CN106765784A - 一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，包括依次相连的太阳能热源驱动系统、喷射制冷系统和空气末端处理装置，所述的喷射制冷系统和空气末端处理装置之间还设置有微胶囊相变储冷系统，所述的喷射制冷系统包括喷射器、冷凝器和蒸发器，所述的喷射器包括喷射本体和调节式喷嘴，喷射本体上开有喷射混合腔，喷射器混合腔的左端设有调节式喷嘴，喷射本体的上侧和下侧分别开有喷射器主流体入口和喷射器次流体入口，且喷射器主流体入口与调节式喷嘴的一端连通，喷射器次流体入口与调节式喷嘴另一端连通。本发明的优点在于：运行稳定、工作效率高，节碳减排，通过创新的调节式喷射器喷嘴，灵活调节系统功率，满足不同制冷需要。

Description

一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统。

背景技术

由于能源短缺、环境恶化，太阳能作为取之不尽的清洁能源越来越受到人们的重视。太阳能热驱动制冷空调也成为制冷、空调界关注的焦点之一。太阳能喷射式制冷空调由于结构简单、造价低、运行可靠等优势，更加接近实际应用的要求，具有良好的发展前景。目前，国内外在蓄冷空调中主要采用水蓄冷和冰蓄冷的方法，存在蓄冷系统效率低、体积庞大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，通过增设微胶囊相变储能系统和改变喷射器结构来提高热能转换的效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，它包括依次相连的太阳能热源驱动系统、喷射制冷系统和空气末端处理装置，所述的喷射制冷系统和空气末端处理装置之间还设置有微胶囊相变储冷系统，所述的微胶囊相变储冷系统包括储冷箱、螺旋管换热器A和太阳能光伏驱动搅拌器，储冷箱中设置有螺旋管换热器A和太阳能光伏驱动搅拌器，太阳能光伏驱动搅拌器包括光伏驱动装置、搅拌杆和搅拌叶片且搅拌叶片位于储冷箱的底部，螺旋管换热器A上设有进口和出口且进口和出口均连接在喷射制冷系统上，储冷箱内装有微胶囊相变悬浮液，储冷箱设有进口和出口，且储冷箱的进口和出口均与空气末端处理装置相连；

所述的喷射制冷系统包括喷射器、冷凝器和蒸发器，所述的喷射器包括喷射本体、调节式喷嘴、喷射器主流体入口、 喷射器次流体入口和喷射器混合腔，喷射本体开有喷射混合腔，在喷射器混合腔的左端设有调节式喷嘴，喷射本体的上侧和下侧分别开有喷射器主流体入口和喷射器次流体入口，且喷射本体上开有喷射器主流体入口与调节式喷嘴的中部位置相连通的腔道，喷射本体还开有喷射器次流体入口与调节式喷嘴右端相连通的腔道，喷射器混合腔的右端为喷射器流体出口且喷射器流体出口通过管道与冷凝器相连，所述的蒸发器上部通过管道连接在喷射器的喷射器次流体入口上，在蒸发器的下部还通过管道与冷凝器的底部相连且在该管道上还设置有膨胀阀，冷凝器上还设置有抽真空口A。

所述的太阳能热源驱动系统包括太阳能集热器、蓄热水箱和发生器，蓄热水箱中装有水，蓄热水箱中设置有辅助加热器A，且蓄热水箱与太阳能集热器之间设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体，蓄热水箱和发生器之间同样设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体、调节阀、温度传感器和流量传感器，在发生器内设置有螺旋管换热器B，且螺旋管换热器B与发生器和蓄热水箱之间的水循环管道相连，发生器中装有水，在发生器的上方还设置有抽真空口B，抽真空口B与抽真空装置相连，在发生器的上端设置有通过管道连通的辅助加热器B，辅助加热器B再通过管道连接在喷射器中的喷射主流体入口上且在该管道上设置有调节阀，发生器的底部还通过管道与冷凝器的底部相连且在该管道上设置有泵体和调节阀。

