CN202392929U - 热动力式太阳能空调 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种热动力式太阳能空调，其特征在于所述太阳能空调包括一太阳能集热器、膨胀机系统和一制冷剂循环系统；所述膨胀机系统包括第一发生器和第二发生器，该太阳能集热器与所述膨胀机系统的第一发生器换热连接，所述制冷机循环系统与所述膨胀机系统的第二发生器换热连接。该热动力式太阳能空调结构设计合理、能有效利用太阳能产生的低品位热能进行机械能转化利用，其能够有效的利用太阳能集热器产生的低品位热水通过热交换来驱动膨胀机系统进行机械能的转化，然后由该机械能驱动制冷剂循环系统，实现制冷空调需求。其对太阳能的电转化效率高，转化成本低，便于工业化应用。

Description

热动力式太阳能空调
技术领域
本实用新型属于太阳能利用技术，具体的涉及一种利用太阳能集热进行能量转换的热动力式太阳能空调。
背景技术
现有技术中，太阳能发电技术主要是太阳能光伏发电或者太阳聚光装置阵列加热蒸汽发电，但是目前上述太阳能发电技术均无法满足工业化大型生产的需要。太阳能光伏发电所使用的光电板的价格昂贵，制造工艺复杂，初装成本非常高，并且发电容量小，制造光电板的材料多晶硅的会对环境污染极大。太阳光聚光装置阵列要求较大的场地面积，同时太阳光聚光实现高品位加热的转化率非常低，不能因地制宜的使用。
太阳能集热装置的成本非常低，同时能够迅速的利用太阳光获取低品位热能，其转化效率高，能够提供100摄氏度左右的热水。但该低品位热能的热水无法满足直接发电的需要，而作为机械能的利用价值也较低。
发明内容
本实用新型提供了一种结构设计合理、能有效利用太阳能产生的低品位热能进行机械能转化利用的热动力式太阳能空调，其能够有效的利用太阳能集热器产生的低品位热水通过热交换来驱动膨胀机系统进行机械能的转化，然后由该机械能驱动制冷剂循环系统，实现制冷空调需求。其对太阳能的电转化效率高，转化成本低，便于工业化应用。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种热动力式太阳能空调，其特征在于所述太阳能空调包括一太阳能集热器、膨胀机系统和一制冷剂循环系统；所述膨胀机系统包括第一发生器和第二发生器，该太阳能集热器与所述膨胀机系统的第一发生器换热连接，所述制冷机循环系统与所述膨胀机系统的第二发生器换热连接。
具体的讲，所述太阳能集热器配置设置一循环换热管路，该循环换热管路包括位于第一发生器内的热源换热盘管。
一实施方式中，所述制冷剂循环系统包括一蒸发器，该蒸发器内设置与制冷风机盘管系统连通的制冷盘管，该蒸发器连接设置输送低温制冷剂液体的低温制冷剂管路，该低温制冷剂管路连接第二发生器的换热盘管的出口。
所述低温制冷剂管路上还连接设置一二次冷凝器的冷却盘管，该二次冷凝器与一冷却系统的冷却管路循环连接。
所述蒸发器还连接设置一制冷压缩机，该制冷压缩机由一变频电机驱动连接，该变频电机连接设置一变频驱动系统；所述制冷压缩机还由所述膨胀机系统的一动力输出轴驱动连接，该制冷压缩机通过一高温制冷剂蒸汽管路连接所述第二发生器内的一换热盘管的入口。
一实施方式中，所述膨胀机系统包括第一发生器、第二发生器、双效热能转移器、膨胀机、吸收器和二次发生器，第一发生器、第二发生器、膨胀机、吸收器和二次发生器间设置有介质循环输送管路。
所述第一发生器和第二发生器的下部均设置有中温中浓度介质溶液集液箱，该中温中浓度介质溶液集液箱的底部连接一输送管路，该输送管路的另一端位于双效热能转移器的二次换热器的顶部形成一介质溶液喷嘴。
所述第一发生器和第二发生器的上部均连接设置一换热介质蒸汽喷嘴，该换热介质蒸汽喷嘴位于双效热能转移器内，该换热介质蒸汽喷嘴通过一定压膨胀器连通膨胀机的进气口，该膨胀机的排气口连接设置吸收器。
