CN205505485U - 一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统 - Google Patents

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季旭
许强强
刘佳星
李海丽
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Abstract

本实用新型公布了一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,主要由单晶硅太阳能电池、直流控制器、蓄电池、半导体制冷片、冷库、蒸发器、CPC太阳能集热器、吸附床、真空阀、冷凝器、毛细管节流阀、储液瓶、冷水箱、热水箱、温水箱等部分组成,系统将太阳能吸附式制冷和太阳能光伏发电结合起来,不仅节能环保、运行费用低,而且还能向用户供热,实现连续制冷。

Description

一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统
技术领域
本实用新型涉及一种制冷及供热系统,特别涉及一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,属于太阳能综合利用领域。
背景技术
能源问题是人类发展过程面对的一个重大问题。随着人们生活水平的提高,对舒适性空调的需求量不断提高,而作为耗能型产品,对电力的供应将是严峻的挑战。据统计,美国每年大约有23%的电力用于生活制冷或空调,这种比例在我国也在迅速地增加。制冷/空调领域的节能研究意义重大。
据统计,世界范围内的热能利用率约为40%,大部分热能没有被很好的利用,尤其是太阳能。日本新能源开发和利用机构(NADO)提出了能源生态学的概念,进行广域能源的利用规划,而太阳能的综合利用正符合这一概念。
与蒸汽压缩式制冷相比,吸附式制冷具有结构简单、无运动部件、噪声低、寿命长等特点;与吸收式制冷相比,其也不存在结晶和蒸馏问题,且使用范围广泛。太阳能吸附式制冷及太阳能光伏发电的优势吻合了当前能源、环境协调发展的总趋势。吸附式制冷可采用太阳能的热量来进行驱动,不仅对电力紧张供应起到缓解作用,而且无CFCS问题,更不会产生温室气体,是一种环境友好型的制冷方式;太阳能光伏发电亦是如此。将太阳能吸附式制冷和太阳能光伏发电结合起来,不仅节能环保,而且还能实现连续制冷。
发明内容
本实用新型提供了一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,该系统将太阳能集热器与光伏组件结合起来,通过太阳能的综合利用,实现连续性制冷,并向用户供热。一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,主要由单晶硅太阳能电池、直流控制器、蓄电池、半导体制冷片、冷库、蒸发器、CPC太阳能集热器、吸附床、真空阀、冷凝器、毛细管节流阀、储液瓶、冷水箱、热水箱、温水箱等部分组成。白天,通过太阳能光伏电板对半导体制冷片控制实现制冷,晚上,则通过吸附剂吸附制冷剂实现蒸发制冷,从而实现连续型制冷。
直流控制器:直流控制器设置在单晶硅太阳能电池板下面,其主要作用是保护蓄电池,基本功能具备过充保护、过放保护、光控、时控、防反接、充电涓流保护、欠压保护、防水保护等。单晶硅太阳能电池受到光照后,所产生的直流电通过直流控制器输送至蓄电池,蓄电池给半导体制冷片进行供电,从而白天实现制冷的要求。
冷库:冷库的内部设有蒸发器,其四个面分别置有半导体制冷片,冷端朝内,散热端朝外。散热端紧贴散热器,同时注入流动的冷水,以加快散热。
CPC太阳能集热器:CPC太阳能集热器采用真空管式集热器。CPC太阳能真空管式集热器将复合抛物面聚光技术和真空热管技术结合起来,既加大了聚光,又可以减少热量损失,从而提高集热效率。
系统以活性炭—甲醇为工质对,白天,通过CPC太阳能真空管式集热器对吸附床进行加热,吸附床内的压力和温度不断上升,直至达到制冷工质在冷凝温度下的饱和压力,打开阀门,在恒压条件下制冷工质气体不断的脱附出来,通过冷凝器的冷凝,流入储液瓶,最终进入蒸发器,与此同时,吸附床温度继续上升至最大值(解析温度)。
