CN201407762Y - 一种直接发生式太阳能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种直接发生式太阳能空调系统，在本设计方案中，采用热管闷晒真空管式发生器，冷凝器、蒸发器、吸收器、辅助加热器、蓄冷装置、空调箱、节流阀及自动控制机构等共同构成一种直接发生式太阳能空调系统。热管真空管与闷晒式真空管相连接，在闷晒式真空管发生器内直接加热制冷工质对；在冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶液热交换器的作用下，完成一个制冷循环。本实用新型提高了太阳能的热利用效率，降低了太阳能空调的成本，为太阳能空调产业化提供了经济上的可行性。
Description
技术领域
本发明属于空调制冷技术领域，尤其是涉及到一种太阳能空调制冷技术。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，空调器已经是一种普及电器，但是常规的电压缩式制冷空调，消耗了大量电力资源，导致在夏季不得不拉闸限电，影响了整个国民的生活水平。而目前中国所利用的大部份电能都是火力发电，这就更进一步地消耗大量煤炭，从而产生更多的二氧化碳，导致了环境的进一步恶化；这就迫切需要开发一些节能环保的空调制冷技术，而这个技术首选的就是太阳能空调技术；因为太阳能空调技术是符合人类可持发展的一项技术，所以成为世界研究的热点。
目前，就太阳能制冷技术最接近实用主要是两种制冷方式，吸收式制冷与吸附式制冷；就吸附式制冷而言，目前还没能找到适合太阳能制冷方面的吸附工质对以及高效优化的吸附床；因而还处在理论研究阶段，有关吸附式制冷的专利技术产品目前还不具备实用化、市场化条件；而有关吸收式制冷的产品早达到实用化阶段，但驱动的能源还是常规能源，如煤炭、燃气、燃油等；对太阳能热驱动吸收式制冷还局限于大型的空调制冷场合，还没有小型化产品。
对如当前太阳能吸收式制冷空调还未能走向实用、市场化，其总体原因可以归结如下：
太阳能集热器与常规的吸收式制冷机进行功能组合，造成了太阳能空调系统造价高昂，不适合市场推广与利用；且热效率不高，100℃左右的热源时，单效制冷机器的效率在0.6左右，提高吸收式制冷机的效率是降低成本的关键环节。
如专利200710034351.4(新型热管太阳能空调系统)所介绍的一种空调系统，采用热管直接加热溴冷机中的发生器溶液，但在这个系统中，采用的是分离式热管，这样的热管布置形式虽有利于溴冷机的结构布置，但增加了热转换环节，不利于提高太阳能的热利用效率。
如专利200620022789.1“新型太阳能空调装置”其技术路线是将采集到的太阳能转换为热水，然后再由热水驱动吸收制冷机器，这样，经历了一个热水媒介的转换环节，由此导致的太阳能光热利用的转换环节过多，将有限的太阳能能量一部分损失在了没有做功的热水转换环节，这也是导致太阳能光热利用效率不高的一个原因，从而使得太阳能吸收式制冷机的效率不高。
针对目前有关太阳能吸收式制冷技术热转换效率不高、能量交换次数比较多，设备复杂且造价高昂的缺陷，本设计方案提出了相应的解决办法。
1、使用热管真空管，热管真空管的冷凝端直接加热发生器中的溶液，将太阳能集热器与热管集成一体化，能有效缩短太阳能热量传递距离，减少热量在传递过程中的损失，同时降低了设备制造成本。
2、采用热管闷晒式真空管发生器，将太阳能集热器与发生器集成一体化，能充分增加太阳能的采集热量的有效面积，同时，将集热器与发生合二为一降低了设备制造成本。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有太阳能空调技术不能实用化、经济化的缺陷，本实用新型通过如下技术方案实现：
本实用新型设计了热管闷晒式真空管发生器，所述的热管闷晒式真空管发生器由热管真空管与闷晒式真空管直接密封相连接而构成，其特征是热管冷凝端密封在闷晒式真空管容器中，所述热管冷凝端与闷晒式真空管容器构成一个高温高压容器，所述的高温高压容器就是一个制冷发生器构件；在所述的闷晒真空管中设置了辅助电加热器、挡液装置；本实用新型设计了能够直接利用太阳能的热管闷晒式真空管发生器，所述的热管闷晒式真空管发生器中间零部件构件均是现有成熟的工业技术产品，如热管真空管、闷晒式真空管、电加热器、换热器；所述的热管闷晒式真空管发生器其特征是将热管真空管冷凝端、电加热器布置在闷晒式真空管容器中，是一个太阳能集热器与制冷发生器集成一体化构件。
热管是一种传热能力很强的元件，热管真空管是一种在真空集热管内无水而代之以金属热管传递太阳热能的构件；这种集热管主要分为两种类型，一种是热管单玻璃集热管，是由带有平板镀膜肋片的热管蒸发段封接在单层真空玻璃管内，其冷凝端以紧密配合的形式直接插入闷晒式真空管内，直接加热制冷工质对；另一种集热管是将一种热管的蒸发段以紧密配合的方式插入双玻璃真空集热管内的弹性金属肋片中，并处于阳光照射强烈的部位，而扩大直径后的冷凝端是通过密封圈直接插入闷晒式真空管内，直接加热制冷工质对。热管真空管的冷凝端可以加工成蛇管式、螺旋管式、双蛇管式、双螺旋管式，这种设计便于与喷淋装置喷液充分接触换热。
