CN210374158U - 一种太阳能吸附式制冷系统 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能吸附式制冷系统，包括由封闭水循环管路连接的热循环系统、热泵系统、冷循环系统、吸附循环系统以及供冷系统，所述热泵系统由太阳能作为驱动电源，热泵系统的冷凝端连接热循环系统，热泵系统的蒸发端连接所述冷循环系统，所述热泵系统分别为热循环系统、冷循环系统提供热源、冷源，所述热循环系统、冷循环系统连接所述吸附循环系统，热循环系统为所述吸附循环系统提供热源，冷循环系统为所述吸附循环系统提供冷源，所述供冷系统通过所述吸附循环系统完成制冷，并利用水的潜热或显热将冷量贮存，为所述末端设备供冷，热泵系统对系统产生的冷凝热进行回收，对热循环系统中的水进行加热，对冷循环系统中的水进行制冷，提高了能源利用率。

Description

一种太阳能吸附式制冷系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能制冷技术领域，具体为一种太阳能吸附式制冷系统。
背景技术
太阳能吸附式制冷系统是一种能有效利用太阳能、且对环境友好的新型制冷系统，是利用吸附剂对制冷剂的吸附和解吸作用实现制冷循环以供制冷设备供冷的技术，主要由太阳能吸附集热器、贮液器、冷凝器、风机盘管、吸附床等部分组成。工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力，从吸附剂表面脱附，脱附完成后冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，管道内压力降低，蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果。然而，现有的太阳能吸附式制冷系统大都采用冷却塔将其冷凝热直接散发到空气中，这既是对能量的浪费同时也对自然环境造成热污染，且冷却水循环由于采用开式循环，存在生物污染的可能，需定期对冷却水进行净化，这对维护管理造成一定的不便。
因此，有必要设计一种封闭式水循环的太阳能吸附式制冷系统，对系统产生的冷凝热进行回收，提高能源利用率的同时还可以降低对系统维护管理的投入。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供了一种太阳能吸附式制冷系统。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种太阳能吸附式制冷系统，包括由封闭水循环管路连接的热循环系统、热泵系统、冷循环系统、吸附循环系统以及供冷系统，所述热泵系统由太阳能作为驱动电源，热泵系统的冷凝端连接所述热循环系统，所述热循环系统连接有进水管和出水管，所述热泵系统的蒸发端连接所述冷循环系统，所述热泵系统分别为所述热循环系统、所述冷循环系统提供热源、冷源，所述热循环系统、冷循环系统连接所述吸附循环系统，热循环系统为所述吸附循环系统提供热源，冷循环系统为所述吸附循环系统提供冷源，所述供冷系统通过所述吸附循环系统完成制冷，并利用水的潜热或显热将冷量贮存，为所述末端设备供冷。
作为优选，所述热泵系统包括热泵压缩机、蒸发器以及冷凝器，所述热泵压缩机、蒸发器以及冷凝器通过冷媒循环管路串联，形成闭环的冷媒循环回路，所述热泵压缩机的供电端连接有太阳能光伏电池板，所述蒸发器连接所述热循环系统，冷凝器连接所述冷循环系统。
作为优选，所述热循环系统包括储热水箱和太阳能集热器，所述封闭水循环管路包括连接在所述储热水箱上的第一循环回水管路、第二循环回水管路，所述第一循环回水管路上连接有所述太阳能集热器，第二循环回水管路连接有所述热泵系统的冷凝端。
作为优选，所述吸附循环系统包括第一吸附床、第二吸附床、蒸发室和冷凝室，所述封闭水循环管路包括分别连接所述冷凝室、蒸发室的蒸汽脱附管路和蒸汽吸附管路，所述第一吸附床和第二吸附床分别通过第一解吸单向气阀、第二解吸单向气阀连接所述蒸汽脱附管路，所述蒸汽脱附管路分别通过第一吸附单向气阀、第二吸附单向气阀连接所述第一吸附床、第二吸附床。
作为优选，所述冷循环系统包括冷水进水管和冷水回水管，所述冷水进水管和冷水回水管分别与第一盘管以及所述热泵系统的蒸发端连接形成冷水循环路径，所述第一盘管设置在冷凝室内。
