发冷却技术结合，充分利用太阳能，通过优化运行时间，在满足供冷量的情况下，实现能耗最少。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能喷射与蒸发复合制冷装置，特别是供干燥地区，将太阳能供热与喷射制冷、直接蒸发冷却有机的结合起来，实现低电耗供冷。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施:

一种太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置，包括太阳能喷射制冷系统和直接蒸发冷却系统；其特征在于：将所述太阳能喷射制冷系统和所述直接蒸发冷却系统进行结构优化配置并连通集于一起，实现相同制冷情况下能耗最少；

所述太阳能喷射制冷系统是由太阳能集热回路、发生回路和喷射制冷回路构成；所述太阳能集热回路是由太阳能集热器出水口依次连通有蓄热水箱、集热循环水泵和太阳能集热器进水口；发生回路是由蓄热水箱发生侧出水口依次连通有流量调节阀、发生循环水泵以及发生器，最后回到蓄热水箱的发生侧入水口；所述喷射制冷回路是由喷射器的混合流体出口与冷凝器连通，在冷凝器之后分为两路，一路依次连通有膨胀阀、蒸发器和喷射器的引射流体入口，另一路通过工质泵依次连通有发生器和喷射器的工作流体入口；

所述直接蒸发冷却系统的底部是喷淋循环水箱，并通过管道依次连通有喷淋循环水泵和喷淋装置，底部侧面设置有进风口，顶部出风管Ⅰ上设置有阀门Ⅱ，以及出风管Ⅱ上设置有阀门Ⅰ；在进风口与出风管Ⅱ之间依次设置有冷凝器换热管、喷淋装置、挡水板和风机构成；

所述直接蒸发冷却系统直接为室内供冷，也是太阳能喷射制冷系统的冷凝器；所述太阳能喷射制冷系统和直接蒸发冷却系统是在天气条件允许的情况下优先启动直接蒸发冷却制冷系统。

进一步地技术技术特征如下。

所述冷凝换热管的材质是铜管，或者是铝合金管的一种。

本发明上述所提供的技术方案是将太阳能喷射制冷与直接蒸发制冷进行复合，在上午时段，由于太阳辐射照度低，太阳能集热器所收集的太阳能不足以驱动喷射制冷时，利用直接蒸发式制冷系统统为房间提供所需冷量。与此同时太阳能集热系统也开始工作，吸收太阳能转化为热能，储存于集热水箱中。在接近中午时，太阳辐射照度达到喷射制冷要求，启动太阳能喷射制冷系统为房间供冷，此时直接蒸发制冷系统作为喷射制冷系统的冷凝器进行工作。本装置能够根据太阳辐射照度条件，直接蒸发制冷系统和太阳能喷射制冷系统交替耦合使用，满足房间不同时段的需求，实现最大程度的节能。

与现有技术相比，本发明装置突出的优点与积极效果如下。

本装置的直接蒸发制冷系统不仅可以独立供冷，也可以作为喷射制冷系统的冷凝器，而且冷凝效果好，进一步提高了太阳能喷射制冷系统的运行效率。

本装置在光照条件较好的情况下，优先启动直接蒸发制冷系统，实现了电耗最少，节能效果更为突出。

本发明上述技术方案提供了一种太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置，特别是高温干燥地区使用的制冷设备，而且结构简单，使用方便，节能降耗。

附图说明

图1是本装置的结构示意图。

图中：1：发生器；2：喷射器；3：冷凝器；4：蒸发器；5：膨胀阀；6：工质泵；7：太阳能集热器；8：蓄热水箱；9：集热循环水泵；10：调节阀Ⅰ；11：调节阀Ⅱ；12；发生循环水泵；13：喷淋循环水箱；14：喷淋循环水泵；15：喷淋装置；16：挡水板；17：风机；18：阀门Ⅰ；19：阀门Ⅱ；20:进风口；21：出风管Ⅰ；22：出风管Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

如附图1所示，实施本发明所提供的一种太阳能喷射与蒸发复合供冷装置，包括太阳能喷射制冷系统和直接蒸发冷却系统。其中：

对直接蒸发冷却系统，喷淋循环水箱13中的水在喷淋循环水泵14的作用下到达，从进风口20进入的空气，与喷淋装置15喷洒出来的水进行热湿交换，交换之后的水回到喷淋循环水箱13，交换热量之后的空气在风机17的作用下到达顶部风阀门19，送入室内，为房间提供冷量。

