CN1344901A - 太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方法 - Google Patents

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Abstract

太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式,属太阳能利用技术领域。该装置由分别用真空阀8、12、或阀4、9、15及管道连接的集热发生器复合体5、上水箱10、补给水箱11、下水箱13、水箱14、冷凝器7、贮液器6、毛细管节流阀3、置于制冷空间2中的蒸发器1组成。装置采用供热与制冷双回路循环方式,其中,水回路有效回收冷凝热、吸附床显热及吸附剂的吸附热。具有能满足民用家庭同时供热与制冰的需要,有效地提高了能量转换率,节能效果佳,符合环保要求等优点。

Description

太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式
本发明涉及一种太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式，属太阳能利用技术领域。
据国内外有关文献报道，现有两种太阳能冷热联供的循环方式，分别为冷凝热回收型及水浴式太阳能冷热联供的循环方式。冷凝热回收型联供循环方式，采用外部回路冷却，系统结构较简单，性能可靠，但仍存在仅靠冷凝热传到外部水回路中，获得的热水温度自然较低；吸附床本身的显热及吸附剂的吸附热并没有得到回收，回收热量十分有限等不足。水浴式太阳能冷热联供循环方式，将吸附床置于热水箱中，系统热损较少，但仍存在如下不足：(1).由于吸附床置于热水箱中，通过水来加热吸附床，其最大解吸温度不可能超过100℃，因而单位吸附剂的吸附质比较有限；(2).由于太阳能是低品位能源，加之水的比热较大，以及水箱保温性能的限制，实际所能达到的最大解吸温度往往较低，需高效真空管集热器接收能量。
本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种用同一集热器满足民用家庭同时供热和制冰的需要，能有效地解决均匀加热和冷却问题，使制冰机的效率有效地得到提高，符合环境保护要求的太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式。
本发明的技术方案为：该太阳能平板式冷热联供装置由分别用真空阀8、12、或阀4、9、15及管道连接的集热发生器复合体5、上水箱10、补给水箱11、下水箱13、水箱14、冷凝器7、贮液器6、毛细管节流阀3、置于制冷空间2中的蒸发器1组成。其中，具有集热、吸附一解析、换热三大功能于一体的集热发生器复合体5是将太阳能集热器与发生器制成一体；结构由其上设有真空阀接头的外壳(16)、置于外壳(16)和带有肋片(19)的制冷剂通道板(20)之间的吸附工质对(17)及换热流体管(18)、置于制冷剂通道板(20)上的金属丝网(21)组成。太阳能平板式冷热联供装置的液体循环方式为供热与制冷双回路循环方式；其中制冷回路是：白天加热解吸时，制冷剂经真空阀(8)到冷凝器(7)中，冷凝热被回收后，制冷剂进入贮液器(6)中，经毛细管节流阀(3)进入蒸发器(1)；傍晚吸附时，制冷剂通过阀(15)经管道直接进入真空阀(8)后，再进入集热发生器复合体(5)中，在冷却集热发生器复合体(5)过程中显附床显热，吸附剂的吸附热被冷却水回收到上水箱(10)中。
附图1为本发明的装置结构示意图。
附图2为集热发生器复合体5的结构示意图。
下面将结合附图对本发明作进一步详述：该装置由分别用真空阀8、12、或阀4、9、15及管道连接的集热发生器复合体5、上水箱10、补给水箱11、下水箱13、水箱14、冷凝器7、贮液器6、毛细管节流阀3、置于制冷空间2中的蒸发器1组成。其中，具有集热、吸附—解吸、换热三大功能于一体的集热发生器复合体5是将太阳能集热器与发生器制成一体；结构由其上设有真空阀接头并用2mm铝板焊接而成的外壳16、置于外壳16和带有肋片19的制冷剂通道板20之间的吸附工质对17及换热流体管18、置于制冷剂通道板20上的金属丝网21组成。该装置其余结构均与本发明人发明的专利申请号为99111767.0的结构基本相同。本太阳能平板式冷热联供装置的液体循环方式，采用供热与制冷双回路循环方式。其集热循环过程为：清晨先将阀门8、4、9及12关闭，放干集热发生器复合体5内的存水，随着集热发生器复合体5吸收太阳能辐射能过程的进行，处于初始温度的集热发生器复合体5被加热，此时集热发生器复合体5内只有少量的制冷剂脱附出来，吸附率近似为常数，集热发生器复合体5内的压力不断提高，当蒸发压力升高到解吸压力时，打开阀门8，在恒压条件下集热发生器复合体5内的制冷剂不断继续受热，并被解吸出来，直到温度达到最大解吸温度Tg2。被吸附的制冷剂不断脱附出来，并在冷凝器7中冷凝，冷凝下来的制冷剂由于自重进入贮液器6中，并通过毛细管节流阀3进入蒸发器1中，冷凝热被下水箱13内的水回收。傍晚，太阳能辐射消失，关闭真空阀8，打开阀门4和9，将冷水注入集热发生器复合体5，集热发生器复合体5受冷，通过管路和阀门4、9及集热发生器复合体5和上水箱10中的水回收吸附床显热。当集热发生器复合体5内部压力下降到蒸发温度下工质的饱和压力时，打开阀门12，将温度为Ta1的热水注入水箱14中，然后关闭阀门12。制冷时，再一次将冷水注入水箱10，充分冷却集热发生器复合体5，打开阀15，此时蒸发器1中的液体因压力骤减而沸腾，从而开始制冷。该过程一直进行到第二天清晨，同时吸附热由阀门4、9及集热发生器复合体5和上水箱10中的冷水带走，集热发生器复合体5的最终温度为Ta2，此时关闭真空阀8，便完成了一个供热与制冷的循环过程。在制冷过程中，吸附床的显热，吸附剂的附热，被水箱10的水有效地回收，从而使水箱10内的水温升高。
实施例一(集热器为2平方米时)：
采用上述太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式，夏季可产生50-60℃的热水60公斤，日制冰量为7公斤；冬季可产生40-50℃的热水50公斤，日制冰量为5公斤。该装置需活性炭约40公斤，甲醇12公斤。吸附式冰箱的容积为180升。该套装置适合于三口之家庭使用。
实施例一(集热器为4平方米时)：
采用上述太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方式，夏季可产生60-70℃的热水80公斤，日制冰量为12公斤；冬季可产生50-60℃的热水70公斤，日制冰量为10公斤。该装置需活性炭约80公斤，甲醇20公斤。吸附式冰箱的容积为240升。该套装置适合于五口之家庭使用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.打破了以往集热器分别作为热水器加热源或吸附式制冷加热源的单一用途，用同一集热器满足了家庭同时供热和制冰需要。
2.有效地解决了加热和冷却问题，使制冰机的效率提高，装置制作简单。
3.该装置将白天加热吸附器的显热、吸附热、冷凝热有效地回收利用，达到了节能的目的，并提高了能量转换的利用率。该装置采用太阳能加热和无氟制冰，在环保方面现出特有的优点。