所述定压膨胀器还连接一中温介质蒸汽通道，该中温介质蒸汽通道连接所述二次换热器的顶部，一低温低浓度介质溶液集液箱设置在该二次换热器内，该低温低浓度介质溶液集液箱通过一低浓度输送管连接一吸收器顶部的介质溶液雾化喷嘴。
另一实施方式中，所述吸收器的顶部连接膨胀机的排气口，该吸收器的底部设置一常温高浓度介质溶液集液箱。
该热动力式太阳能空调采用太阳能集热器来获取低品位热能，该低品位热能通过热交换实现对热动力式膨胀剂系统的换热介质加热，该换热介质气化后推动膨胀机做功，转化为机械能，然后利用该机械能推定制冷剂循环系统的制冷压缩机，实现制冷功效，这较佳的提高了低品位热能的利用效率，并且设备成本低，无须高端电子设备制造和维护的投入。太阳能集热器可以为普通的太阳能集热管，其利用太阳光的效率高，同时能够迅速将其内循环的水介质加热到100摄氏度左右。该加热后的水介质通过第一发生器内的热源换热盘管，将喷淋到其上的低温工质溶液进行充分加热后生成高温工质蒸汽，然后通过换热介质蒸汽喷嘴在定压膨胀器内与中温工质蒸汽混合成最适宜做功的工质蒸汽，推动膨胀机使其转化为机械能。膨胀机的动力输出轴驱动制冷压缩机，可以有效地节省制冷剂循环系统的电能消耗。制冷压缩机产生的低品位废热通过高温制冷剂蒸汽管路向第二发生器输送热源，使第二发生器产生高温工质蒸汽，然后驱动膨胀机做功。第一发生器和第二发生器底部收集的中温中浓度介质溶液可以由输送管路输送至二次换热器的顶部进行喷淋，从而产生中温工质蒸汽由中温介质蒸汽通道在定压膨胀器内调整换热介质蒸汽的最佳做功压力和温度。二次换热器底部收集的低温低浓度介质溶液经过低浓度输送管输送至吸收器的顶部进行喷淋，吸收做功后的换热介质，重新形成低温换热介质溶液并通过低浓度输送管再次输送到发生器进行循环。
本实用新型的有益效果在于，该热动力式太阳能空调结构设计合理、能有效利用太阳能产生的低品位热能进行机械能转化利用，其能够有效的利用太阳能集热器产生的低品位热水通过热交换来驱动膨胀机系统进行机械能的转化，然后由该机械能驱动制冷剂循环系统，实现制冷空调需求。其对太阳能的电转化效率高，转化成本低，便于工业化应用。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的组成结构示意图。
具体实施方式
该热动力式太阳能空调主要由太阳能集热器、膨胀机系统和制冷剂循环系统组成，该太阳能集热器与膨胀机系统的第一发生器换热连接，制冷机循环系统与膨胀机系统的第二发生器换热连接。
如图1所示，太阳能集热器60配置设置一循环换热管路，该循环换热管路包括位于第一发生器10’内的热源换热盘管61。制冷剂循环系统包括一蒸发器70，该蒸发器内设置与制冷风机盘管系统90连通的制冷盘管91，该蒸发器70连接设置输送低温制冷剂液体的低温制冷剂管路74，低温制冷剂管路上还连接设置二次冷凝器72的冷却盘管73，该二次冷凝器72与一冷却系统71的冷却管路循环连接，然后该低温制冷剂管路连接第二发生器10的换热盘管11的出口。。蒸发器70还连接设置一制冷压缩机80，该制冷压缩机由一变频电机81驱动连接，该变频电机连接设置一变频驱动系统82；制冷压缩机还由膨胀机系统的一动力输出轴32驱动连接，该制冷压缩机80通过一高温制冷剂蒸汽管路83连接第二发生器10内的换热盘管11的入口。
膨胀机系统主要由第一发生器10’、第二发生器10、双效热能转移器20、膨胀机30、吸收器40和二次发生器23组成，第一发生器、第二发生器、膨胀机、吸收器和二次发生器间设置有介质循环输送管路。第一发生器10’和第二发生器10的下部均设置有中温中浓度介质溶液集液箱12’和12，两个中温中浓度介质溶液集液箱的底部并联连接一输送管路14，该输送管路的另一端位于二次换热器23的顶部形成一介质溶液喷嘴。第一发生器和第二发生器的上部均连接设置一换热介质蒸汽喷嘴13，该换热介质蒸汽喷嘴位于双效热能转移器20内，该换热介质蒸汽喷嘴通过一定压膨胀器21连通膨胀机30的进气口31，该膨胀机30的排气口连接设置吸收器40。定压膨胀器21还连接一中温介质蒸汽通道22，该中温介质蒸汽通道22连接二次换热器23的顶部，一低温低浓度介质溶液集液箱24设置在该二次换热器内，该低温低浓度介质溶液集液箱24通过一低浓度输送管25连接一吸收器40顶部的介质溶液雾化喷嘴。吸收器的顶部连接膨胀机的排气口，该吸收器的底部设置常温高浓度介质溶液集液箱41。

