CN202581619U - 太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，包括太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵、二段再生低温水吸收式制冷机、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，二段再生低温水吸收式制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间、高温热交换机和低温热交换机：太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和第一反应空间通过温水管串联连接在一起；冷却塔、冷却水循环泵、第一反应空间和第二反应空间通过冷却水管串联连接在一起；蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和第二反应空间通过冷水管串联连接在一起；第一反应空间和第二反应空间内为真空。本实用新型大大提高了温水的能源利用率。

Description

太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种制冷空调系统，尤其涉及一种太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，属于制冷空调系统的生产领域。

背景技术

由于吸收式制冷机对环境无公害，所使用的驱动能源又是普通的热源，而非高品位的电力能源，所以，使用吸收式非电空调，在炎热的夏季能够有效防止电网过负荷。因此，我国近年来开始大力发展燃气式和燃油式吸收式空调系统，形成蒸汽驱动型和热水驱动型等不同的产品系列。但是，燃气和燃油式制冷空调系统，虽然避免了使用电力能源，但需要用珍贵的化石资源燃烧产生热量来驱动，节电但不节能，而且增加了碳排放，造成了环境污染。

为了达到节能减排的目的，国际上近年来开始大力发展太阳能制冷技术。目前太阳能制冷技术主要有两条技术路线，一是用太阳光伏电池产生电能来驱动电力空调，这种技术简便灵活，继承了电力空调的技术积淀，空调主机体积小成本低，有效地解决了边远地区及荒漠地区的食品保鲜、药品及疫苗冷藏保质的问题。但是，这种方式对太阳能的利用率很低，而且，在制造太阳光伏电池的过程中，同样需要消耗珍贵的化石资源，增加碳排放；二是利用太阳集热器生产热水来驱动吸收式制冷机，这种制冷技术是真正的绿色制冷技术，节能又环保，主要的缺点在于：制冷机主机需要80℃以上的高温热源来驱动，从而需要较大的集热面积、昂贵的集热器和大容量的储热设备，在当前的技术现状下，不能利用太阳能集热生产的70℃以下的低位热能。

实践证明，制约太阳能吸收式制冷机发展与普及的主要技术困难在于再生器需要较高的温水温度才能驱动。目前，普通经济型的太阳集热器所生产的热水的温度一般在95℃以下，太高的集热温度会造成集热器元件的损伤。在阴雨天气下生产的热水的温度更低，通常低于50℃。而目前主流的热水型吸收式制冷机所需要的驱动温度大致为90℃～80℃，即入口温度90℃，出口温度80℃，可利用的温度差仅有10℃左右。显然，如果能够降低温水的出口温度，提高入/出口温度差，则不仅可以降低热水的流量，而且能够提高太阳能的利用率，同时，由于温水流量的降低，减少了消耗的电力消耗，从而降低制冷机的运营费用。

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能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，这种系统能够降低再生器温水出口的温度，增加温水温度差，降低温水的流量，而且能够提高太阳能的利用率，进一步降低制冷机的运行费用。

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、二段再生低温水吸收式制冷机、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，所述二段再生低温水吸收式制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间、高温热交换机和低温热交换机；所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和第一反应空间通过温水管串联连接在一起；所述冷却塔、冷却水循环泵、第一反应空间和第二反应空间通过冷却水管串联连接在一起；所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和第二反应空间通过冷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温水(95℃～55℃)为动力源，即温水的入口温度为95℃，出口温度为55℃，通过制冷机制冷后，生产出7℃～12℃的冷水，冷水再通过室内盘管机与空气热交换得到循环冷风。

具体地，所述二段再生低温水吸收式制冷机的第一反应空间位于第二反应空间的上方；所述第一反应空间包括高温再生器、低温再生器、冷凝器和第一分离器，所述高温再生器位于所述第一反应空间的下方，所述低温再生器位于所述高温再生器的左上方，所述冷凝器位于所述高温再生器的右上方，所述第一分离器位于所述低温再生器和所述冷凝器之间，所述温水管依次经过所述高温再生器和低温再生器；所述二段再生低温水吸收式制冷机的第二反应空间包括蒸发器、吸收器和第二分离器，所述第二分离器位于所述蒸发器和所述吸收器之间；所述吸收器下方的吸收剂液出口连接稀溶液管，所述稀溶液管连接稀溶液泵后依次经过低温热交换机和高温热交换机后其出口位于所述高温再生器的上方，所述高温再生器下方的吸收剂液出口连接中间液管，所述中间液管依次连接中间液泵和所述高温热交换机后其出口位于所述低温再生器的上方，所述低温再生器下方的吸收剂液出口连接浓溶液管，所述浓溶液管连接所述低温热交换机后其出口位于所述吸收器的上方，所述蒸发器下方的冷媒液出口连接冷媒管，所述冷媒管连接冷媒泵后其出口位于所述蒸发器的上方。

