CN2447673Y - 太阳能绿色概念空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种太阳能绿色概念空调，其特点是把调温净化系统结合在一起，具有可以源源不断补充新鲜空气，静音、省电、造价低等优点，又可用做空气净化器及热水器，可一年四季长期工作，为人们创造洁净、清静、舒适、环保、四季如春的环境。

Description

太阳能绿色概念空调

本实用新型涉及一种太阳能绿色概念空调。

现有的空调技术，大多采用能耗大的压缩机制冷，所用的制冷剂(氟利昂)破坏臭氧层。21世纪对空调的环保要求不仅限于无氟、低噪音，还包括制冷剂的温室效应问题，兼顾社会资源综合利用与环保的整体要求。因此，积极开发高效、节能、环保的空调产品已是迫在眉睫。

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种太阳能绿色概念空调，把太阳能的热利用与冷利用有机结合起来，实现绿色制冷与供热可持续发展。

本实用新型是这样实现的：把太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统的球形太阳能再生器8及太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统的球形太阳能再生器24放在固定线形抛物面聚光镜12及28的焦点，固体吸附式制冷系统的太阳能集热器32置于固定线形抛物面聚光镜12及28的中间，把制冷系统的制冷器F及吸湿制冷系统的吸收器18放于25℃时过饱和的NH₄Cl溶液水浴W中，风机将空气送入主机内，先由除湿剂对空气进行净化除湿处理，再结合冷水降温和直接蒸发及间接蒸发冷却，经制冷器F制冷后得到冷空气送入室内；太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统采用氯化锂作吸收剂、水作制冷剂，吸收器2中的稀氯化锂溶液抽至上部呈薄层散布于球形再生器8的表面，经太阳蒸发浓缩再生，冷却后回流至吸收器2，蒸发器1中水不断蒸发而制冷；吸湿制冷系统以乙二醇、三甘醇、氯化锂、溴化锂、氯化钙、氯化镁作吸湿剂，吸收器18中的稀吸湿剂抽至上部呈薄层散布于球形太阳能再生器24的表面，经太阳蒸发浓缩再生，降温后回流至储液糟30，浓吸湿剂由泵29提供动力经冷水箱中的冷却器及射流器31引射蒸发器1内的蒸汽，形成真空蒸发；太阳能固体吸附制冷工质由沸石、树脂及锂盐作吸附剂，水作制冷剂所组成，太阳能真空集热器32的热量通过导热体传递吸附剂，利用吸附和解吸的温度不同来促成热力循环，集热器受热解吸水蒸气，集热器散热吸附水蒸气，固体吸附制冷系统蒸发器36及41中的水不断蒸发而制冷；室外温度低于25℃时，由温度传感器H，启动风机E，向室内抽新风，同时关闭吸收式制冷系统A、吸湿制冷系统B。

本实用新型代表一种太阳能绿色概念空调，具有杀菌净化、吸湿、制冷及新风等功能。把制冷系统的蒸发器及吸湿制冷系统的吸收器放在绝热水浴中，空气通过时被净化及调节温度和湿度，结构简单易行。冬天把冷凝器放在室内即可实现制热，并供应热水，还可用做空气净化器，由于采用太阳能作热源和无氟制冷，有利于节约能源和保护环境。

图1是该实用新型的功能结构模块结构系统图。

图2是该实用新型的太阳能敞开型再生氯化锂吸收式制冷系统原理结构示意图。

图3据该实用新型的太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统原理结构示意图。

图4是该实用新型的太阳能固体吸附制冷原理结构示意图。

图面说明：A太阳能敞开型吸收式制冷系统；B太阳能敞开型吸湿制冷系统；C太阳能固体吸附式制冷系统；D空气循环及新风系统；E风机；F制冷器；G辅助燃气再生器；H温度传感器；I热交换器；J热交换器；M相变材料；W绝热恒温水浴；1蒸发器；2吸收器；3屏蔽泵；4闭锁阀；5换热器；6换热器；7洒水器；8球形太阳能再生器；9浮子阀；10收集器；11过滤器；12抛物面型聚光罩；13冷水箱；14蒸发制冷器；15给水装置；16机械真空泵；17热水箱；18吸收器；19闭锁阀；20屏蔽泵；21同心套管；22换热器；23洒水器；24球形太阳能再生器；25浮子阀；26收集器；27过滤器；28固定线形抛物面聚光镜；29泵；30溶液储液槽；31引射器；32太阳能集热器；33太阳能真空集热管；34冷凝器；35毛细管节流阀；36蒸发器；37太阳能集热器；38太阳能真空集热管；39冷凝器；40毛细管节流阀；41蒸发器。

