CN201218626Y - 一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵 - Google Patents

一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵 Download PDF

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Abstract

一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，采用成熟的中温太阳能装置制取98～90℃左右的热水送入吸收式热泵的发生器，驱动热泵同时供冷和供热，实现双向使用，其蒸发器制取的冷冻水出水为高温型的17～18℃，可与溶液除湿空调相结合，其吸收器和冷凝器制取的供热水出水温度可为45～50℃，无需冷却塔。热泵整机的制冷+制热的能源综合利用效益COPt达到2.4～2.8，中温太阳能的热效率可达40％左右，从而冷热双向综合能源利用率可超过100％左右，实现了前所未有的突破性进展，成为当前利用太阳能驱动热工装置实现空调目的的唯一具有节能性、经济性和实用性的技术路线和系统设计方案。

Description

一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵
技术领域
本实用新型涉及一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，属于太阳能空调技术领域。
背景技术
利用无限的太阳能资源进行供热和空调是非常具有合理性的能源利用方式，其中利用太阳能制取中、低温的生活热水等已经非常成熟并得到大规模应用，但是利用太阳能进行空调供冷，则直到目前还一直是世界性难题，其原因是目前的太阳能空调的技术路线基本上是将将太阳能聚光制造高温热水或蒸汽，用以驱动双效吸收式制冷机进行空调，之所以不用单效型是因为其制冷系数COP大大低于双效型，但是由于高温太阳能集热的热效率偏低等原因，导致按阳光辐照强度计算的太阳能空调总体能源转化效率通常不超过20％，从而其经济性过低，导致太阳能空调基本上不具有实用价值。中温太阳能集热方法目前很成熟，但是由于其能量品位过低而无法驱动双效型吸收式制冷机供冷。
同时，目前空调制冷机、热水器作为两个独立行业产品，每类产品单独工作时都会耗费大量一次或二次能源，且经济性差。若由同一中设备实现同时供冷和供热，且可把供冷用户中所吸收到的低温废热转移到供热用户中，且冷、热两端均可实现100％的能量利用，将可极大的提高能源利用效益。
随着溶液除湿空调技术的日益成熟和迅速推广，对传统的空调方式已经显示出其突破性的意义，在空调系统整体上具有更高的能源综合利用效益优势。该技术将空气处理过程分为独立的溶液除湿和高温冷冻水降温两个分过程，冷冻水供水温度通常约为17～18℃，理论上制冷机的制冷系数COP可以有30％以上的提高，从而进一步节省能源。
为此，可针对性的设计一种中温太阳能驱动的吸收式热泵，用于制取17～18℃的冷冻水，其蒸发器吸收的热量由吸收器和冷凝器全部转移到供热循环水中，用于制取45～50℃左右的热水，从而实现冷、热两端100％的利用，可实现很高的太阳能综合利用效益。
吸收式制冷机的主要运行部件如发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器、节流机构等可根据设计工况的需要而方便地进行优化设计、制作、装配，而不受现有压缩机定型结构与功能的限制。因此，从迅速产业化的角度看，吸收式制冷机将更易于通过针对性的设计、生产而实现高温冷冻水制冷机的大规模生产。同时，由于可采用太阳能集热制取的低温水，可以较大幅度的降低整体运行费用。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，研制一种中温太阳能驱动的新型吸收式热泵系统，根据同时供冷、供热的功能、参数的需要，针对性的对吸收式热泵循环进行热工过程的调整，并采用相应结构的蒸发器、吸收器、冷凝器和发生器等的设计选型及溶液浓度等的调整，实现供冷、供热双向同时利用，达到利用太阳能驱动空调热水装置、大幅度提高吸收式制冷机综合性能指标COPt、从而提高能源系统经济性的目的。
本实用新型的具体描述是：
一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，采用成熟的中温太阳能装置制取98～90℃左右的热水送入吸收式热泵的发生器，驱动热泵同时供冷和供热，实现双向使用，其所制取的冷水为配合溶液除湿空调所使用的17～18℃左右的高温冷冻水，其吸收器和冷凝器制取的供热水出水温度可为45～50℃，无需冷却塔。该吸收式热泵为单效单级吸收式制冷机结构，其中蒸发器、吸收器、冷凝器和发生器根据冷冻水供回水温度、供热水供回水温度、驱动热源供回水温度等进行相应的结构调整，其它相关部件或管道等亦需进行针对性的设计选型。
该发明产品可称之为第三种吸收式热泵，其主要含义如下：该吸收式制冷机采用低温或中温驱动热源加热发生器，其蒸发器制取17～18℃的冷水用于供冷，其吸收器和冷凝器制取45～50℃左右的热水用于供热(制取生活热水或冬季采暖)，其制冷+制热的能源综合利用效益COPt达到2.4～2.8，无需冷却塔。第三种吸收式热泵与传统的第一种吸收式热泵的区别在于蒸发器的参数范围不同，表现在功能上是冷热双向利用，而第一种吸收式热泵只是采用高、中品位的能源(通常4kg压力以上的蒸汽等)将低品位的废热提取出来用于供热，其工况无法满足供冷的需要。
中温太阳能的热效率可达40％左右，从而太阳能制冷的能源利用率为28～32％左右，而冷热双向综合能源利用率可达96～112％左右，实现了前所未有的突破性进展，成为当前利用太阳能驱动热工装置实现空调目的的唯一具有节能性、经济性和实用性的技术路线和系统设计方案。其与溶液除湿空调相结合，将具有极好的能源综合利用效益，特别是由于溶液除湿空调的再生器也可由太阳能驱动，因而可组成全部由太阳能高效驱动的具有良好经济性的“绿色”空调系统，可成为可再生能源在空调产业化应用中的一个范例。
附图说明
图1是本实用新型的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下：
发生器1、冷凝器2、蒸发器3、吸收器4、中温太阳能集热装置5、太阳光6、驱动热源进口7、驱动热源出口8、供热水进口9、太阳能热源水循环泵10、发生器的浓溶液出口11、吸收器的稀溶液出口12、供热水出口13、冷冻水进口14、冷冻水出口15。
具体实施方式
图1是本实用新型的系统示意图。
一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，采用成熟的中温太阳能装置制取98～90℃左右的热水送入吸收式热泵的发生器，驱动热泵同时供冷和供热，实现双向使用，热泵采用单效单级吸收式制冷机结构，在其发生器1中产生冷剂蒸汽，进入冷凝器2冷凝并经节流降压后进入蒸发器，将冷冻水温度降低到18℃后送往高温冷冻水用户，而供热循环水的回水温度为40℃，串联进入吸收器、冷凝器后，被加热到50℃送入供热用户，冷热两侧的能量同时得到100％的利用。由于该系统对太阳能的利用率可达到100％以上，具有良好的运行经济性，因此其相当于常规空调+热水系统的多付出的初投资将可在较短的时间内得以回收，通常可控制在3～5年之内。