作为优选，所述封闭水循环管路包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第一热水进水支管、第一热水回水支管以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第一冷水进水支管、第一冷水回水支管，所述热循环系统通过所述第一热水进水支管、第一热水回水支管与所述第一吸附床的中盘管连接，形成第一供热循环路径，所述冷循环系统通过第一冷水进水支管、第一冷水回水支管与所述第二吸附床的中盘管连接，形成第一供冷循环路径。
作为优选，所述封闭水循环管路还包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第二热水进水支管、第二热水回水支管以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第二冷水进水支管、第二冷水回水支管，所述热循环系统通过所述第二热水进水支管、第二热水回水支管与所述第二吸附床的中盘管连接，形成第二供热循环路径，所述冷循环系统通过第二冷水进水支管、第二冷水回水支管与所述第一吸附床的中盘管连接，形成第二供冷循环路径。
作为优选，所述第一热水进水支管、第一热水回水支管、第一冷水进水支管、第一冷水回水支管、第二热水进水支管、第二热水回水支管、第二冷水进水支管以及第二冷水回水支管上均设置有电磁阀。
作为优选，所述供冷系统包括储冷水箱，所述储冷水箱通过冷媒水进水管、冷媒水回水管连接有第二盘管，形成冷媒水循环路径，所述第二盘管设置在所述蒸发室内，所述储冷水箱还通过供冷循环管路连接有末端设备，所述储冷水箱内的冷制水通过所述供冷循环管路为所述末端设备供冷。
作为优选，所述冷凝室、蒸发室内均设置有水槽，所述冷凝室内的水槽连接有连通管，所述冷凝室通过所述连通管与所述蒸发室联通。
本实用新型的有益效果：
1.与现有技术相比，本太阳能吸附式制冷系统利用热泵系统对系统产生的冷凝热进行回收，从而对热循环系统中的水进行加热，对冷循环系统中的水进行制冷，提高了能源利用率。同时，相对于冷却塔的开式系统，该系统采用封闭式水循环方式，不易受生物污染，可降低对系统的维护费用，从而降低成本。
2.本太阳能吸附式制冷系统利用太阳能光伏电源进行供电，可降低系统对市电的依赖，节能环保。
3.本太阳能吸附式制冷系统能储蓄太阳能产生的热量以及系统制冷过程中产生冷凝热，并将热量以热水的形式储蓄在热循环系统的储热水箱内，在太阳能供给不足的时段可为用户提供热水供应以满足生活用水需要，此外，供冷系统可利用水的潜热或显热以冰或低温水的形式将冷量贮存起来，在太阳能供给不足的时段，以满足末端设备的冷量需求。
附图说明
图1为本实用新型太阳能吸附式制冷系统的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，一种太阳能吸附式制冷系统，包括由封闭水循环管路连接的热循环系统、热泵系统、冷循环系统、吸附循环系统以及供冷系统，所述热泵系统由太阳能作为驱动电源，热泵系统的冷凝端连接所述热循环系统，所述热循环系统连接有进水管31和出水管58，所述热泵系统的蒸发端连接所述冷循环系统，所述热泵系统分别为所述热循环系统、所述冷循环系统提供热源、冷源，所述热循环系统、冷循环系统连接所述吸附循环系统，热循环系统为所述吸附循环系统提供热源，冷循环系统为所述吸附循环系统提供冷源，所述供冷系统通过所述吸附循环系统完成制冷，并利用水的潜热或显热以冰或低温水的形式将冷量贮存，为所述末端设备供冷。所述进水管31和出水管 58上分别设有进水电磁阀32、出水电磁阀59，热循环系统能将太阳能产生的热量以及系统制冷过程中产生冷凝热以热水的形式储蓄在所述热循环系统中，在太阳能供给不足的时段可为用户提供热水供应以满足生活用水需要。
所述热泵系统包括热泵压缩机9、蒸发器10以及冷凝器8，所述热泵压缩机9、蒸发器10以及冷凝器8通过冷媒循环管路串联，形成闭环的冷媒循环回路，所述热泵压缩机9的供电端连接有太阳能光伏电池板7，所述蒸发器 10连接所述热循环系统，冷凝器8连接所述冷循环系统。更详细的，所述太阳能光伏电池7可直接连接所述热泵压缩机9的电控盒，直接为所述热泵压缩机9提供驱动电源，以供所述热泵压缩机9工作。此外，所述太阳能光伏电池7还可连接有蓄电池，通过蓄电池连接所述热泵压缩机9的电控盒，太阳能光伏电池7将太阳能转化为电能并储蓄在蓄电池内，由蓄电池为所述热泵压缩机9提供工作用的驱动电源。
