直接式太陽能空調復合系統技術方案

本發明專利技術涉及到一種直接式太陽能空調，由太陽能直接發生器、冷凝器、節流閥、蒸發器、壓縮機、風冷絕熱吸收器、熱交換器、溶液熱交換器、自動控制裝置等設備組成，是一種直接式太陽能空調復合系統；其特征是太陽能集熱器與發生器集成一體化、采用風冷式吸收器的太陽能空調系統。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于空調制冷
，尤其是涉及到一種利用太陽能能量的空調制冷與 制熱技術。
技術介紹
隨著人們生活水平的提高，人們對生活環境的要求也越來越高，空調器已經是一 種普及電器，但是常規的電壓縮式制冷空調，消耗了大量電力資源，導致在夏季不得不拉閘 限電，影響了整個國民的生活水平。而目前中國所利用的大部份電能都是火力發電，這就更 進一步地消耗大量煤炭，從而產生更多的二氧化碳，導致了環境的進一步惡化；這就迫切需 要開發一些節能環保的空調制冷技術，而這個技術首選的就是太陽能空調技術；因為太陽 能空調技術是符合人類可持發展的一項技術，所以成為世界研究的熱點。目前，就太陽能制冷技術最接近實用主要是兩種制冷方式，吸收式制冷與吸附式 制冷；就吸附式制冷而言，目前還沒能找到適合太陽能制冷方面的吸附工質對以及高效優 化的吸附床技術；因而還處在理論研究階段，有關吸附式制冷的專利技術產品目前還不具 備實用化、市場化條件；而有關吸收式制冷的產品早達到實用化階段，但驅動的能源還是常 規能源，如煤炭、燃氣、燃油等；對太陽能熱驅動吸收式制冷還局限于大型的空調制冷場合， 還沒有小型化產品。對如當前太陽能吸收式制冷空調還未能走向實用、市場化，其總體原因可以歸結 如下太陽能集熱器與常規的吸收式制冷機進行功能組合，造成了太陽能空調系統造價 高昂，不適合市場推廣與利用；且熱效率不高，100°c左右的熱源時，單效制冷機器的效率在 0. 6左右，提高吸收式制冷機的效率是降低成本的關鍵環節。其次，是太陽能的不穩定性，因為受氣候的影響，不能保證太陽能制冷的連續性、 穩定性；這樣，不得不增加輔助能源，這樣，就增加了太陽能系統的復雜性，同時，也是造價高昂的一個因素。查閱當前有關太陽能空調制冷的技術專利，總是存在多方面未能解決的技術問 題，這些問題基本上是制約太陽能制冷技術實用化、市場化的主導因素。如專利200620022789. 1 “新型太陽能空調裝置”其技術路線是將采集到的太能轉 換為熱水，然后再由熱水驅動吸收制冷機器，這樣，經歷了一個熱水媒介的轉換環節，由此 導致的太陽能光熱利用的轉換環節過多，將有限的太陽能能量一部分損失在了沒有做功的 熱水轉換環節，這也是導致太陽能光熱利用效率不高的一個原因，從而使得太陽能吸收式 制冷機的效率不高。又如，專利號為200520140241. 2“家用分體式太陽能冷暖空調器”介紹的是一種直 接加熱制冷介質的太陽能輔助制冷方式，在儲能箱中采用儲能介質換熱，增加了換熱熱阻， 不利于太陽能熱量的傳輸，其次，這種結構布置方式不利于太陽能利用與建筑一體化集成， 妨礙建筑美觀。針對目前有關太陽能制冷技術熱轉換效率不高、能量交換次數比較多，設備復雜 且造價高昂的缺陷，本設計方案提出了相應的解決辦法。1、使用全玻璃管真空管技術、平板集熱技術將太陽集熱裝置與吸收制冷的發生器 裝置集成一體化，這樣提高了太陽能熱能轉換效率，同時降低了系統設備的成本。2、采用一體化壓縮機輔助能源系統，為了克服太陽能制冷的不穩定性，采用了吸 收式制冷與壓縮式制冷高度集成一體化，進一步提高了能源轉換效率，同時降低了系統設 備的成本。3、采用了風冷絕熱吸收器技術，克服了吸收式制冷的吸收器體積過大、成本過高、 控制不穩定的缺點；同時克服了缺水地區的適應性。4、采用新型制冷工質對，易于與常規電壓縮式制冷各種設備集成，降低了太陽能 空調的制造成本及技術難度。
技術實現思路