下面结合附图详细描述本实用新型的工作原理，具体装置细节及最佳实施方式：

在图1中，整个空调系统包括太阳能敞开型吸收式制冷系统A、太阳能敞开型吸湿制冷系统B、太阳能固体吸附式制冷系统C及空气循环及新风系统D四大功能模块。空气首先由风机E吸入除湿制冷系统，由吸湿剂对空气进行除湿净化处理，空气变为含湿量较低的空气，制冷器F包括敞开型吸收式制冷系统的蒸发器1及固体吸附式制冷系统的蒸发器36及41所组成的冷却系统，空气通过制冷器F时被制冷送入室内。空气经过制冷器F被冷却后，送入房间，吸收房间内热负荷，冷空气在室内吸收热量，湿度增大，温度升高，再被风机E吸入空调，完成制冷及除湿循环。

吸湿剂通过引射器31流入储液槽30时产生一定的真空，引射器31由支管与蒸发器1相通，这样即可持续给系统抽真空又可吸收蒸发器1中的水驱使水蒸发增强制冷效果。吸收剂和除湿剂都是采用太阳能作为再生热源，如果太阳不是很强，制冷效率降低，可启动辅助的热源再生器G，由燃气或电热管对吸收剂和除湿剂进行加热浓缩再生。

制冷器F及相变温度范围为10-25℃相变材料M浸于25℃时过饱和的NH₄Cl溶液组成水浴W中，相变材料M用铝箔包成板状结构且在其中加入金属丝及树脂，相变材料M包括结晶水合盐，一乙醇胺，硬脂酸异丙基酯，聚乙二醇。制冷器F与水浴进行热交换，降低水浴的温度，相变材料M发生储冷相变，饱和的NH₄Cl将会结晶析出，冷量转移到相变材料M融化及凝固和NH₄Cl的溶解及结晶过程之中，利用相变材料、NH₄Cl晶体相变时产生的潜热及水的显热对空气调温。

当室外温度较低时，由温度传感器H启动风机E，向室内抽新风，直接利用室外低温新风供冷，同时关闭空调制冷系统。

在图2中，太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统采用氯化锂作吸收剂及水作制冷剂，利用氯化锂很强的吸水能力及水在真空条件下汽化吸热而产生的冷却效果。其特点是使用敞开型再生装置，球形太阳能再生器8置于固定线形抛物面聚光镜12的焦点。根据发生器和蒸发器中两种不同溶液的浓度差所产生的饱和蒸汽压，促成蒸发和吸收作用而进行工作的，氯化锂的浓度不超过66％，在其中加入缓蚀剂及能量增强剂。在蒸发器内由于水蒸发产生的潜热而吸收热量，使蒸发器中水的温度降低。与此同时，在发生器内由于吸收水蒸气产生吸收热，使吸收器内溶液的温度升高。为了使制冷过程持续进行下去，要在蒸发器侧不断处理热空气以维持一定温度，同时浓缩氯化锂并降低吸收器的温度。

系统的工作程序是启动时闭锁阀4打开，吸收器2中的稀氯化锂溶液由屏蔽泵3提供动力依次通过固体吸附制冷系统冷凝器34，热浓氯化锂溶液中的换热器5及热水箱17中的换热器6受热后，通过洒水器7小孔呈薄层散布于球形太阳能再生器8的表面，在球形再生器的表面涂有选择性吸热材料，且在吸热材料的表面覆盖一层透明材料，也可采用椭圆形再生器。溶液由上向下流动，在流动的过程中接受太阳能，水分蒸发到大气中去，浓度不断增加，天气越热，太阳照射越猛烈，蒸发散热速度越快。浓溶液流入球形太阳能再生器8的下边装有浮子阀9的收集器10，由过滤器11除去花粉、灰尘及其它粒杂质后，通过换热器5时，热浓溶液与稀冷溶液分别在管外和管内流动，使稀溶液的温度升高及浓溶液的温度降低，经过冷水箱13中热交换器I，冷却和储存氯化锂溶液。流经蒸发制冷器14时，蒸发制冷器的表面涂布蒸发膜且一直保持湿润并由风机强制制冷，水从蒸发制冷器蒸发膜细孔中蒸发出来，从而带走热量。然后浓溶液流入吸收器2并吸收蒸发器1水蒸气形成稀溶液，完成循环。

由于采用敞开型再生装置，水分不断排入大气被消耗，水由给水装置15补给水，同时可能有部分空气进入系统，将会降低致冷器的工作效率，每次开机前由机械真空泵16抽真空，在除湿系统中浓除湿剂由泵29提供动力浓吸湿剂通过引射器31流入储液糟30，引射器通过一个支管与蒸发器1相通，这样即可一直给系统抽真空，又可吸收蒸发器1中的水蒸汽使水蒸发增强制冷。