晚上,通入冷水降吸附床快速冷却,吸附床内部的温度和压力下降,打开阀门,蒸发器中的制冷工质因高压而沸腾起来,从而开始蒸发制冷的过程,同时,蒸发出来的气体被吸附床中的吸附剂所吸附。制冷过程一直持续到第二天早上。
半导体制冷片实现白天制冷,吸附式制冷过程则发生在晚上,两者结合,从而实现连续性制冷。
附图说明
图1:一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统;
图2:CPC太阳能真空管式集热器;
图1中,1—单晶硅太阳能电板,2—直流控制器,3—蓄电池,4—半导体制冷片,5—冷库,6—蒸发器,7—CPC太阳能集热器,8—吸附床,9,13,14,16,18,20—真空阀,10—冷凝器,11—毛细管节流阀,12—储液瓶,15—冷水箱,17—热水箱,19—温水箱;
图2中,1—真空管,2—复合抛物面。
具体实施方式
本实用新型以太阳能的光能和热能作为驱动能源,一方面,日间太阳光入射到单晶硅太阳能电板(1)上,发生光生伏特效应,光能转化成电能,所产生的直流电经过直流控制器(2)输送到蓄电池(3),蓄电池给半导体制冷片(4)供电,从而实现制冷。同时,打开真空阀(14)、(18),从冷水箱(15)输送冷水至冷库(5)四个面内部半导体的散热端,及时给散热器降温,加快散热。经过换热的冷水通过阀门(14)流入温水箱。
另一方面,日间的太阳辐射通过CPC太阳能集热器(7)水加热,热水通过管道进入吸附床(8),进而给吸附床进行加热,吸附床内部的温度和压力不断升高,直至其内部制冷剂的蒸汽压力达到了与冷凝温度相对应的压力时,打开真空阀(9),制冷剂蒸汽在冷凝器(10)里变成液体,流入储液瓶后,通过毛细管节流阀(11)降压后进入蒸发器(6)中。
傍晚,没有了太阳辐射,此时,打开阀门(16),吸附床(8)内的热水流入热水箱(17)中,热水箱中的热水可供用户使用。待吸附床(8)内的热水流完后,关闭阀门(16),打开阀门(14),让冷水箱(15)内的冷水流入吸附床(8),吸附床被冷却。当受冷却的吸附床内的制冷剂蒸汽压从冷凝压力降到蒸发器所对应的蒸发压力时,吸附床内吸附剂开始吸附蒸发器中的制冷剂,从而实现蒸发制冷的过程。
当吸附床内的水不够时,可以打开阀门(20),将温水箱(19)中的温水送入吸附床内,从而进一步提高热利用率。

Claims (3)

1.一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,主要由单晶硅太阳能电池、直流控制器、蓄电池、半导体制冷片、冷库、蒸发器、CPC太阳能集热器、吸附床、真空阀、冷凝器、毛细管节流阀、储液瓶、冷水箱、热水箱、温水箱和必要的连接管道组成,其特征在于,单晶硅太阳能电池板下设有直流控制器,用来保护蓄电池;也起到过充保护和过放保护的作用。
2.根据权利要求1所述的一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,其特征在于,冷库的内部设有蒸发器,其四个面分别置有半导体制冷片,冷端朝内,散热端朝外,散热端紧贴散热器,同时注入流动的冷水,以加快散热。
3.根据权利要求1所述的一种连续型太阳能吸附式制冷及供热系统,其特征在于,CPC太阳能集热器采用真空管式集热器,CPC太阳能真空管式集热器将复合抛物面聚光技术和真空热管技术结合起来,既加大了聚光,又可以减少热量损失,从而提高集热效率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108362020A (zh) * 2018-02-21 2018-08-03 刘晋宇 一种太阳能光伏、光热及制冷一体机
US11421920B2 (en) 2019-04-25 2022-08-23 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Solar-powered adsorption chiller operable in the absence of sunlight

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