CN1460825A - 复合式太阳能制冷装置 - Google Patents

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Abstract

复合式太阳能制冷装置主要包括发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、压缩机、太阳能集热器、水泵、阀、溶液泵等。太阳能集热器与发生器、水泵构成了太阳能集热系统的循环；溶液热交换器与发生器、吸收器相连，构成了浓溶液的循环。压缩机与发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器相连，构成了压缩制冷的循环系统。在天气晴好的时候，由太阳能集热系统的循环和浓溶液的循环的联合系统工作，整个系统工作在单效吸收式制冷方式下，为空调空间提供冷量。在阴雨天或夜晚，由压缩机系统工作，整个系统转为压缩式制冷方式制取冷量。该装置可以全年度全天候运转，而且具有成本低、结构简单、运行平稳可靠、工作效率高、温度范围广等突出优点。

Description

复合式太阳能制冷装置
技术领域：
本发明涉及的是一种复合式太阳能制冷装置，特别是一种不受天气变化限制利用太阳能和电能联合驱动的复合式太阳能制冷装置，属于建筑环境与设备工程及制冷工程技术领域。
背景技术：
制冷和空调装置大都采用对环境有害(有温室效应和破坏臭氧层)的人工合成物质作为工质，采用电力等高品位能源进行驱动。随着制冷与空调装置的日益普及，由于制冷和空调引发的节能和环保问题越来越成为人们关注的焦点。因此，目前在制冷和空调领域，尽可能采用对环境友好的工质(如氨、水或二氧化碳等自然工质)和非常规能源(如太阳能、风能、地热能等)，对于节能和环保具有重要的意义。一般的太阳能制冷与空调装置，大都单纯采用吸收式或吸附式制冷方式，具有结构复杂，制造成本高，运行效率低、需要辅助加热装置的缺点，极大地阻碍了太阳能在制冷与空调行业的推广与应用。
在已有技术中，专利号为93119264.1，名称为《热水型两级吸收式制冷机》的专利，该发明以太阳能为热源“包括一个内置冷凝器、高压发生器以及低压发生器和高压吸收器的高压筒，一个内置低压发生器和蒸发器的低压筒，并有高、低压热交换器，通过相应管线和屏蔽式循环泵连接成两级吸收式循环制冷系统”，结构非常复杂。专利号为00109336.3，名称为《一种太阳能吸收式空调系统》的专利，该发明“包括太阳能集热器、单效吸收式制冷机、储热水箱、冷却塔、空调箱和辅助锅炉”，尽管吸收式制冷系统采用的是单效方式，但需要一套复杂的辅助热源和储热装置。上述不足极大地阻碍了太阳能在制冷与空调行业的推广与应用。
发明内容：
为了克服已有技术的不足和缺陷，满足可持续发展对制冷空调行业在节能和环保上的要求，我们研制开发了采用太阳能和电能联合驱动、采用NH3-LiNO3溶液作为工质对的复合式太阳能制冷装置。
本发明主要由、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、压缩机、太阳能集热器、水泵、阀、溶液泵等组成。
太阳能集热器与发生器、水泵相连，构成了太阳能集热系统的循环；溶液热交换器与发生器、吸收器相连，构成了浓溶液的循环；压缩机与发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器相连，构成了压缩制冷的循环系统。太阳能集热系统的循环和浓溶液的循环的联合系统是和压缩机系统的作用一样的，两个系统是并联的。
在天气晴好的时候，由太阳能集热系统的循环和浓溶液的循环的联合系统工作，整个系统工作在单效吸收式制冷方式下，为空调空间提供冷量。在阴雨天或夜晚，由压缩机系统工作，整个系统转为压缩式制冷方式制取冷量。
与已有技术相比，本系统不需要辅助加热装置和储热装置，既可采用太阳能作吸收式制冷，又可采用电力驱动压缩机进行压缩制冷，可以全年度全天侯运转，而且具有成本低、结构简单、运行平稳可靠、工作效率高、温度范围广等突出优点，避免了由于太阳能集热器供热波动而引起的制冷波动，对于太阳能制冷与空调技术的推广和普及具有重要的意义。
附图说明：
图1是复合式太阳能制冷装置示意图
图中1是发生器、2是冷凝器、3是冷却水、4是节流阀、5是冷冻水、6是蒸发器、7是吸收器、8是溶液热交换器、9是压缩机、10是太阳能集热器、11是水泵、12~15是调节阀、16是溶液泵。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述：
如图1所示，本发明主要包括发生器1、冷凝器2、节流阀4、蒸发器6、吸收器7、溶液热交换器8、压缩机9、太阳能集热器10、水泵11、调节阀12~15、溶液泵16，太阳能集热器10与发生器1左边的管程、水泵11构成了太阳能集热系统的循环；溶液热交换器8与发生器1壳程、吸收器7壳程以及溶液泵16构成了浓溶液的循环；压缩机9与发生器1右边的管程、冷凝器2的壳程、节流阀4、蒸发器6的壳程、吸收器7右边的管程构成了压缩制冷的循环系统。太阳能集热系统的循环和浓溶液的循环的联合系统是和压缩机系统的作用一样的，两个系统是并联的。
太阳能集热器10上端与发生器1左边的管程进口连接，发生器1左边的管程出口与水泵11进口相连，水泵11的出口又和太阳能集热器10的下端连接，溶液热交换器8左边的管程出口与发生器1壳程入口相连，发生器1壳程出口与溶液热交换器8右边的管程入口相连，溶液热交换器8右边的管程出口与吸收器7的壳程入口相连，吸收器7的壳程出口通过溶液泵16与溶液热交换器8左边的管程入口相连。
压缩机9的出口与发生器1右边的管程入口相连，发生器1右边的管程出口通过调节阀12和冷凝器2的壳程入口连接，冷凝器2的管程内通冷却水3，冷凝器2的壳程出口与节流阀4的入口相连，节流阀4的出口与蒸发器6的壳程入口连接，蒸发器6的管程内通冷冻水5，蒸发器6的壳程出口通过调节阀14与吸收器7右边的管程入口相连，吸收器7右边的管程出口与压缩机9的入口管道相连。
发生器1的壳程出口通过调节阀13和冷凝器2的壳程入口连接，蒸发器6的壳程出口通过调节阀15与吸收器7的壳程入口相连。
在天气晴好的时候，调节阀12、14关闭；调节阀13、15开启。由太阳能集热器10提供热水，对发生器1壳程内的NH3-LiNO3浓溶液(富含NH3)进行加热，氨蒸汽从发生器1通过调节阀13流向冷凝器2，在冷凝器2中氨蒸汽向冷却水3放出热量后变成液态氨，在流经节流阀4降压后，进入蒸发器6向冷冻水5吸收热量，液态氨蒸发成蒸气，最后通过调节阀15流入吸收器7被吸收，整个系统工作在吸收式制冷方式下，为空调空间提供冷量。
在阴雨天或夜晚，太阳能集热器10无法提供温度适宜的热水去驱动制冷系统。此时，调节阀13、15关闭；调节阀12、14开启。开启压缩机9。从蒸发器6来的氨蒸气经过吸收器7右边的管程被吸入压缩机9，经压缩机9压缩后变为高温高压的蒸气，然后经过发生器1右边的管程通过调节阀12流入冷凝器2，在冷凝器2中氨蒸汽被冷却成液态，再经过节流阀4降压，最后被送入蒸发器6中，向冷冻水5吸收热量而蒸发，系统转为压缩式制冷方式制取冷量。