进一步，所述所述冷凝器下方的冷媒液出口通过冷媒管与所述蒸发器的上方互通连接。这样可实现冷凝器与蒸发器之间的气压均衡及冷媒液流通。

为了达到更好的喷淋效果，所述低温再生器、所述蒸发器和所述吸收器的上方均设置导流器。

具体地，所述稀溶液管、所述浓溶液管和所述中间液管内的吸收剂液均为溴化锂溶液，所述冷媒管内的冷媒为纯水。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型二段再生低温水吸收式制冷机是由高温再生器和低温再生器二段构成，温水管先经过高温再生器再经过低温再生器依次串联连接，温水先流过高温再生器再被流过低温再生器，经过温水两次加热溴化锂吸收液，从吸收液中二次分离冷媒，不仅提高了温水中的热量的利用率，而且提高了吸收液和冷媒的分离效果；通过在吸收器、高温再生器及低温再生器连接的管与管之间配置了多个热交换机，本实用新型提高了热量的利用率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中二段再生低温水吸收式制冷机的结构示意图。

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、二段再生低温水吸收式制冷机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，所述二段再生低温水吸收式制冷机3包括相互连接的第一反应空间100、第二反应空间200、高温热交换机350和低温热交换机360；太阳能集热器1、蓄热水罐2、热水循环泵7和第一反应空间100通过温水管410串联连接在一起；冷却塔4、冷却水循环泵8、第一反应空间100和第二反应空间200通过冷却水管420串联连接在一起；蓄冷水罐6、冷水循环泵9、室内盘管机5和第二反应空间200通过冷水管430串联连接在一起；第一反应空间100和第二反应空间200内为真空。

如图2所示，二段再生低温水吸收式制冷机3的第一反应空间100位于第二反应空间200的上方；第一反应空间100包括高温再生器110、低温再生器120、冷凝器130和第一分离器140，高温再生器110位于第一反应空间100的下方，低温再生器120位于高温再生器110的左上方，冷凝器130位于高温再生器110的右上方，第一分离器140位于低温再生器120和冷凝器130之间，温水管410依次经过高温再生器110和低温再生器120；二段再生低温水吸收式制冷机3的第二反应空间200包括蒸发器210、吸收器220和第二分离器230，第二分离器230位于蒸发器210和吸收器220之间；吸收器220下方的吸收剂液出口连接稀溶液管310，稀溶液管310连接稀溶液泵311后依次经过低温热交换机360和高温热交换机350后其出口位于高温再生器110的上方，高温再生器110下方的吸收剂液出口连接中间液管320，中间液管320依次连接中间液泵321和高温热交换机350后其出口位于低温再生器120的上方，低温再生器120下方的吸收剂液出口连接浓溶液管330，浓溶液管330连接低温热交换机360后其出口位于吸收器220的上方，蒸发器210下方的冷媒液出口连接冷媒管340，冷媒管340连接冷媒泵341后其出口位于蒸发器210的上方。

如图2所示，冷凝器130下方的冷媒液出口通过冷媒管340与蒸发器210的上方互通连接。这样可实现冷凝器130与蒸发器210之间的气压均衡及冷媒液流通；为了达到更好的喷淋效果，低温再生器120、蒸发器210和吸收器220的上方均设置导流器。