如果太阳光不强，球形太阳能再生器8表面的蒸发效率降低，制冷效率降低，启动辅助的热源，由辅助的燃气或电热管加热再生器G对氯化锂进行浓缩，采用敞开型蒸发浓缩体系，水分直接蒸发到大气中去，经冷水箱13中换热器I及蒸发制冷器14冷却后流至吸收器1。

在图3中，太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统液体吸湿剂采用乙二醇、三甘醇、氯化锂、溴化锂、氯化钙、氯化镁，吸湿剂吸湿后通过在表面涂布吸热性材料球形太阳能再生器浓缩，再由稀液体吸湿剂及冷水降温后回流至吸收器。所用的液体吸湿剂，安全无毒，化学稳定性好，再生温度较低，且具有较大的制冷能力。

吸湿制冷系统的工作程序是启动时，闭锁阀19打开，吸收器18中的稀吸湿剂由屏蔽泵20提供动力通过兼作换热器固体吸附制冷系统冷凝器38、同心套管21及热水箱17中的换热器22受热后，通过洒水器23小孔呈薄层散布于球形太阳能再生器24的表面，由上向下流动，在流动的过程中接受太阳能，水分蒸发到大气中去，浓度不断增加，天气越热，太阳照射越猛烈，蒸发散热速度越快。浓溶液流入球形太阳能再生器24的下边装有浮子阀25的收集器26，由过滤器27除去花粉、灰尘及其它粒杂质后，通过同心套管21时，热浓溶液与稀冷溶液分别在管外和管内流动，使稀溶液的温度升高及浓溶液的温度降低，再由冷水箱13中的热交换器J冷却，其后浓除湿剂流入溶液储液槽30，再流入吸收器18，空气通过时水分被吸收，变成干燥的空气经过主机中的制冷器F制冷后送入室内，冷空气在室内吸收热量，温度升高，湿度增大，再被风机E吸入吸收器18除湿，由制冷器F制冷，送入房内。

为了保证整个系统的真空度，储液槽30中的浓吸湿剂由泵29循环抽真空，吸湿剂抽至冷水箱13中热交换器J冷却后通过引射器31回流至储液槽30，引射器31由一支管与蒸发器1相通，这样通过射流器31引射的方法来产生真空，驱使水蒸发产生制冷效果，吸湿剂经引射器31后引射蒸发器1内的水蒸汽，形成真空蒸发条件，并将随之蒸发的水汽一起带到储液槽30再流入吸收器18，完成吸湿及制冷循环；蒸发吸热制得的冷量与绝热水浴W热交换，冷量转移到相变材料M融化及凝固和NH₄Cl的溶解及结晶过程之中。

如果太阳光不强，球形太阳能再生器24表面的蒸发效率降低，启动辅助的热源，由辅助的燃气或电热管加热再生器G对吸湿剂进行浓缩再生。

图4是依据该实用新型提出的固体吸附式制冷系统，固体吸附制冷循环利用性能优良的吸附工质对，根据其高温解吸低温吸附某种液体蒸汽的特点，在吸附腔内产生减压和屏蔽，使制冷工质低压蒸发吸热和高压凝结放热，从而达到制冷目的，利用一定的热源和冷源可使这种吸附/解吸过程反复进行而实现制冷，且可在较低加热温度和较高的冷凝温度下仍能正常工作。固体吸附制冷系统吸附剂由沸石、树脂、活性炭为载体按一定的比例加入氯化锂、溴化锂、氯化钙、氯化镁等合成的高吸附性能复合吸附剂，对水具有强烈的吸附作用，在其中加入金属丝，提高传热传质效率，具有较高的储冷密度，较低的再生温度和较高的制冷效率，且在吸附剂板上绕电阻丝，当太阳能不能满足需要时通过电加热。当太阳加热吸附剂时，处于饱和状态的吸附剂受热源加热，将释放出制冷剂气体，使其周围空间中的制冷剂蒸汽压超过饱和蒸汽压，从而在冷凝器中冷凝为液体，由毛细管节流阀降压后流到蒸发器中储存。解吸完成以后，冷水流向固体吸附床，吸附剂温度降低开始吸附时，其周围空间的压强下降，蒸发器中液体蒸发，水蒸发吸收热量而实现制冷。

