CN2164522Y - 一种交互吸收式太阳能空调机 - Google Patents

Abstract

一种交互吸收式太阳能空调机，它有室外散热 器，室内热交换器，其特征在于：有两吸收器，其中充 填了卤素金属盐类的固态吸收剂，内有加热盘管外有 传热介质套筒，在室外有太阳能加热器，并与加热盘 管相通，在其中有加热介质，室外散热器和室内热交 换器与吸收器相连，在其中有工作介质，用卤素金属 盐类固体吸收剂在吸收工作介质时放热，工作介质分 子逸出吸热的特性，使处于绝热态的吸收器和工作介 质降温制冷，达到空调机中制冷的要求。

Description

一种交互吸收式太阳能空调机，它属于一种环境调节设备，可广泛用于家庭，以及办公室、商店及其它公共活动场所。

现在的空调设备，多采用以氯氟烃类制冷介质使用机械压缩膨胀的方法进行制冷（有的也用于产热）。虽然这种方法技术已十分成熟，但由于氯氟烃对臭氧层的破坏，因此环保专家们强烈要求禁用由此类制冷介质制造的制冷设备。另一方面，采用机械压缩的方法制冷，要使用由电能转化的机械能或其它形式转换的机械能，而不能使用低品位的热能，对能量的利用不利。机械压缩制冷还有噪声和磨损问题。

本实用新型的目的是发明一种交互吸收式太阳能空调机，它不使用氯氟烃类制冷剂，利用太阳能中的热能做制冷抽运能量，可以满足环境要求，没有噪声和机械磨损问题。

本实用新型的结构如附图1所示，它有制冷室外散热器1，制冷室内热交换器2，其特征在于：有吸收器3和吸收器4，吸收器3和吸收器4为密封的金属壳体，在其中充填了卤素金属盐类的固态吸收剂，在吸收器3和4内有加热盘管5和6，在吸收器3和4外有传热介质套筒7和8，在室外有太阳能加热器9，太阳能加热器9通过三位三通阀10和11与吸收器3和吸收器4中的加热盘管5和6相通，在其中有加热介质，在传热介质套筒7和8上都分别有进液口和出液口，它们分别通过通断阀14和15与放置于室外的散热器12和13相连，吸收器3与制冷室外散热器1和制冷室内热交换器2并联，在制冷室外散热器1和制冷室内热交换器2的另一端通过三通阀16与吸收器4相连，在其中有工作介质，在吸收器3和4的工作介质出入口处装有温度传感器17和18，在传热介质套筒7和8的出液口处装有传热介质温度传感器19和20，在太阳能加热器9的出水口处装有温度传感器21，并在室外和室内分别装有室外温度传感器22和室内温度传感器23，有标准工业控制器24，温度传感器17、18、19、20、21、22、23分别与标准工业控制器24的A／D输入端相连，而其开关量输出端分别与三通阀10、11和16、通断阀14和15相连。

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型处于吸收器3中卤素金属盐类固态吸收剂加热再生，吸收器4中卤素金属盐类固态吸收剂吸收工作介质的过程，粗实线为本实用新型三种工作流体介质在该状态的通路。

附图3为本实用新型处于吸收器3中卤素金属盐类固体吸收剂吸收工作介质，吸收器4中卤素金属盐类固体吸收剂挥发工作介质制冷状态，粗实线为本实用新型三种工作流体介质在该状态的通路。

附图4为本实用新型处于吸收器3中卤素金属盐类固体吸收剂吸收工作介质，吸收器4中卤素金属盐类固体吸收剂被加热再生状态，粗实线为本实用新型三种工作流体介质在该状态的通路。

附图5为本实用新型处于吸收器3中卤素金属盐类固体吸收剂吸收工作介质制冷，吸收器4中卤素金属盐类固体吸收剂吸收工作介质状态，粗实线为本实用新型三种工作流体介质在该状态的通路。

附图6为本实用新型在室内也装有取暖散热器的一个实施例。

本实用新型利用卤素金属盐类固体吸收剂在经过加热再生后，吸收工作介质（一般可以是水）放热，而挥发逸出工作介质时吸热制冷的特性，完成制冷的任务，具体过程如下：

在标准工业控制器24的控制下，三位三通阀10和11都处于左位，通止阀14处于截止状态，通止阀15处于导通状态，两位三通阀16处于右位，如附图2所示。由太阳能加热器9加热的加热介质被引入到吸收器3中的加热盘管5中，使在吸收器3中的卤素金属盐类固体吸收剂受热再生，并使残留的工作介质逸出。由于三通阀16处于右位，只有制冷室外散热器1与吸收器4相通，因此从吸收器3中逸出的工作介质经过制冷室外散热器1冷却后被吸收器4中的卤素金属盐类固体吸收剂吸收。因为吸收器3被加热，其压力高于吸收器4，并使整个吸附装置压力处于高压。吸收器4中卤素金属盐类固体吸收剂吸收工作介质将放出热量。由于通止阀15导通，在传热介质套筒8和散热器13之间形成“热管”。传热介质套筒8是“热管”的热端，散热器13为“热管”的冷端。传热介质把热端的热量抽运到冷端释放，保持吸收器4的温度不升高。

