CN202145034U - 太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，包括太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵、制冷机、冷却塔、冷却水循环泵、蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机，其中，所述制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间和热交换机，所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和制冷机的第一反应空间通过水管串联连接在一起；所述冷却塔、冷却水循环泵、制冷机的第一反应空间和第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和制冷机的第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述第一反应空间和第二反应空间内为真空。本实用新型通过两个真空的反应空间制冷得到低温冷水，节能、环保。

Description

太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种制冷空调系统，尤其涉及一种太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，属于制冷空调系统的生产领域。

背景技术

在制冷空调领域，尤其是室内制冷空调领域，目前普遍流行的方式是压缩-膨胀式，即利用高品位的电力能源来驱动压缩式制冷机，以达到降温制冷的目的。长期的生产实践证明，制冷空调需要消耗大量的电力能源，是造成夏季电力资源紧张的主要原因。为了解决日益增长的空调需求与日益紧张的电力供应之间的矛盾，我国在上世纪开始大力发展燃气(油)式制冷空调系统，其原理是：以溴化锂溶液作吸收剂，以水为冷媒，通过冷媒的蒸发-被吸收-再生-冷凝，周而复始的循环方式，达到制冷目的。但是，燃气(油)式制冷空调系统，需要消耗与电力资源同样珍贵的化石资源，节电但不节能，增加了碳排放，造成了环境污染。

太阳能是经济、绿色、可再生的能源，在制冷空调领域有着广阔的应用前景。当前利用太阳能制冷的方式，主要集中在用太阳光伏电池产生的电流来驱动电力空调，这是人们能想到的最直接的制冷方式。但是，这种方式对太阳能的利用率很低(在目前的技术条件下小于15％)，而且，与火力发电一样，在太阳光伏电池的制造过程中，需要消耗大量珍贵的化石资源，从而大量增加碳排放。

利用太阳能制冷，最有效、最环保的方法是用太阳集热器代替燃气(油)锅炉，即太阳热吸收式制冷方式。进入本世纪以来，世界发达国家如日本、德国开始研究这一技术，取得了一定的突破，但是，目前仍存在一定的技术障碍，如需要80℃以上的高温热水作驱动源，这就需要昂贵的聚光型真空管集热器，设备投资大，对太阳能的利用率也较低。

近年来，我国利用太阳能对住宅和办公场所供暖供热，这方面已经取得了长足的进步，设备已经产业化、规模化、集团化，系统成本大大降低，可靠性和使用寿命大大提高，在我国广大城镇得到大力普及。在炎热的夏季，为了防止待机中的供暖供热系统过热，需要遮盖太阳集热板，造成设备的闲置及太阳能资源的浪费。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，这种系统能被普通平板式太阳集热器生产的60℃～80℃的低温热水驱动，并产生7℃～12℃的冷水，再通过热交换得到冷风。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵、制冷机、冷却塔、冷却水循环泵、蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机，其中，所述制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间和热交换机，所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和制冷机的第一反应空间通过水管串联连接在一起；所述冷却塔、冷却水循环泵、制冷机的第一反应空间和第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和制冷机的第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述第一反应空间和第二反应空间内为真空。

本实用新型以太阳能集热器产生的低温(60℃～80℃)热水的热能为动力源，通过制冷机的第一反应空间和第二反应空间制冷后，最终得到7℃～12℃的冷水，再通过室内盘管机的空气热交换得到循环冷风。