Claims (3)

1.一种太阳能平板式冷热联供装置，其特征在于该装置由分别用真空阀(8)、(15)、或阀(4)、(9)、(12)及管道连接的集热发生器复合体(5)、上水箱(10)、补给水箱(11)、下水箱(13)、水箱(14)、冷凝器(7)、贮液器(6)、毛细管节流阀(3)、置于制冷空间(2)中的蒸发器(1)组成。
2.根据权利要求1所述的太阳能平板式冷热联供装置，其特征在于集热发生器复合体(5)是将太阳能集热器与发生器制成一体；结构由其上设有真空阀接头的外壳(16)、置于外壳(16)和带有肋片(19)的制冷剂通道板(20)之间的吸附工质对(17)及换热流体管(18)、置于制冷剂通道板(20)上的金属丝网(21)组成。
3.一种太阳能平板式冷热联供装置的液体循环方式，其特征是液体循环方式为供热与制冷双回路循环方式；其中制冷回路是：白天加热解吸时，制冷剂经真空阀(8)到冷凝器(7)中，冷凝热被回收后，制冷剂进入贮液器(6)中，经毛细管节流阀(3)进入蒸发器(1）；傍晚吸附时，制冷剂通过阀(15)经管道直接进入真空阀(8)后，再进入集热发生器复合体(5)中，在冷却集热发生器复合体(5)过程中显附床显热，吸附剂的吸附热被冷却水回收到上水箱(10)中。
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