如图2所示，稀溶液管310、浓溶液管330和中间液管320内的吸收剂液均为溴化锂溶液，冷媒管340内的冷媒液为纯水。

结合图1和图2，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，被供给到温水管410中，从冷却水塔4循环而来的冷却水，被供给到冷却水管420中。这时，温水先流入高温再生器110，经过高温再生器110后再流入低温再生器120，最后从低温再生器120排出的温水被泵送到配置在外部太阳集热器1及储水罐2，温水被加热升温后重新流入到高温再生器110。冷却水是先流入吸收器220，再流入冷凝器130，最后从冷凝器130排出的冷却水被泵送到配置在外部的冷却塔4，冷却水把热排放到大气中后重新流入到吸收器220。不断循环的温水和冷却水对第一反应空间100和第二反应空间200之间的冷媒540和吸收剂液进行反复加热或冷却，周而复始，形成制冷循环。

冷媒540和吸收剂液的流动的过程为：稀溶液510从吸收器220中供给到高温再生器110，稀溶液510被流入到高温再生器110温水管410内部的温水加热，被加热的稀溶液510把收容在内部的部分冷媒540以冷媒蒸汽形式释放出，其余的冷媒540没有蒸发而留在吸收液之中。

如上残留冷媒540状态的吸收液叫中间液520，该中间液520通过中间液管320移动到低温再生器120。由于高温再生器110位于低温再生器120的下部，中间液520不能自然地流到低温再生器120，因此中间液管320上要配置把中间液520从高温再生器110供给到低温再生器120的中间液泵321。

而且，中间液管320和稀溶液管310通过高温热交换机350进行热交换，因此稀溶液管310中的稀溶液510经过高温热交换机350后被加热，而中间液管320中的中间液520经过高温热交换机350后，被上述的稀溶液510剥夺热量而被冷却。

上述的从高温热交换机350冷却后供给到低温再生器120的中间液520被喷淋到低温再生器120内部的温水管410上。温水管410中的温水由于在流经高温再生器110时，因加热稀溶液510而消耗了部分热量，也就是说温水是在消耗了热量而降低温度的状态下流入低温再生器120的。但是，因为中间液520被喷淋到低温再生器120的上部，所以包含在中间液520里的冷媒540被温水加热后容易蒸发。因此，在低温再生器120中，冷媒540蒸发后中间液520变成浓溶液530，冷媒蒸汽经过分离器140移动到冷凝器130。

如上述，经过低温再生器120变成浓溶液530的吸收液通过浓溶液管330流动到吸收器220，在此过程中，经过低温热交换器360，浓溶液管330和稀溶液管310互相进行了热交换，把浓溶液管330中的浓溶液530冷却，而把稀溶液管310中的稀溶液510加热。

从上述低温热交换机360中冷却的浓溶液530被输送到吸收器220的上部后喷淋。这时，在吸收器220内部，来自蒸发器210中的冷媒蒸汽被不断喷淋在吸收器220冷却水管420上的浓溶液530所吸收，通过冷却水管420中从外部循环流入的冷却水的吸热冷却，冷媒540蒸汽被吸收到浓溶液530中。所以沉积到吸收器220下部的吸收液成为充分吸收冷媒540后的稀溶液510。如此，吸收液在吸收了冷媒540的不同的浓度状态下，变成了稀溶液510、中间液520以及浓溶液530，不断循环、反复变换。

如上述，在吸收液不断变换的过程中，冷媒540也由液体到气体再到包含在吸收液中液体的状态不断循环、反复变换。冷媒540在循环过程中，先处于被收容在吸收器220中吸收液即稀溶液510中的液体状态，稀溶液510被供给到高温再生器110后，冷媒540被高温再生器110中的循环流动的温水加热汽化后从稀溶液510中分离出来，变成气体。在被供给到高温再生器110之前，稀溶液510先后通过低温热交换机360和高温热交换机350加热，因此从温水中不需要得到太多的热量，就很容易的分离出冷媒540。如此，在高温再生器110中分离冷媒540后，中间液520仍然是处于收容液态冷媒540的状态。

上述中间液520在被输送到低温再生器120前，先被高温热交换机350冷却，经过中间液管后，从低温再生器120上部喷淋到温水管410。这时，含在中间液520中的冷媒540在低温再生器120中再次被温水管410中的温水加热后而蒸发。于是，第一反应空间100的内部，从高温再生器110产生的冷媒蒸汽和低温再生器120中产生的冷媒蒸汽共同分布，这些冷媒蒸汽都要通过设置在冷凝器130左侧的分离器140流入冷凝器130，其中，大部分冷媒蒸汽由高温再生器110产生，虽然低温再生器120产生的冷媒蒸汽较少，但是经过对温水管中410的温水的两次使用，从温水处得到更多的热量。这就意味着即使流量较少的温水也可以生产大量的冷媒蒸汽，从而降低运营成本，减少运营费用。