具体地，所述制冷机的第一反应空间包括再生器和冷凝器，所述再生器包括再生器换热管簇、再生器吸收剂进液管、再生器吸收剂出液管、低温热水入口、低温热水出口，所述冷凝器包括冷凝器换热管簇、第一冷却水入口、第一冷却水出口，所述再生器吸收剂进液管的出液口置于所述再生器换热管簇的上方，所述低温热水入口和所述低温热水出口分别与所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵通过水管串联连接在一起；所述制冷机的第二反应空间包括吸收器和蒸发器，所述吸收器包括吸收器换热管簇、吸收器吸收剂进液管、吸收器吸收剂出液管、第二冷却水入口、第二冷却水出口，所述蒸发器包括蒸发器换热管簇、蒸发器冷媒进液管、蒸发器冷媒出液管、冷水入口、冷水出口，所述吸收器吸收剂进液管的出液口置于所述吸收器换热管簇的上方，所述蒸发器冷媒进液管的出液口置于所述蒸发器换热管簇的上方，所述冷水入口和所述冷水出口分别与所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机通过水管串联连接在一起；所述第一冷却水出口和所述第二冷却水入口连接，所述第一冷却水入口和所述第二冷却水出口分别与所述冷却塔和冷却水循环泵通过水管串联连接在一起；所述再生器吸收剂出液管的进液口位于所述制冷机的第一反应空间的下方，所述吸收器吸收剂出液管的进液口位于所述制冷机的第二反应空间的下方，所述再生器吸收剂出液管串联连接循环泵和所述热交换机后与所述吸收器吸收剂进液管的进液端连接，所述吸收器吸收剂出液管串联连接循环泵和所述热交换机后与所述再生器吸收剂进液管的进液端连接，所述蒸发器冷媒出液管的进液口位于所述蒸发器换热管簇的下方，所述蒸发器冷媒出液管串联连接循环泵后与所述蒸发器冷媒进液管的进液端连接。

进一步，所述制冷机还包括U型管减压器，所述U型管减压器的两端分别与所述制冷机第一反应空间的冷凝器和所述制冷机第二反应空间的蒸发器互通连接。

进一步，所述制冷机第一反应空间还包括第一鱼鳍状汽/液隔离器，所述第一鱼鳍状汽/液隔离器设置于所述再生器和所述冷凝器之间；所述制冷机第二反应空间还包括第二鱼鳍状汽/液隔离器，所述第二鱼鳍状汽/液隔离器设置于所述吸收器和所述蒸发器之间。

进一步，所述制冷机第一反应空间还包括再生器导流分配器，所述再生器导流分配器的进液口与所述再生器吸收剂液管的出液口连接，所述再生器导流分配器置于所述再生器换热管簇的上方；所述制冷机第二反应空间还包括吸收器导流分配器和蒸发器导流分配器，所述吸收器导流分配器的进液口与所述吸收器吸收剂液管的出液口连接，所述吸收器导流分配器置于所述吸收器换热管簇的上方，所述蒸发器导流分配器的进液口与所述蒸发器冷媒进液管的出液口连接，所述蒸发器导流分配器置于所述蒸发器换热管簇的上方。

具体地，所述再生器吸收剂进液管、所述再生器吸收剂出液管、所述吸收器吸收剂进液管和所述吸收器吸收剂出液管内的吸收剂液均为溴化锂溶液，所述蒸发器冷媒进液管和所述蒸发器冷媒出液管内的冷媒液为纯水。一般而言，采用浓度为55％的溴化锂稀溶液为吸收剂液。

为达到更好的换热效果，所述再生器换热管簇和所述蒸发器换热管簇为麻花状换热铜管簇，排列方式为横卧式阵列排列；所述冷凝器换热管簇和所述吸收器换热管簇为密纹针凸状表面换热管簇，排列方式为横卧式阵列排列。

更进一步，所述再生器换热管簇和所述冷凝器换热管簇之间设置有第一隔离板，所述吸收器换热管簇和所述蒸发器换热管簇之间设置有第二隔离板；所述第一隔离板和所述第二隔离板均为双层钢结构，达到阻止两不同性质溶液之间的热传导的目的。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型降低了对驱动热源的温度限制，使得在普通平板型太阳集热器所产生的60℃～80℃的低温热水驱动下，制冷系统也能正常工作，提高了制冷效率；而且本实用新型体积小、结构紧凑，降低了整个系统的制造成本和运行成本，节约了电力，有利于环保，有利于节能型制冷空调的大规模推广和应用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中制冷机第一反应空间的结构视图；