所述的蒸发器的下部设置有补水管，补水管上设置有调节阀，在蒸发器的上部还设置有喷淋头，喷淋头与喷射管道相连且在喷射管道上设置有泵体，喷射管道与蒸发器的下部相连通，蒸发器的下部通过管道与螺旋换热管A的进口相连，蒸发器的上部通过管道与螺旋管换热器A的出口相连，在蒸发器侧部还设置有水位观测管，蒸发器上还设置有压力传感器和温度传感器。

所述的空气末端处理装置上设有进口和出口，该进口通过管道与储冷箱的下部相连且在该管道上设置有泵体和温度传感器，空气末端处理装置的出口通过管道连接在储冷箱的上部且该管道上设置有流量传感器和泵体。

所述的微胶囊相变悬浮液包括水和相变胶囊，相变胶囊由薄膜将相变材料包裹制成，水和相变胶囊按一定配比形成微胶囊相变悬浮液。

本发明具有以下优点：（1）通过增设微胶囊相变储冷系统，减少换热环节，同时保证系统无间断运行，提高太阳能空调运行的效率和稳定性；（2）使用了新能源太阳能作为热源，太阳能制冷的循环介质都为水，节碳减排，有利环境；（3）通过创新的调节式喷射器喷嘴，灵活调节系统功率，满足不同制冷需要。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为喷射器的结构示意图；

图中：1-太阳能热源驱动系统，2-喷射制冷系统，3-空气末端处理装置，4-微胶囊相变储冷系统，5-储冷箱，6-螺旋管换热器A ，7-太阳能光伏驱动搅拌器，8-喷射器，9-冷凝器，10-喷射本体，11-调节式喷嘴，12-喷射器主流体入口，13-喷射器次流体入口，14-喷射器混合腔，15-喷射器流体出口，16-太阳能集热器，17-蓄热水箱，18-发生器，19-螺旋管换热器B，20-抽真空口A，21-辅助加热器A，22-蒸发器，23-补水管，24-喷淋头，25-膨胀阀，26-水位观测管，27-微胶囊相变悬浮液,28-抽真空口B,29-辅助加热器B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，它包括依次相连的太阳能热源驱动系统1、喷射制冷系统2和空气末端处理装置3，所述的喷射制冷系统2和空气末端处理装置3之间还设置有微胶囊相变储冷系统4，所述的微胶囊相变储冷系统4包括储冷箱5、螺旋管换热器A6和太阳能光伏驱动搅拌器7，储冷箱5中设置有螺旋管换热器A6和太阳能光伏驱动搅拌器7，太阳能光伏驱动搅拌器7包括光伏驱动装置、搅拌杆和搅拌叶片且搅拌叶片位于储冷箱5的底部，螺旋管换热器A6上设有进口和出口且进口和出口均连接在喷射制冷系统2上，储冷箱5内装有微胶囊相变悬浮液27，储冷箱5设有进口和出口，且储冷箱5的进口和出口均与空气末端处理装置3相连；

所述的喷射制冷系统2包括喷射器8、冷凝器9和蒸发器22，所述的喷射器8包括喷射本体10、调节式喷嘴11、喷射器主流体入口12、 喷射器次流体入口13和喷射器混合腔14，喷射本体10开有喷射混合腔14，在喷射器混合腔14的左端设有调节式喷嘴11，喷射本体10的上侧和下侧分别开有喷射器主流体入口12和喷射器次流体入口13，且喷射本体10上开有喷射器主流体入口12与调节式喷嘴11的中部位置相连通的腔道，喷射本体10还开有喷射器次流体入口13与调节式喷嘴11右端相连通的腔道，喷射器混合腔14的右端为喷射器流体出口15且喷射器流体出口15通过管道与冷凝器9相连，所述的蒸发器22上部通过管道连接在喷射器8的喷射器次流体入口13上，在蒸发器22的下部还通过管道与冷凝器9的底部相连且在该管道上还设置有膨胀阀25，冷凝器9上还设置有抽真空口A20。