Claims (4)

1、一种中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，由发生器(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、吸收器(4)、太阳能集热装置(5)及其它附属部件组成，其特征在于所述的太阳能集热装置(5)为中温型太阳能集热装置，其循环水进口通过回水管(8)与发生器(1)的热源出口相连，循环水出口通过供水管(7)经循环水泵(10)与发生器(1)的热源进口相连，蒸发器(3)的冷冻水进口(14)与来自供冷用户的冷冻水回水相连，蒸发器的高温冷冻水经出口(6)送往高温冷冻水用户，所述的吸收器(4)的供热水进口(9)与来自供热用户的回水相连，出口与冷凝器(2)的进口相连，冷凝器的供热水经出口(13)送往生活热水或采暖等热用户。
2、如权利要求1所述的中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，其特征在于所述的中温太阳能集热装置(5)为真空管式或热管式太阳能集热装置。
3、如权利要求1所述的中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，其特征在于所述的吸收式热泵为单效单级吸收式制冷机结构。
4、如权利要求1、2、3所述的中温太阳能驱动且冷热双向利用的第三种吸收式热泵，其特征在于所述的蒸发器(3)经冷冻水出口(6)送往用户的高温冷冻水温度为17～18℃，所述的冷凝器(2)经供热水出口(13)送往用户的供热水温度为45～50℃左右。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009025080A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Thomas Hahn Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung nutzbarer Kälteenergie mittels Absorptionskreisprozess
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