图3是本实用新型中制冷机第二反应空间的结构视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括太阳能集热器1、蓄热水罐2、热水循环泵7、制冷机3(图中虚线所示)、冷却塔4、冷却水循环泵8、蓄冷水罐6、冷水循环泵9、室内盘管机5，其中，制冷机3包括相互连接的第一反应空间61、第二反应空间62和热交换机19(热交换机19见图2和图3，图1中未示出)，其中，太阳能集热器1、蓄热水罐2、热水循环泵7和制冷机3的第一反应空间61通过水管串联连接在一起；冷却塔4、冷却水循环泵8、制冷机3的第一反应空间61和第二反应空间62通过水管串联连接在一起；蓄冷水罐6、冷水循环泵9、室内盘管机5和制冷机3的第二反应空间62通过水管串联连接在一起；第一反应空间61和第二反应空间62内为真空。

如图2所示，制冷机3的第一反应空间61包括再生器12和冷凝器10，再生器12包括再生器换热管簇14、再生器吸收剂进液管17、再生器吸收剂出液管18、低温热水入口20、低温热水出口15，冷凝器10包括冷凝器换热管簇25、第一冷却水入口22、第一冷却水出口23，再生器吸收剂进液管17的出液口置于再生器换热管簇14的上方，低温热水入口20和低温热水出口15分别与热水供应系统16通过水管串联连接在一起，热水供应系统16即为图1中的太阳能集热器1、蓄热水罐2、热水循环泵7。

如图3所示，制冷机3的第二反应空间62包括吸收器30和蒸发器40，吸收器30包括吸收器换热管簇34、吸收器吸收剂进液管37、吸收器吸收剂出液管38、第二冷却水入口36、第二冷却水出口35，蒸发器40包括蒸发器换热管簇44、蒸发器冷媒进液管47、蒸发器冷媒出液管48、冷水入口46、冷水出口45，吸收器吸收剂进液管37的出液口置于吸收器换热管簇34的上方，蒸发器冷媒进液管47的出液口置于蒸发器换热管簇44的上方，冷水入口46和冷水出口45分别与蓄冷水罐6、冷水循环泵9、室内盘管机5通过水管串联连接在一起(图3中未示出)。结合图1、图2、图3，第一冷却水出口23和第二冷却水入口36连接，第一冷却水入口22和第二冷却水出口35分别与冷却塔4和冷却水循环泵8通过水管串联连接在一起；结合图1、图2，再生器吸收剂出液管18的进液口位于制冷机3的第一反应空间61的下方，吸收器吸收剂出液管38的进液口位于制冷机3的第二反应空间62的下方，再生器吸收剂出液管18串联连接循环泵81和热交换机19后与吸收器吸收剂进液管37的进液端连接，吸收器吸收剂出液管38串联连接循环泵82和热交换机19后与再生器吸收剂进液管17的进液端连接，蒸发器冷媒出液管48的进液口位于蒸发器换热管簇44的下方，蒸发器冷媒出液管48串联连接循环泵83后与蒸发器冷媒进液管47的进液端连接。

如图2和图3所示，制冷机3还包括U型管减压器21，U型管减压器21的两端分别与制冷机第一反应空间61的冷凝器10和制冷机第二反应空间62的蒸发器40互通连接。

如图2和图3所示，制冷机第一反应空间61还包括第一鱼鳍状汽/液隔离器11，第一鱼鳍状汽/液隔离器11设置于再生器12和冷凝器10之间；制冷机第二反应空间62还包括第二鱼鳍状汽/液隔离器31，第二鱼鳍状汽/液隔离器31设置于吸收器30和蒸发器40之间。第一鱼鳍状汽/液隔离器11和第二鱼鳍状汽/液隔离器31的设置保证了汽、液有效分离，增加蒸汽的动能，解决了低温、低压下冷凝与吸收困难的问题。