在吸收器3再生加热一定时间，使其中的卤素金属盐类固体吸收剂恢复其吸收性后，由标准工业控制器24控制，三位三通阀10、11都处于中位，通止阀14导通，通止阀15截止，三通阀16处于左位，如附图3所示。这时，三通阀16使吸收器3和吸收器4通过制冷室内热交换器2相通。通止阀15截止后，吸收器4处于绝热状态。而通止阀14导通后，使在吸收器3外面的传热介质套筒7和散热器12形成“热管”。在传热介质的作用下，使吸收器3降温。一方面由于吸收器3中的卤素金属盐类固体吸收剂是刚再生过的，基本不含工作介质，处于欠饱和状态。另一方面由于压力降低，吸收器4中的卤素金属盐类固体吸收剂处于过饱合状态。因而吸收器3中的卤素吸收工作介质，吸收过程产生的热量由传热介质带走并通过散热器12送到室外，降低吸收器3的温度到接近室外常温。吸收器4由于通止阀15截止而处于绝热状态，由于其中的工作介质在卤盐中处于过保饱和，工作介质将从卤盐中挥发逸出。该过程是一个吸热过程，因而工作介质的温度将降低，实现制冷的目的。逸出的工作介质通过三通阀16后进入制冷室内热交换器2，用于降低室温，达到本实用新型用于室内环境降温的目的。通过制冷室内热交换器2后的工作介质进入吸收器3，由欠饱和的卤素金属盐类固体吸收剂吸收，这样该过程可以持续进行。

当吸收器4中的卤盐逸出工作介质速度放慢到一定程度，输出的工作介质温度升高时，由标准工业控制器24控制，三位三通阀10和11都处于右位，通止阀14继续导通，通止阀15继续截止，而三通阀16处于右位，如附图4所示。这时吸收器4中的加热盘管6与太阳能加热器9相通，加热介质通过加热盘管6对吸收器4中的卤素金属盐类固体吸收剂进行加热再生，而再生时释放出的工作介质通过制冷室外散热器1进入吸收器3中的卤素金属盐类固体吸收剂吸收，与附图2所示状态一样，只是吸收器3和吸收器4相反。

在吸收器4中的卤素金属盐类固体吸收剂再生完毕后，在标准工业控制器24的控制下，三位三通阀10和11都处于中位，通止阀14处于截止状态，通止阀15处于导通状态，二位三通阀16处于左位，如附图5所示。由于通止阀14处于截止状态，因此吸收器3处于绝热状态。而通止阀15导通，使吸收器4与散换器13形成“热管”。它与附图3所示状态一样，只是吸收器3与吸收器4相反，吸收器3中的卤素金属盐类固体吸收剂逸出工作介质制冷，而吸收器4中的卤盐吸收工作介质。由上面四步完成一个工作循环。

本实用新型由标准工业控制器24控制，它通过采集由装于吸收器3和吸收器4工作介质出口处装有的温度传感器17和18测量得到的工作介质温度参数、采集由装于传热套筒7和8的出液口处的温度传感器19和20测量得到的传热介质温度参数、采集由装于太阳能加热器9出液口处的温度传感器21测量得到的加热介质温度参数以及分别装于室外和室内的温度传感器22和23测量得到的外界温度和被控环境温度参数，经过这些参数值与标准控制模型比较，由标准工业控制器24计算出控制参数，按时完成各个阀门的动作。

本实用新型采用卤素金属盐类固体吸收剂在吸收工作介质时放热，而当其过饱和，工作介质的分子密度减少到低于所处温度的饱和浓度时，卤素金属盐类固体吸收剂中所吸收的工作介质分子逸出并吸热，使处于绝热态的吸收器和工作介质降温制冷，达到空调机中制冷的要求。采用太阳能加热器加热的加热介质对卤盐进行加热再生，并且使用两组吸收器由标准工业控制器控制阀门组进行交替切换，使两组吸收器交替处于吸收和释放状态完成循环过程。它不使用对环境产生污染的氯氟烃制冷剂，也没有机械运动的压缩部件，因此可以满足环保要求，并且没有噪声和磨损问题。