Claims (1)

1、一种复合式太阳能制冷装置主要包括发生器(1)、冷凝器(2)、节流阀(4)、蒸发器(6)、吸收器(7)、溶液热交换器(8)、压缩机(9)、太阳能集热器(10)、水泵(11)、调节阀(12~15)、溶液泵(16)，其特征在于，太阳能集热器(10)与发生器(1)左边的管程、水泵(11)构成了太阳能集热系统的循环；溶液热交换器(8)与发生器(1)的壳程、吸收器(7)的壳程以及溶液泵(16)构成了浓溶液的循环；压缩机(9)与发生器(1)右边的管程、冷凝器(2)的壳程、节流阀(4)、蒸发器(6)的壳程、吸收器(7)右边的管程构成了压缩制冷的循环系统，太阳能集热器(10)上端与发生器(1)左边的管程进口连接，发生器(1)左边的管程出口与水泵(11)进口相连，水泵(11)的出口又和太阳能集热器(10)的下端连接，溶液热交换器(8)左边的管程出口与发生器(1)壳程入口相连，发生器(1)壳程出口与溶液热交换器(8)右边的管程入口相连，溶液热交换器(8)右边的管程出口与吸收器(7)的壳程入口相连，吸收器(7)的壳程出口通过溶液泵(16)与溶液热交换器(8)左边的管程入口相连，压缩机(9)的出口管道与发生器(1)右边的管程入口相连，发生器(1)右边的管程出口通过调节阀(12)和冷凝器(2)的壳程入口连接，冷凝器(2)的管程内通冷却水(3)，冷凝器(2)的壳程出口与节流阀(4)的入口相连，节流阀(4)的出口与蒸发器(6)的壳程入口连接，蒸发器(6)的管程内通冷冻水(5)，蒸发器(6)的壳程出口通过调节阀(14)与吸收器(7)右边的管程入口相连，吸收器(7)右边的管程出口与压缩机(9)的入口管道相连，发生器(1)的壳程出口通过调节阀(13)和冷凝器(2)的壳程入口连接，蒸发器(6)的壳程出口通过调节阀(15)与吸收器(7)的壳程入口相连。
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