如图2和图3所示，制冷机第一反应空间61还包括再生器导流分配器13(图中为4个)，再生器导流分配器13的进液口与再生器吸收剂液管17的出液口连接，再生器导流分配器13置于再生器换热管簇14的上方；制冷机第二反应空间62还包括吸收器导流分配器33(图中为4个)和蒸发器导流分配器43(图中为4个)，吸收器导流分配器33的进液口与吸收器吸收剂液管37的出液口连接，吸收器导流分配器33置于吸收器换热管簇34的上方，蒸发器导流分配器43的进液口与蒸发器冷媒进液管47的出液口连接，蒸发器导流分配器43置于蒸发器换热管簇44的上方。再生器导流分配器13、吸收器导流分配器33、蒸发器导流分配器43的设置保证了吸收剂均匀地流过管簇表面。

如图2和图3所示，再生器吸收剂进液管17、再生器吸收剂出液管18、吸收器吸收剂进液管37和吸收器吸收剂出液管38内的吸收剂液均为溴化锂溶液，蒸发器冷媒进液管47和蒸发器冷媒出液管48内的冷媒液为纯水。

如图2和图3所示，再生器换热管簇14和蒸发器换热管簇44为麻花状换热铜管簇，排列方式为横卧式阵列排列，增加了换热面积，提高了换热效率；冷凝器换热管簇25和吸收器换热管簇34为密纹针凸状表面换热管簇，排列方式为横卧式阵列排列，克服了溶液的表面张力，使溶液得以在铜管表面形成均匀薄膜，提高了冷凝和吸收的效率。

如图2和图3所示，再生器换热管簇14和冷凝器换热管簇25之间设置有第一隔离板51，吸收器换热管簇34和蒸发器换热管簇44之间设置有第二隔离板52；第一隔离板51和第二隔离板52均为双层钢结构，达到阻止两不同性质溶液之间的热传导的目的。

结合图1、图2和图3，本实用新型的工作原理如下：从太阳能集热器1加热的低温热水，流经第一反应空间61的再生器换热(铜)管簇14时，与再生器换热管簇14外表面流过的溴化锂稀溶液进行热交换，溴化锂稀溶液被加热至沸腾而得到饱和冷媒蒸汽，与此同时，溴化锂稀溶液失水后浓度增大而变稠，饱和冷媒蒸汽通过第一鱼鳍状汽/液隔离器11进入冷凝器10中(虚线箭头所示)，在冷凝器换热管簇25的表面与流经其管内的冷却水进行热交换，冷媒蒸汽失热冷凝后得到冷媒液。冷媒液通过U型管减压器21减压后进入第二反应空间62的蒸发器40中，在蒸发器换热管簇44的表面与流经其管内的冷水交换热量，冷媒液在低温低压下被冷水加热至沸腾、蒸发，冷水失热后温度进一步降低直到12℃以下，起到制冷作用。蒸发器40产生的冷媒蒸汽，通过第二鱼鳍状汽/液隔离器31进入吸收器30中(虚线箭头所示)，在吸收器换热管簇34的表面与流经其管内的冷却水交换热量，并被吸收器换热管簇34表面的溴化锂液膜所吸收，吸汽后的溴化溴稀溶液被泵送到第一反应空间61的再生器12中被再次加热至沸腾、蒸发，重新得到冷媒蒸汽，形成一个完整的制冷循环。最终得到7℃～12℃的冷水，再通过室内盘管机5的空气热交换后得到冷风，供室内制冷使用。

Claims (10)

1.一种太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：包括太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵、制冷机、冷却塔、冷却水循环泵、蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机，其中，所述制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间和热交换机，所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和制冷机的第一反应空间通过水管串联连接在一起；所述冷却塔、冷却水循环泵、制冷机的第一反应空间和第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和制冷机的第二反应空间通过水管串联连接在一起；所述第一反应空间和第二反应空间内为真空。