更详细的，所述热循环系统包括储热水箱5和太阳能集热器11，所述封闭水循环管路包括连接在所述储热水箱5上的第一循环回水管路、第二循环回水管路，所述第一循环回水管路上连接有所述太阳能集热器11，第二循环回水管路连接有所述热泵系统的冷凝器8。在本实施例中，所述储热水箱5连接所述进水管31，所述进水管31上还连接过滤器60，通过所述进水管31进入蓄热水箱5的水会先经过过滤，除去水中的杂质和沉淀，所述储热水箱5连接所述出水管58，开启所述出水电磁阀59，可将储热水箱5内的水排出本系统。
所述太阳能集热器11包括真空集热管6和真空集热水箱，所述真空集热管6连接在所述真空集热水箱上，所述第一循环回水管路包括加热进水管13 和加热回水管14，所述加热进水管13、加热回水管14分别连接在所述太阳能集热器11的真空集热水箱两端，所述太阳能集热器11与所述冷凝器8并联，所述第二循环回水管路包括热泵加热进水支管52、热泵加热回水支管53，所述热泵加热进水支管52、热泵加热回水支管53分别连接在所述冷凝器8的两端，所述热泵加热进水支管52、热泵加热回水支管53的另一端连接所述储热水箱5或分别与所述加热进水管13、加热回水管14连接。此外，所述第一循环回水管路、第二循环回水管路上可设有水泵，由水泵带动热循环系统中的水流动。工作时，所述太阳能集热器11吸收并储存太阳能中的热量，所述储热水箱5中的水通过所述第一循环回水管路、第二循环回水管路分别流经太阳能集热器11和冷凝器8，并将所述太阳能集热器11的热量和冷凝器8内的冷凝热吸收，使热循环系统内的水的温度不但升高，达到解吸要求水温。
所述吸附循环系统包括第一吸附床101、第二吸附床102、蒸发室3和冷凝室2，所述封闭水循环管路包括分别连接所述冷凝室2、蒸发室3的蒸汽脱附管路54和蒸汽吸附管路55，所述第一吸附床101、第二吸附床102并联，第一吸附床101和第二吸附床102分别通过第一解吸单向气阀37、第二解吸单向气阀39连接所述蒸汽脱附管路54，所述蒸汽脱附管路54分别通过第一吸附单向气阀38、第二吸附单向气阀40连接所述第一吸附床101、第二吸附床102。
所述封闭水循环管路包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第一热水进水支管18、第一热水回水支管17以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第一冷水进水支管23、第一冷水回水支管21，所述热循环系统通过所述第一热水进水支管18、第一热水回水支管17与所述第一吸附床101 的中盘管连接，形成第一供热循环路径，所述冷循环系统通过第一冷水进水支管23、第一冷水回水支管21与所述第二吸附床102的中盘管连接，形成第一供冷循环路径。
所述封闭水循环管路还包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第二热水进水支管15、第二热水回水支管16以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第二冷水进水支管22、第二冷水回水支管20，所述热循环系统通过所述第二热水进水支管15、第二热水回水支管16与所述第二吸附床102的中盘管连接，形成第二供热循环路径，所述冷循环系统通过第二冷水进水支管22、第二冷水回水支管20与所述第一吸附床101的中盘管连接，形成第二供冷循环路径。
所述冷凝室2、蒸发室3内均设置有水槽25，所述冷凝室2内的水槽25 连接有连通管26，所述冷凝室2通过所述连通管26与所述蒸发室3联通。
所述第一热水进水支管18、第一热水回水支管17、第一冷水进水支管23、第一冷水回水支管21、第二热水进水支管15、第二热水回水支管16、第二冷水进水支管22以及第二冷水回水支管20上均设置有电磁阀。在本实施例中，所述第一热水进水支管18、第一热水回水支管17、第一冷水进水支管23、第一冷水回水支管21、第二热水进水支管15、第二热水回水支管16、第二冷水进水支管22以及第二冷水回水支管20上电磁阀分别为第一电磁阀33、第二电磁阀34、第三电磁阀41、第四电磁阀43、第五电磁阀44、第六电磁阀42、第七电磁阀36、第八电磁阀35。