如上述，在高温再生器110和低温再生器120产生的冷媒蒸汽被供给到冷凝器130，再被冷凝器130内部经由到吸收器220流入的冷却水管420中的冷水冷却而冷凝。这时，所使用的冷却水被泵送到外部冷却塔4，与大气进行热交换后重新循环并依次流入吸收器220和冷凝器130。

从上述的冷凝器130中液化的冷媒540被供给到第二反应空间200的蒸发器210并被喷淋到设置在蒸发器210内部的冷水管430上，从流经冷水管430的冷水中吸收热而蒸发。同时，冷水管430中的冷水被冷媒540剥夺热量而被冷却后，温度下降约5度。

从上述的蒸发器210中蒸发的冷媒蒸汽重新经过分离器230供给到吸收器220，在吸收器220中浓溶液530重新吸收冷媒蒸汽变成稀溶液510。如此，依据吸收液和冷媒540的不断循环，2段低温水吸收式制冷机得以连续运转。

而且，在低温热交换机360和高温热交换机350中，合理控制吸收液(即稀溶液510、中间液520以及浓溶液530)的温度，可以进一步增加热效率。在第一反应空间100中，高温再生器110和低温再生器120把温水管410的温水依次使用，使温水的热能的利用率得以提高。因此，不仅减少温水的使用量，而且提高了制冷性能。此外，从低温再生器120供给到吸收器220的浓溶液530是通过水落差的方式，避免了单独设置移送浓溶液530的泵，从而起到减少制冷机的制造费用、降低运营费用的效果。从而，在太阳集热器1供给的温水流量有限的情况下，也能提供充分制冷能力。

Claims (5)

1.一种太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，其特征在于：包括太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵、二段再生低温水吸收式制冷机、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，所述二段再生低温水吸收式制冷机包括相互连接的第一反应空间、第二反应空间、高温热交换机和低温热交换机；所述太阳能集热器、蓄热水罐、热水循环泵和第一反应空间通过温水管串联连接在一起；所述冷却塔、冷却水循环泵、第一反应空间和第二反应空间通过冷却水管串联连接在一起；所述蓄冷水罐、冷水循环泵、室内盘管机和第二反应空间通过冷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所述的太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，其特征在于：所述二段再生低温水吸收式制冷机的第一反应空间位于第二反应空间的上方；所述第一反应空间包括高温再生器、低温再生器、冷凝器和第一分离器，所述高温再生器位于所述第一反应空间的下方，所述低温再生器位于所述高温再生器的左上方，所述冷凝器位于所述高温再生器的右上方，所述第一分离器位于所述低温再生器和所述冷凝器之间，所述温水管依次经过所述高温再生器和低温再生器；所述二段再生低温水吸收式制冷机的第二反应空间包括蒸发器、吸收器和第二分离器，所述第二分离器位于所述蒸发器和所述吸收器之间；所述吸收器下方的吸收剂液出口连接稀溶液管，所述稀溶液管连接稀溶液泵后依次经过低温热交换机和高温热交换机后其出口位于所述高温再生器的上方，所述高温再生器下方的吸收剂液出口连接中间液管，所述中间液管依次连接中间液泵和所述高温热交换机后其出口位于所述低温再生器的上方，所述低温再生器下方的吸收剂液出口连接浓溶液管，所述浓溶液管连接所述低温热交换机后其出口位于所述吸收器的上方，所述蒸发器下方的冷媒液出口连接冷媒管，所述冷媒管连接冷媒泵后其出口位于所述蒸发器的上方。

3.根据权利要求2所述的太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，其特征在于：所述冷凝器下方的冷媒液出口通过冷媒管与所述蒸发器的上方互通连接。

4.根据权利要求2所述的太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，其特征在于：所述低温再生器、所述蒸发器和所述吸收器的上方均设置导流器。

5.根据权利要求2所述的太阳能二段再生低温水吸收式制冷空调系统，其特征在于：所述稀溶液管、所述浓溶液管和所述中间液管内的吸收剂液均为溴化锂溶液，所述冷媒管内的冷媒为纯水。

Images