为了提高发生器的传热传质效果，将溴化锂浓溶液在一定压力作用下均匀分布在喷淋装置中的喷淋管内，通过喷嘴喷出，均匀分布在热管冷凝端，形成均匀液膜，以增加气液两相接触面积；浓溶液汇聚到底部时与热管冷凝端形成沉浸式结构。喷淋管可根据喷嘴特性采用矩形管或圆形管，喷嘴通常采用漩涡式或离心式。
热管闷晒式真空管发生器是在闷晒真空管的基础上设计而成的，闷晒真空管构件现有产品规格为：3030mm×615mm×186mm，真空玻璃管外径为φ126mm；玻璃管内装有不锈钢金属筒φ110mm，长2.5m，表面有选择性涂层(参见《太阳能热水器原理、制造与施工》，化学工业出版社)。
本实用新型热管闷晒式真空管发生器的金属筒φ＞φ110mm，长2.5~3m。
挡液装置设置在热管闷晒式真空管发生器中，该发生器属于高压发生器，由于溶液沸腾剧烈，溴化锂溶液的微小液滴会被冷剂蒸汽带入冷凝器中，造成冷剂水污染，引起机组蒸发温度升高，从而使冷水出口温度升高和制冷量降低。除了降低冷剂蒸汽流速外，设置挡液装置可防止冷剂水污染。常用得挡液装置有人字形结构、虑网结构、交错板型结构、交错孔形结构。
蒸发器和吸收器的压力相同，通常布置在一个筒体内，常用的蒸发-吸收器结构有左右平行布置、左中右平行布置、上下叠置、双水盘结构、内外式布置，蒸发器的传热管一般采用紫铜管、管型为光管或高效传热管，如肋管、C型管、大波纹管等。
辅助加热器的热源由辅助锅炉提供，辅助锅炉可以是燃气锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉、电锅炉等。
本发明的有益效果
1、本发明提高了太阳能的热利用效率，中间没有热媒水的转换环节，由太阳能直接加热制冷工质对，提高了太阳能的制冷效率。
2、本发明将太阳能集热器与吸收式制冷发生器集成一体化，降低了太阳能空调的成本，为太阳能空调产业化提供了经济上的可行性。
附图说明
图1是太阳能直接发生式空调系统流程图。
图2是热管闷晒真空管式发生器图。
图3是热管闷晒真空管式发生器截面图。
图中，9.挡液装置，10.喷淋装置，11.热管冷凝端，12.辅助加热器，13.热管真空管，14.支架，15.浓溶液管接口，16.制冷剂蒸汽管接口，17.闷晒真空管。
具体实施方式
吸收器(1)中的溴化锂稀溶液在溶液泵的加压作用下，通过溶液热交换器(2)升温后，进入热管闷晒真空管式发生器(3)，溴化锂稀溶液受热蒸发后，高压水蒸汽进入冷凝器(4)冷凝降压后，经节流阀(5)进入蒸发器(6)，冷剂水在蒸发器中吸热蒸发气化，产生冷媒水；多余的冷媒水通过储冷箱(7)储存起来，空调箱(8)与储冷箱(7)连接并从中交换能量，经空调箱(8)处理后的空气就可以输送到需要空调的房间；在蒸发器中吸热蒸发气化的水蒸汽被吸收器(1)中的浓溶液吸收，溴化锂浓溶液变为溴化锂稀溶液，到此，完成一个制冷循环流程，重复该流程就能连续不段地制取冷热量；当太阳能不足时，由辅助加热器提供热源，保证机组运行的连续性。
Claims (7)
1、一种直接发生式太阳能空调系统，由热管闷晒真空管式发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、辅助加热器、蓄冷装置、空调箱、溶液热交换器、节流阀装置组成；其特征是：热管真空管(13)与闷晒式真空管(17)相连接，在闷晒式真空管发生器内直接加热制冷工质对；在冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶液热交换器的作用下，完成一个制冷循环。
2、根据权利要求1所述的太阳能直接发生式空调系统，其特征是：所述的热管闷晒真空管式发生器是由热管真空管与闷晒式真空管直接密封相连接而构成。
3、根据权利要求1所述的太阳能直接发生式空调系统，其特征是：所述的蒸发器与吸收器的压力相同，布置在一个筒体内，蒸发器-吸收器结构布置至少选自下列一种结构：A左右平行布置，B左中右平行布置，C上下叠置式，D双水盘结构，E内外式结构。
4、根据权利要求1所述的直接发生式太阳能空调系统，其特征是：所述的热管闷晒真空管式发生器由热管真空管(13)与承压闷晒真空管(17)直接密封相连接组成，所述的闷晒真空管发生器内布置有挡液装置(9)、喷淋装置(10)、辅助加热器(12)；所述的热管闷晒真空管式发生器既是一个集热器，又是一个发生器，集热器与发生器集成一体。
5、根据权利要求4所述的太阳能直接发生式空调系统，其特征是：所述的承压闷晒真空管内管为金属筒，内管外表面有选择性涂层，外管为玻璃管，所述的玻璃管为单层或双层玻璃，金属筒体与玻璃管之间抽真空；筒体一端有喷淋装置(10)的管道接口，另一端有制冷剂蒸汽管接口(16)、浓溶液管接口(15)。
6、根据权利要求4所述的太阳能直接发生式空调系统，其特征是：所述的热管真空管至少可由下列器件组成：A热管单玻璃真空集热管，B热管双玻璃真空集热管；所述热管真空玻璃管的冷凝端至少可以为下列结构形式：A蛇管式，B螺旋管式，C双蛇管式，D双螺旋管式。
7、根据权利要求4所述的太阳能直接发生式空调系统，其特征是：所述的喷淋装置由喷淋管和喷嘴组成，所述的喷淋管可采用矩形管或圆形管，所述的喷嘴可采用旋涡式或离心式。
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