对太阳能喷射制冷系统，又可以分为太阳能热水回路和喷射制冷回路。对于太阳能热水回路：太阳能集热器7与蓄热水箱8相连，通过循环水泵9使蓄热水箱中8的进入集热器7中加热，在太阳能充足，集热器7所吸收的太阳能可以使蓄热水箱8内的水温达到喷射制冷发生器所需温度时，启动喷射制冷系统。对于喷射制冷回路：当太阳能集热器7收集能量还不足以驱动喷射制冷时，启动直接蒸发冷却系统，为房间提供冷量。当太阳能辐射增强时，在太阳能集热器7内吸热升温的水进入蓄热水箱8，水箱上层温度达到发生器所需温度时，发生循环水泵12开启，制冷剂和热水在发生器1中吸收热量变成高压饱和蒸汽，高温高压蒸汽进入喷射器2中膨胀、降压从而吸入蒸发器4中的低压蒸汽两流体混合、升压后离开喷射器2进入冷凝器3，经冷凝后的液态制冷剂分为两路，一路通过节流阀进入蒸发器4，通过风机将冷量输送到建筑内，一路经工质泵6回到发生器1中，完成循环。

该装置将太阳能喷射制冷与直接蒸发制冷进行复合，在晴朗气候条件下上午10点之前的时段，太阳辐射照度低，太阳能集热器7所收集的太阳能不足以驱动喷射制冷，这时，启动直接蒸发冷却系统，阀门18关闭、19开启，为房间供冷；同时，太阳能热集热器7所收集的太阳能转化为热能，储存于集热水箱8中。随着太阳辐射的增强，10点以后，集热水箱8中的热量足以驱动喷射制冷系统运行时，开启太阳能喷射制冷系统，启动集热循环水泵9、发生循环泵12、喷淋循环水泵14、工质泵6以及风机17，喷射制冷系统为房间供冷，同时，阀门19关闭、18开启，直接蒸发冷却系统，室外空气通过进风口20经过冷凝器3换热管表面与喷淋水和换热管内制冷剂换热之后，在风机17的作用下，由出风口22排到室外。

在天气不太热，太阳辐射照度比较弱的气候条件下，建筑冷负荷相对较小，直接蒸发制冷系统就可以满足为建筑供冷的要求。这种气候条件下，直接单独启动直接蒸发冷却系统为建筑供冷。室外空气在风机17的作用下，由进风口20进入直接蒸发冷却系统，在冷凝器3的换热管表面与喷淋水换热，被冷却后由出风口21送入室内，为房间供冷。

以新疆喀什地区某建筑为例，面积为5㎡，层高为2 m的建筑，夏季（7、 8月）最大冷负荷为1kw，整个夏季完全用电压缩制冷系统的总用电量为162.626 kw.h,完全用光伏供电式太阳能喷射与直接蒸发复合制冷系统总用电量为74.4 kw.h，复合系统耗电仅为电压缩制冷系统的45.7%。

Claims (2)

1.一种太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置，包括太阳能喷射制冷系统和直接蒸发冷却系统；其特征在于：将所述太阳能喷射制冷系统和所述直接蒸发冷却系统进行结构优化配置并连通集于一起，实现相同制冷情况下能耗最少；

所述太阳能喷射制冷系统是由太阳能集热回路、发生回路和喷射制冷回路构成；所述太阳能集热回路是由太阳能集热器（7）出水口依次连通有蓄热水箱（8）、集热循环水泵（9）和太阳能集热器（7）进水口；发生回路是由蓄热水箱（8）发生侧出水口依次连通有流量调节阀（11）、发生循环水泵（12）以及发生器（1），最后回到蓄热水箱（8）的发生侧入水口；所述喷射制冷回路是由喷射器（2）的混合流体出口与冷凝器（3）连通，在冷凝器（3）之后分为两路，一路依次连通有膨胀阀（5）、蒸发器（4）和喷射器（2）的引射流体入口，另一路通过工质泵（6）依次连通有发生器（1）和喷射器（2）的工作流体入口；

所述直接蒸发冷却系统的底部是喷淋循环水箱（13），并通过管道依次连通有喷淋循环水泵（14）和喷淋装置（15），底部侧面设置有进风口（20），顶部出风管Ⅰ（21）上设置有阀门Ⅱ（19），以及出风管Ⅱ（22）上设置有阀门Ⅰ（18）；在进风口（20）与出风管Ⅱ（22）之间依次设置有冷凝器换热管（3）、喷淋装置（15）、挡水板（16）和风机（17）构成；

所述直接蒸发冷却系统直接为室内供冷，也是太阳能喷射制冷系统的冷凝器；所述太阳能喷射制冷系统和直接蒸发冷却系统是在天气条件允许的情况下优先启动直接蒸发冷却制冷系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述冷凝换热管（3）的材质是铜管，或者是铝合金管的一种。