所述的太阳能热源驱动系统1包括太阳能集热器16、蓄热水箱17和发生器18，蓄热水箱17中装有水，蓄热水箱17中设置有辅助加热器A21，且蓄热水箱17与太阳能集热器16之间设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体，蓄热水箱17和发生器18之间同样设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体、调节阀、温度传感器和流量传感器，在发生器18内设置有螺旋管换热器B19，且螺旋管换热器B19与发生器18和蓄热水箱17之间的水循环管道相连，发生器18中装有水，在发生器18的上方还设置有抽真空口B28，抽真空口B28与抽真空装置相连，在发生器的上端设置有通过管道连通的辅助加热器B29，辅助加热器B29再通过管道连接在喷射器8中的喷射主流体入口12上且在该管道上设置有调节阀，发生器18的底部还通过管道与冷凝器9的底部相连且在该管道上设置有泵体和调节阀。通过太阳能即热其16吸收太阳能将内部的水加热，加热后的水通过管道流入蓄热水箱17中，与蓄热水箱17中的水发生热交换，当处于晚上或太阳照射不够充分时，通过辅助加热器A来加热蓄热水箱中的水，保证空调在不同环境情况下使用。蓄热水箱17中的水在换热被加热后通管道流入发生器18中的螺旋管换热器B19中，再与发生器18中的水进行换热，发生器18中的水换热蒸发成水蒸气后进入辅助加热器B29中，辅助加热器B29是为了充分地保证蒸发后水蒸气的温度，避免管道过长温度降低，辅助加热器B29中的水蒸气通过喷射器主流体入口12进入调节式喷嘴11的中部，通过调节式喷嘴11喷出进入喷射器混合腔14中。

所述的蒸发器22的下部设置有补水管23，补水管23上设置有调节阀，在蒸发器22的上部还设置有喷淋头24，喷淋头24与喷射管道相连且在喷射管道上设置有泵体，喷射管道与蒸发器22的下部相连通，蒸发器22的下部通过管道与螺旋换热管A6的进口相连，蒸发器22的上部通过管道与螺旋管换热器A6的出口相连，在蒸发器22侧部还设置有水位观测管26，蒸发器22上还设置有压力传感器和温度传感器。蒸发器22中的水通过喷淋头24喷出形成水水蒸气，由于调节式喷嘴11将辅助加热器B中的水蒸气喷出至喷混器缓和腔14中，在调节式喷嘴11左侧形成低压环境，低压环境使得喷淋头24喷出后的水蒸气通过喷射器次流体入口13进入喷射器混合腔14中，辅助加热器B29中的水蒸气和蒸发器22中的水蒸气互相混合后通过喷射器流体出口进入冷凝器9中发热、冷凝为液体，冷凝后的液体一部分通过膨胀阀25进入蒸发器22中吸收热量汽化制冷，蒸发器22中被制冷的液体流入螺旋管换热器A6与储冷箱5中的微胶囊相变悬浮液27发生热交换，储冷箱5的微胶囊相变悬浮液27被制冷后流入空气末端处理装置3来降低室内空气温度。

所述的空气末端处理装置3上设有进口和出口，该进口通过管道与储冷箱5的下部相连且在该管道上设置有泵体和温度传感器，空气末端处理装置3的出口通过管道连接在储冷箱5的上部且该管道上设置有流量传感器和泵体。

所述的微胶囊相变悬浮液27包括水和相变胶囊，相变胶囊由薄膜将相变材料包裹制成，水和相变胶囊按一定配比形成微胶囊相变悬浮液，由于其蓄能密度高、表现比热容大、体积小等优点，比水可蓄存4-6倍的冷量，比冰蓄冷可以提高蓄冷温度，从而可以大大降低蓄冷系统的体积， 并提高太阳能空调的系统效率。并且相变材料微胶囊化后，表观面积增加、传热面积增大、换热面积提高。在太阳能喷射式空调中，微胶囊相变悬浮液27不仅用作储冷介质，同时用作输冷介质，直接泵入末端空气处理装置，冷却室内空气。微胶囊相变悬浮液27可以像传统冷冻水介质一样在管路中正常流动，并且携带更大的冷量。这样减少了一次换热环节，提高了太阳能空调系统效率和品质。也减小了管路长度，降低了泵的功率，进一步节约了太阳能空调系统中，蓄冷和输冷系统的经济成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，包括依次相连的太阳能热源驱动系统（1）、喷射制冷系统（2）和空气末端处理装置（3），其特征在于：所述的喷射制冷系统（2）和空气末端处理装置（3）之间还设置有微胶囊相变储冷系统（4），所述的微胶囊相变储冷系统（4）包括储冷箱（5）、螺旋管换热器A（6）和太阳能光伏驱动搅拌器（7），储冷箱（5）中设置有螺旋管换热器A（6）和太阳能光伏驱动搅拌器（7），太阳能光伏驱动搅拌器（7）包括光伏驱动装置、搅拌杆和搅拌叶片且搅拌叶片位于储冷箱（5）的底部，螺旋管换热器A（6）上设有进口和出口且进口和出口均连接在喷射制冷系统（2）上，储冷箱（5）内装有微胶囊相变悬浮液（27），储冷箱（5）设有进口和出口，且储冷箱（5）的进口和出口均与空气末端处理装置（3）相连；