所述冷循环系统包括冷水进水管24和冷水回水管19，所述冷水进水管 24和冷水回水管19分别与第一盘管61以及所述热泵系统的蒸发器10连接形成冷水循环路径，所述第一盘管61设置在冷凝室2内。
所述供冷系统包括储冷水箱4，所述储冷水箱4通过冷媒水进水管27、冷媒水回水管28连接有第二盘管29，形成冷媒水循环路径，所述第二盘管 29设置在所述蒸发室3内，所述储冷水箱4还通过供冷循环管路30连接有末端设备12，所述储冷水箱4内的冷制水通过所述供冷循环管路30为所述末端设备12供冷。
工作时，所述冷媒循环管路中的冷媒经过热泵压缩机9的压缩后，形成低温低压流体并流向所述蒸发器10，冷媒在蒸发器10内吸收蒸发器10内热量后气化，形成饱和气体或过热蒸汽并进入到冷凝器8中，使冷循环系统中经过所述蒸发器10的水的温度降低，而饱和气体或过热蒸汽状态下的冷媒在冷凝器8内放热并冷凝成液态，热循环系统中经过所述冷凝器8的水吸收冷凝热，温度升高达到解吸要求水温，此时，打开第一电磁阀33、第二电磁阀34，关闭第五电磁阀44、第六电磁阀42，达到解吸要求水温的热水通过第二热水进水支管15、第一热水进水支管18进入第一吸附床101中盘管，并对第一吸附床101内硅胶进行加热，使第一吸附床101内硅胶解吸，解吸出的热蒸汽通过第一解吸单向气阀37、蒸汽脱附管路54，进入冷凝室2。同时，打开第三电磁阀41、第四电磁阀43，关闭第七电磁阀36、第八电磁阀35，冷循环系统中的冷水在蒸发器10中降温至吸附要求温度，并通过第一冷水进水支管23、冷水进水管24分别进入第二吸附床102、冷凝室2，冷凝室2中热蒸汽被冷凝，汇集在冷凝室2的水槽25中，通过连通管26进入蒸发室3的水槽25，由于第二吸附床102被冷水冷却，开始通过第二吸附单向气阀40、蒸汽吸附管路55对蒸发室3中的液态水进行吸附产生冷量，储冷水箱4中的冷媒水通过冷媒水进水管27、冷媒水回水管28进入蒸发室3获取冷量，换热后的冷媒水储存在储冷水箱4中，冷媒水可通过供冷循环管路30进入末端设备12，通过末端设备12将冷量传递给用户。此外，通过反向改变第一电磁阀 33、第二电磁阀34、第三电磁阀41、第四电磁阀43、第五电磁阀44、第六电磁阀42、第七电磁阀36、第八电磁阀35的启闭状态，可以切换第一吸附床101与第二吸附床102的工作状态，从而实现连续制冷。
夜间时，系统停止工作，末端设备12从储冷水箱4中获取冷媒水以满足夜间冷量需求。打开生活出水电磁阀59，可从储热水箱5中获取热水以满足生活用水需要。
综上所述：本太阳能吸附式制冷系统利用热泵系统对系统产生的冷凝热进行回收，从而对热循环系统中的水进行加热，对冷循环系统中的水进行制冷，提高了能源利用率。同时，相对于冷却塔的开式系统，该系统采用封闭式水循环方式，不易受生物污染，可降低对系统的维护费用，从而降低成本。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：包括由封闭水循环管路连接的热循环系统、热泵系统、冷循环系统、吸附循环系统以及供冷系统，所述热泵系统由太阳能作为驱动电源，热泵系统的冷凝端连接所述热循环系统，所述热循环系统连接有进水管(31)和出水管(58)，所述热泵系统的蒸发端连接所述冷循环系统，所述热泵系统分别为所述热循环系统、所述冷循环系统提供热源、冷源，所述热循环系统、冷循环系统连接所述吸附循环系统，热循环系统为所述吸附循环系统提供热源，冷循环系统为所述吸附循环系统提供冷源，所述供冷系统通过所述吸附循环系统完成制冷，并利用水的潜热或显热将冷量贮存，为末端设备(12)供冷。
2.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述热泵系统包括热泵压缩机(9)、蒸发器(10)以及冷凝器(8)，所述热泵压缩机(9)、蒸发器(10)以及冷凝器(8)通过冷媒循环管路串联，形成闭环的冷媒循环回路，所述热泵压缩机(9)的供电端连接有太阳能光伏电池板(7)，所述蒸发器(10)连接所述热循环系统，冷凝器(8)连接所述冷循环系统。