本实用新型也可以采用如附图6所示的结构形式，在室内也有分别通过通止阀25和26与传热套筒7和8的进、出液口相通的散热器27和28。在本实用新型运行于制冷状态时，通止阀25和26都处于截止状态，与附图1所示结构的实施例没有差别。而在本实用新型运行于取暖状态时，通止阀14和15处于截止状态，由通止阀25和26代替，并且双位三通阀16的运行状态与制冷运行时取反。就可以实现对室内环境的加热，由于太阳能加热器的热量是用于抽运热量，因此其加热“效率”可以大于1，比直接用太阳能加热器加热的热效率高。

在本实用新型中卤素金属盐类固体吸收剂可以使用加溴化锂，工作介质可以是水，它正好在常温下有较大的浓度差和吸收释放热量变化。

本实用新型中的传热介质可以使用酒精或是氨等，其常压下沸点温度在本实用新型的工作温度范围。使用传热介质的气相与液相的变化带走热量，可以使热阻最小，有很高的输送效率。

本实用新型中的太阳能加热器9以及所使用的加热介质可以采用普通的太阳能加热器和水，也可以采用如专利申请号为93109064.4的“一种平动跟踪太阳能聚能器”的形式。或是如专利申请号为CN93219582.2的“一种免动跟踪太阳聚能器”的形式，在太阳能加热器9的输出口处可以接一个蓄加热介质的蓄能器，以消除本实用新型断续加热的工况以及由于天气变化的影响。

本实用新型中的加热盘管5和6可以使用铜或是钛合金材料制造。吸收器3和4的外壳也可以用铜或钛合金材料制造，并有散热翅片，以增加接触面积及导热性。传热套筒7和8的外面应使用绝热材料覆盖，以保持制冷时的降温效果。在本实用新型中，可以在散热器1、12、13和热交换器2旁装风扇，以利于它们的热交换，减小体积。

本实用新型中的所有温度传感器都可以使用普通的温度传感器，无特殊要求。可以是热敏电阻型，热敏晶体管，也可以是热电偶。所有的阀门都可以使用电碰阀。标准工业控制器24通过控制交流接触器的通断来驱动电磁阀中电磁铁的吸合。也可以使用由VMOS管构成的电开关器件驱动电磁铁。本实用新型中所有的阀门也可以使用气动阀门。由标准工业控制器24控制小型气压开关来驱动阀门动作。标准工业控制器24可以选用美国ME公司的PCU－3F的工业过程控制器，也可以用其它型号的工业过程控制器，其处理速度、精度要求都不高，I／O端口也不多。

Claims (2)

1、一种交互吸收式太阳能空调机，它有制冷室外散热器(1)，制冷室内热交换器(2)，其特征在于：有吸收器(3)和吸收器(4)，吸收器(3)和吸收器(4)为密封的金属壳体，在其中充填了卤素金属盐类的固态吸收剂，在吸收器(3)和(4)内有加热盘管(5)和(6)，在吸收器(3)和(4)外有传热介质套筒(7)和(8)，在室外有太阳能加热器(9)，太阳能加热器(9)通过三位三通阀(10)和(11)与吸收器(3)和吸收器(4)中的加热盘管(5)和(6)相通，在其中有加热介质，在传热介质套筒(7)和(8)上都分别有进液口和出液口，它们分别通过通断阀(14)和(15)与放置于室外的散热器(12)和(13)相连，吸收器(3)与制冷室外散热器(1)和制冷室内热交换器(2)并联，在制冷室外散热器(1)和制冷室内热交换器(2)的另一端通过三通阀(16)与吸收器(4)相连，在其中有工作介质，在吸收器(3)和(4)的工作介质出入口处装有温度传感器(17)和(18)，在传热介质套筒(7)和(8)的出液口处装有传热介质温度传感器(19)和(20)，在太阳能加热器(9)的出水口处装有温度传感器(21)，并在室外和室内分别装有室外温度传感器(22)和室内温度传感器(23)，有标准工业控制器(24)，温度传感器(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)分别与标准工业控制器(24)的A/D输入端相连，而其开关量输出端分别与三通阀(10)、(11)和(16)、通断阀(14)和(15)相连。

2、如权利要求1所述的交互吸收式太阳能空调机，其特征在于：在室内有分别通过通止阀25和26与传热套筒7和8的进、出液口相通的散热器27和28。

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