所述的喷射制冷系统（2）包括喷射器（8）、冷凝器（9）和蒸发器（22），所述的喷射器（8）包括喷射本体（10）、调节式喷嘴（11）、喷射器主流体入口（12）、 喷射器次流体入口（13）和喷射器混合腔（14），喷射本体（10）开有喷射混合腔（14），在喷射器混合腔（14）的左端设有调节式喷嘴（11），喷射本体（10）的上侧和下侧分别开有喷射器主流体入口（12）和喷射器次流体入口（13），且喷射本体（10）上开有喷射器主流体入口（12）与调节式喷嘴（11）的中部位置相连通的腔道，喷射本体（10）还开有喷射器次流体入口（13）与调节式喷嘴（11）右端相连通的腔道，喷射器混合腔（14）的右端为喷射器流体出口（15）且喷射器流体出口（15）通过管道与冷凝器（9）相连，所述的蒸发器（22）上部通过管道连接在喷射器（8）的喷射器次流体入口（13）上，在蒸发器（22）的下部还通过管道与冷凝器（9）的底部相连且在该管道上还设置有膨胀阀（25），冷凝器（9）上还设置有抽真空口A（20）。

2.根据权利要求1所述的一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，其特征在于：所述的太阳能热源驱动系统（1）包括太阳能集热器（16）、蓄热水箱（17）和发生器（18），蓄热水箱（17）中装有水，蓄热水箱（17）中设置有辅助加热器A（21），且蓄热水箱（17）与太阳能集热器（16）之间设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体，蓄热水箱（17）和发生器（18）之间同样设置有水循环管道且在该循环管道上设置有泵体、调节阀、温度传感器和流量传感器，在发生器（18）内设置有螺旋管换热器B（19），且螺旋管换热器B（19）与发生器（18）和蓄热水箱（17）之间的水循环管道相连，发生器（18）中装有水，在发生器（18）的上方还设置有抽真空口B（28），抽真空口B（28）与抽真空装置相连，在发生器的上端设置有通过管道连通的辅助加热器B（29），辅助加热器B（29）再通过管道连接在喷射器（8）中的喷射主流体入口（12）上且在该管道上设置有调节阀，发生器（18）的底部还通过管道与冷凝器（9）的底部相连且在该管道上设置有泵体和调节阀。

3.根据权利要求1所述的一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，其特征在于：所述的蒸发器（22）的下部设置有补水管（23），补水管（23）上设置有调节阀，在蒸发器（22）的上部还设置有喷淋头（24），喷淋头（24）与喷射管道相连且在喷射管道上设置有泵体，喷射管道与蒸发器（22）的下部相连通，蒸发器（22）的下部通过管道与螺旋换热管A（6）的进口相连，蒸发器（22）的上部通过管道与螺旋管换热器A（6）的出口相连，在蒸发器（22）侧部还设置有水位观测管（26），蒸发器（22）上还设置有压力传感器和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，其特征在于：所述的空气末端处理装置（3）上设有进口和出口，该进口通过管道与储冷箱（5）的下部相连且在该管道上设置有泵体和温度传感器，空气末端处理装置（3）的出口通过管道连接在储冷箱（5）的上部且该管道上设置有流量传感器和泵体。

5.根据权利要求1所述的一种高效的结合微胶囊相变储能的太阳能喷射式空调系统，其特征在于：所述的微胶囊相变悬浮液（27）包括水和相变胶囊，相变胶囊由薄膜将相变材料包裹制成，水和相变胶囊按一定配比形成微胶囊相变悬浮液。