3.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述热循环系统包括储热水箱(5)和太阳能集热器(11)，所述封闭水循环管路包括连接在所述储热水箱(5)上的第一循环回水管路、第二循环回水管路，所述第一循环回水管路上连接有所述太阳能集热器(11)，第二循环回水管路连接有所述热泵系统的冷凝端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述吸附循环系统包括第一吸附床(101)、第二吸附床(102)、蒸发室(3)和冷凝室(2)，所述封闭水循环管路包括分别连接所述冷凝室(2)、蒸发室(3)的蒸汽脱附管路(54)和蒸汽吸附管路(55)，所述第一吸附床(101)和第二吸附床(102)分别通过第一解吸单向气阀(37)、第二解吸单向气阀(39)连接所述蒸汽脱附管路(54)，所述蒸汽脱附管路(54)分别通过第一吸附单向气阀(38)、第二吸附单向气阀(40)连接所述第一吸附床(101)、第二吸附床(102)。
5.根据权利要求4所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述冷循环系统包括冷水进水管(24)和冷水回水管(19)，所述冷水进水管(24)和冷水回水管(19)分别与第一盘管(61)以及所述热泵系统的蒸发端连接形成冷水循环路径，所述第一盘管(61)设置在冷凝室(2)内。
6.根据权利要求5所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于，所述封闭水循环管路包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第一热水进水支管(18)、第一热水回水支管(17)以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第一冷水进水支管(23)、第一冷水回水支管(21)，所述热循环系统通过所述第一热水进水支管(18)、第一热水回水支管(17)与所述第一吸附床(101)的中盘管连接，形成第一供热循环路径，所述冷循环系统通过第一冷水进水支管(23)、第一冷水回水支管(21)与所述第二吸附床(102)的中盘管连接，形成第一供冷循环路径。
7.根据权利要求6所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述封闭水循环管路还包括分别连接所述热循环系统出水端、回水端的第二热水进水支管(15)、第二热水回水支管(16)以及分别连接所述冷循环系统出水端、回水端的第二冷水进水支管(22)、第二冷水回水支管(20)，所述热循环系统通过所述第二热水进水支管(15)、第二热水回水支管(16)与所述第二吸附床(102)的中盘管连接，形成第二供热循环路径，所述冷循环系统通过第二冷水进水支管(22)、第二冷水回水支管(20)与所述第一吸附床(101)的中盘管连接，形成第二供冷循环路径。
8.根据权利要求7所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述第一热水进水支管(18)、第一热水回水支管(17)、第一冷水进水支管(23)、第一冷水回水支管(21)、第二热水进水支管(15)、第二热水回水支管(16)、第二冷水进水支管(22)以及第二冷水回水支管(20)上均设置有电磁阀。
9.根据权利要求4所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述供冷系统包括储冷水箱(4)，所述储冷水箱(4)通过冷媒水进水管(27)、冷媒水回水管(28)连接有第二盘管(29)，形成冷媒水循环路径，所述第二盘管(29)设置在所述蒸发室(3)内，所述储冷水箱(4)还通过供冷循环管路(30)连接有末端设备(12)，所述储冷水箱(4)内的冷制水通过所述供冷循环管路(30)为所述末端设备(12)供冷。
10.根据权利要求4所述的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于：所述冷凝室(2)、蒸发室(3)内均设置有水槽(25)，所述冷凝室(2)内的水槽(25)连接有连通管(26)，所述冷凝室(2)通过所述连通管(26)与所述蒸发室(3)联通。
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