Claims (10)

1.一种热动力式太阳能空调，其特征在于所述太阳能空调包括一太阳能集热器、膨胀机系统和一制冷剂循环系统；所述膨胀机系统包括第一发生器和第二发生器，该太阳能集热器与所述膨胀机系统的第一发生器换热连接，所述制冷机循环系统与所述膨胀机系统的第二发生器换热连接。
2.根据权利要求1所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述太阳能集热器配置设置一循环换热管路，该循环换热管路包括位于第一发生器内的热源换热盘管。
3.根据权利要求1所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述制冷剂循环系统包括一蒸发器，该蒸发器内设置与制冷风机盘管系统连通的制冷盘管，该蒸发器连接设置输送低温制冷剂液体的低温制冷剂管路，该低温制冷剂管路连接第二发生器的换热盘管的出口。
4.根据权利要求3所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述低温制冷剂管路上还连接设置一二次冷凝器的冷却盘管，该二次冷凝器与一冷却系统的冷却管路循环连接。
5.根据权利要求3所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述蒸发器还连接设置一制冷压缩机，该制冷压缩机由一变频电机驱动连接，该变频电机连接设置一变频驱动系统；所述制冷压缩机还由所述膨胀机系统的一动力输出轴驱动连接，该制冷压缩机通过一高温制冷剂蒸汽管路连接所述第二发生器内的一换热盘管的入口。
6.根据权利要求1所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述膨胀机系统包括第一发生器、第二发生器、双效热能转移器、膨胀机、吸收器和二次发生器，第一发生器、第二发生器、膨胀机、吸收器和二次发生器间设置有介质循环输送管路。
7.根据权利要求6所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述第一发生器和第二发生器的下部均设置有中温中浓度介质溶液集液箱，该中温中浓度介质溶液集液箱的底部连接一输送管路，该输送管路的另一端位于双效热能转移器的二次换热器的顶部形成一介质溶液喷嘴。
8.根据权利要求6所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述第一发生器和第二发生器的上部均连接设置一换热介质蒸汽喷嘴，该换热介质蒸汽喷嘴位于双效热能转移器内，该换热介质蒸汽喷嘴通过一定压膨胀器连通膨胀机的进气口，该膨胀机的排气口连接设置吸收器。
9.根据权利要求8所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述定压膨胀器还连接一中温介质蒸汽通道，该中温介质蒸汽通道连接所述二次换热器的顶部，一低温低浓度介质溶液集液箱设置在该二次换热器内，该低温低浓度介质溶液集液箱通过一低浓度输送管连接一吸收器顶部的介质溶液雾化喷嘴。
10.根据权利要求6所述的热动力式太阳能空调，其特征在于所述吸收器的顶部连接膨胀机的排气口，该吸收器的底部设置一常温高浓度介质溶液集液箱。
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