2.根据权利要求1所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述制冷机的第一反应空间包括再生器和冷凝器，所述再生器包括再生器换热管簇、再生器吸收剂进液管、再生器吸收剂出液管、低温热水入口、低温热水出口，所述冷凝器包括冷凝器换热管簇、第一冷却水入口、第一冷却水出口，所述再生器吸收剂进液管的出液口置于所述再生器换热管簇的上方，所述低温热水入口和所述低温热水出口分别与所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵通过水管串联连接在一起；所述制冷机的第二反应空间包括吸收器和蒸发器，所述吸收器包括吸收器换热管簇、吸收器吸收剂进液管、吸收器吸收剂出液管、第二冷却水入口、第二冷却水出口，所述蒸发器包括蒸发器换热管簇、蒸发器冷媒进液管、蒸发器冷媒出液管、冷水入口、冷水出口，所述吸收器吸收剂进液管的出液口置于所述吸收器换热管簇的上方，所述蒸发器冷媒进液管的出液口置于所述蒸发器换热管簇的上方，所述冷水入口和所述冷水出口分别与所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机通过水管串联连接在一起；所述第一冷却水出口和所述第二冷却水入口连接，所述第一冷却水入口和所述第二冷却水出口分别与所述冷却塔和冷却水循环泵通过水管串联连接在一起；所述再生器吸收剂出液管的进液口位于所述制冷机的第一反应空间的下方，所述吸收器吸收剂出液管的进液口位于所述制冷机的第二反应空间的下方，所述再生器吸收剂出液管串联连接循环泵和所述热交换机后与所述吸收器吸收剂进液管的进液端连接，所述吸收器吸收剂出液管串联连接循环泵和所述热交换机后与所述再生器吸收剂进液管的进液端连接，所述蒸发器冷媒出液管的进液口位于所述蒸发器换热管簇的下方，所述蒸发器冷媒出液管串联连接循环泵后与所述蒸发器冷媒进液管的进液端连接。

3.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述制冷机还包括U型管减压器，所述U型管减压器的两端分别与所述制冷机第一反应空间的冷凝器和所述制冷机第二反应空间的蒸发器互通连接。

4.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述制冷机第一反应空间还包括第一鱼鳍状汽/液隔离器，所述第一鱼鳍状汽/液隔离器设置于所述再生器和所述冷凝器之间；所述制冷机第二反应空间还包括第二鱼鳍状汽/液隔离器，所述第二鱼鳍状汽/液隔离器设置于所述吸收器和所述蒸发器之间。

5.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述制冷机第一反应空间还包括再生器导流分配器，所述再生器导流分配器的进液口与所述再生器吸收剂液管的出液口连接，所述再生器导流分配器置于所述再生器换热管簇的上方；所述制冷机第二反应空间还包括吸收器导流分配器和蒸发器导流分配器，所述吸收器导流分配器的进液口与所述吸收器吸收剂液管的出液口连接，所述吸收器导流分配器置于所述吸收器换热管簇的上方，所述蒸发器导流分配器的进液口与所述蒸发器冷媒进液管的出液口连接，所述蒸发器导流分配器置于所述蒸发器换热管簇的上方。

6.根据权利要求2或5所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述再生器吸收剂进液管、所述再生器吸收剂出液管、所述吸收器吸收剂进液管和所述吸收器吸收剂出液管内的吸收剂液均为溴化锂溶液，所述蒸发器冷媒进液管和所述蒸发器冷媒出液管内的冷媒液为纯水。

7.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述再生器换热管簇和所述蒸发器换热管簇为麻花状换热铜管簇，排列方式为横卧式阵列排列。

8.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述冷凝器换热管簇和所述吸收器换热管簇为密纹针凸状表面换热管簇，排列方式为横卧式阵列排列。

9.根据权利要求2所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述再生器换热管簇和所述冷凝器换热管簇之间设置有第一隔离板，所述吸收器换热管簇和所述蒸发器换热管簇之间设置有第二隔离板。

10.根据权利要求9所述的太阳热吸收式低温驱动型制冷空调系统，其特征在于：所述第一隔离板和所述第二隔离板均为双层钢结构。

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