太阳能固体吸附式制冷系统由两套固体吸附制冷系统组成，利于整天接受太阳能。每套制冷系统包括密封的太阳能集热器，太阳能真空集热管，冷凝器，毛细管节流阀，蒸发器所组成，上午太阳能集热器32，太阳能真空集热管33接受太阳能，下午太阳能集热器37，太阳能真空集热管38接受太阳能。在太阳能集热器32及37内填充有高吸附性能复合吸附剂，在太阳加热下固体吸附剂的温度升高，开始解吸所吸附的水份，解吸后的水蒸汽分压升高，达到一定数值，水蒸气在冷凝器34内被冷却液化，液化时向外散发热量加热吸收剂。集热器冷却后，开始吸附水蒸气，在汽化过程中，蒸发器36及41吸收热量。如果水蒸气分压力保持较低的压力，则蒸发器36及41的水易沸腾汽化，吸收热量制取的冷量与绝热的水浴W热交换，冷量转移到相变材料M融化及凝固和NH₄Cl的溶解及结晶过程之中。吸附冷凝器34及38采用高肋片加强冷却效果，蒸发器36及41采用大口径高肋管。在装有高吸附性能复合吸附剂太阳能集热器中加入金属丝一提高传热效率；如果太阳光不强太阳能集热器采热效率降低，可给缠绕电阻丝通电加热补充热量，促使吸附剂完成解吸。

Claims (10)

1．一种由1蒸发器，2吸收器，3屏蔽泵，4闭锁阀，5换热器，6换热器，7洒水器，8球形太阳能再生器，9浮子阀，10收集器，11过滤器，12抛物面型聚光罩，13冷水箱，14蒸发制冷器，15给水装置，16机械真空泵，17热水箱，18吸收器，19闭锁阀，20屏蔽泵，21同心套管，22换热器，23洒水器，24球形太阳能再生器，25浮子阀，26收集器，27过滤器，28固定线形抛物面聚光镜，29泵，30溶液储液槽，31引射器，32太阳能集热器，33太阳能真空集热管，34冷凝器，35毛细管节流阀，36蒸发器，37太阳能集热器，38太阳能真空集热管，39冷凝器，40毛细管节流阀，41蒸发器等组成的太阳能绿色概念空调，包括太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统A、太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统B、太阳能固体吸附式制冷系统C和空气循环及新风系统D，其特征是：把太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统的球形太阳能再生器8及太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统的球形太阳能再生器24放在固定线形抛物面聚光镜12及28的焦点，固体吸附式制冷系统的太阳能集热器32置于固定线形抛物面聚光镜12及28的中间，把制冷系统的制冷器F及吸湿制冷系统的吸收器18放于25℃时过饱和的NH₄Cl溶液水浴W中，风机将空气送入主机除湿制冷系统对空气进行净化除湿处理，经制冷器F制冷后送入室内，浓吸湿剂经过冷却后流至储液糟30，由泵29提供动力经引射器31引射蒸发器1内的蒸汽，形成真空蒸发，室外温度低于25℃时，由温度传感器H，启动风机E，向室内抽新风，同时关闭吸收式制冷系统A、吸湿制冷系统B。

2．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：把太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统的球形太阳能再生器8置于固定线形抛物面聚光镜12的焦点，太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统的球形太阳能再生器24置于固定线形抛物面聚光镜28的焦点，太阳能固体吸附式制冷系统的太阳能集热器32置于太阳能敞开型再生式氯化锂吸收式制冷系统及太阳能敞开型再生式吸湿制冷系统中间，制冷器F放于绝热的水浴W中，太阳能再生器的外形可设计为椭圆或球形。

3．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：采用球形太阳能再生器8及24作为敞开型再生装置，表面涂有选择性吸热材料，且在表面覆盖透明的材料。

4．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：太阳能敞开型再生氯化锂吸收式制冷系统采用氯化锂溶液作吸收剂、水作制冷剂。

5．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：太阳能敞开型再生吸收式吸湿制冷系统，以乙二醇、三甘醇、氯化锂、溴化锂、氯化钙、氯化镁作为吸湿制冷剂。

6．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：吸湿剂通过泵29提供动力由引射器31循环回流至储液槽30，引射器31通过支管与蒸发器1相通。

7．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：固体吸附制冷系统吸附剂由沸石、树脂、活性炭为载体按一定的比例加入氯化锂、溴化锂、氯化钙、氯化镁等合成的高吸附性能复合吸附剂，在其中加入金属丝和缠绕电阻丝。

8．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：设有辅助的敞开型加热蒸发再生器G，可用燃气或电加热。

9．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：把相变温度范围为10-25℃结晶水合盐、一乙醇胺、硬脂酸异丙基酯、聚乙二醇混合在一起，用铝箔包成板状结构且在其中加入金属丝及树脂，放于25℃时过饱和的NH₄Cl溶液组成水浴W中。

10．根据权利要求1所述的太阳能绿色概念空调，其特征是：室外温度低于25℃时，由温度传感器F启动风机E，向室内抽新风，同时关闭空调制冷系统。

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