本實專利技術的目的是為了克服現有太陽能空調技術不能實用化、經濟化、市場化的缺陷。本專利技術設計了太陽能直接發生器，并以壓縮機做為輔助動力系統，保證了在太陽 能不足時或完全沒有時制冷的穩定性與連續性。本專利技術可以分為幾種模式運行(1)、吸收 式制冷運行模式及儲冷運行模式；(2)電壓縮式制冷運行模式；(3)、吸收-壓縮復合運行模 式；(4)、直膨式熱水器運行模式。(1)、吸收式制冷運行模式，當太陽能充足時，制冷工質對溶液在太陽能直接發生 器1中受熱蒸發，產生的制冷劑蒸汽進入氣液分離器2，經冷凝器4冷卻后，變為液態制冷 劑，液態制冷劑在蒸發器7中蒸發制冷，產生制冷效果；然后被吸收器9中的稀溶液吸收，溶 液轉換為待生液，待生液在溶液泵10的加壓作用下，經溶液熱交換器11換熱后再次被充入 太陽能直接發生器1內重新受熱蒸發，產生制冷劑蒸汽；此時完成一個制冷循環。(2)、吸收_壓縮復合運行模式，當太陽能不足時，采用壓縮式與吸收式相互補充 的運行方式運行，在這一模式的運行過程當中，產生高溫高壓的制冷劑蒸汽由太陽能直接 發生器1和壓縮機13共同承擔當太陽能不充足時，從蒸發器7出來的制冷劑蒸汽經閥Fl分兩路運行，一路制冷 劑蒸汽經F3被壓縮機13吸入后，經壓縮機壓縮后，制冷劑蒸汽經直接發生器1、溶液熱交 換器11換熱后，再經冷凝器4降溫降壓后，制冷劑蒸汽轉化為液態，液態制冷劑進入到蒸發 器7中，再次蒸發制冷；這一運行流程是按照壓縮式制冷循環流程運行，其特征是制冷劑與 發生器、溶液熱交換器進行回熱交換；另一路制冷劑蒸汽經閥門F2、被吸收器9中的稀溶液吸收，變為待生液，所述的待 生液在溶液泵10的加壓作用下，經溶液熱交換器11將溶液泵入太陽能直接發生器1中，制 冷工質對溶液受熱后產生制冷劑蒸汽，經氣液分離器2、單向閥3、進入冷凝器4，在冷凝器 4中降溫降壓冷凝后、再次進入蒸發器7，制冷劑在蒸發器7中吸熱蒸發，產生制冷效果；至 此，完成一個吸收式制冷循環。上述兩路循環其特征是依據太陽能能量情況，在自動控制 裝置下進行切換與互補，壓縮式制冷循環與吸收式制冷循環可以互為補充，或互為單獨運 行。(3)電壓縮式制冷運行模式，當太陽能完全不足或晚上時候，由制冷劑蒸汽壓力傳 感器進行模式切換，空調制冷負荷可以完全由電壓縮式制冷循環流程這一環路承擔；當壓 力傳感器檢測到發生器1中所產生的制冷劑蒸汽壓力低于最低閾值時，關閉吸收式制冷循 環環路，直接進入電壓縮式制冷運行模式；當壓力傳感器檢測到發生器1中所產生的制冷 劑蒸汽壓力高于最低發生值時，自動開啟吸收式制冷循環環路，進入吸收式或吸收-電壓 縮式制冷運行模式。(4)、熱水器運行模式，其特征是所述的該裝置在不需要進行制冷的季節，將制冷 模式轉換為直膨脹式太陽能熱水器模式，此時，太陽能直接發生器相當于直接膨脹蒸發器ο在本專利技術中設計了太陽能直接發生器、風冷式吸收器，所述的發生器是由太陽能 集熱器與發生器合二為一的一個裝置，按照集熱器的類型不同，可以分為以下幾種太陽能 直接發生器1、蛇管真空管直接發生器，所述的發生器由全玻璃管真空管加工構成；2、平 板式直接發器，所述的發生器由平板式集熱器和發生器容器構成；3、直通真空管直接發生 器，所述的發生器由直通全玻璃真空管和壓力容器構成。在本專利技術中，設計了風冷絕熱吸收器、內通風風冷式吸收器。在本專利技術中，制冷工質對的使用也至關重要，有時候為了特定機組的性能，需要要 定制或研制合適的制冷工質對，制冷劑一般應具備如下的一些性質，如冷凝壓力不要過高、 蒸發壓力不要過低；蒸發潛熱大，以減少制冷劑的流量；比容小，熱力系數、傳熱系數高；各 相狀態下粘度低、無毒無刺激，不爆炸且容易獲得，價格便宜。雖然吸收劑的種類很多，但作 為吸收劑應該具有一定性質，以便使得制冷裝置在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直接式太陽能空調復合系統，包括由太陽能直接發生器（１）、氣液凈化器（２）、單向閥（３）、冷凝器（４）、儲液器（５）、節流閥（６）、蒸發器（７）、風冷冷卻器（８）、吸收器（９）、溶液泵（１０）、溶液熱交換器（１１）、壓縮機（１３）、閥門及自動控制裝置構成的復合系統；其特征在于：所述的太陽能直接發生器（１）是集熱器與發生器集成一體化裝置，吸收器采用風冷式吸收器；所述的該系統，當太陽能不充足或完全不足時，可以啟動壓縮機進行輔助制冷或完全替代太陽能制冷。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉應江，
申請(專利權)人：劉應江，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]