太阳能吸附集供热供冷净水一体化的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统及其方法。其中，该系统包括太阳能集热器，其与辅助能源和管道泵分别相连通，辅助能源与保温水箱相连通，管道泵与冷凝器相连通，冷凝器还与保温水箱相连通，保温水箱与供热装置相连通，太阳能集热器还与蒸发器相连通，蒸发器与蓄冷器相连通；其中，太阳能集热器内装设有吸附剂，其用于吸附蒸发器中的制冷剂，通过吸附解吸过程实现对吸附质的净化；蒸发器中的制冷剂蒸发吸热实现制冷；太阳能集热器内的吸附剂通过吸附过程放热和解吸的水蒸气液化过程中释放潜热实现制热。

【技术实现步骤摘要】
太阳能吸附集供热供冷净水一体化的装置及其方法
本专利技术属于太阳能热利用和空调制冷
，尤其涉及一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化的装置及其方法。
技术介绍
随着传统能源的减少，可再生能源如太阳能、风能、生物质能、潮汐能等迎来发展期，太阳能由于其独特的优势得到了迅速的发展，太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，被公认为人类未来最安全、最理想和最绿色的能源，太阳能具有总量大、成本低等优点，太阳能制冷是太阳能应用的一个重要方面，氟碳作为传统的制冷系统的制冷剂向大气中释放大量的含氯氟烃气体，太阳能驱动制冷系统一般采用非氟烃类的物质作为制冷剂，不会破坏臭氧层，也不会对环境造成污染。在我国，夏季大部分地区气温过高，人们会大量使用空调、冰箱等制冷设备，这会导致夏季用电高峰期电不够用。太阳能制冷技术可以部分或全部取代传统的蒸汽压缩制冷机或室内空调，从而减少高峰期电网负荷，但是目前太阳能制冷系统存在制冷性能系数和能源利用率低，初投资成本较高的缺点。目前，地球上水资源总量1.5×1018m3，其中97.3％的水都在海洋里，只有2.7％的淡水资源，在2.7％的淡水中，有很大一部分为冰山，分布在地球两极的冰雪地带，只有0.7％的淡水分布在江、河、湖泊中，供人类饮用及农作物灌溉使用，远远不能满足需要。国际上有“19世纪争煤，20世纪争油，21世纪争水”的说法。为了解决淡水资源缺乏的问题，世界各国的科学家都把目光投向了海水淡化领域，但是，传统的海水淡化技术投资高，能源消耗过大，制约了太阳能海水淡化技术的快速发展，太阳能海水淡化主要有两种方法：利用太阳所产生的热能驱动海水发生相变并进行分离，对分离的水蒸汽进行冷凝，产生淡水；利用太阳能产生的直流电场使海水中的离子定向迁移，通过离子交换膜实现溶质和溶剂的分离，实现海水淡化。吸附式制冷和海水淡化都需要太阳能提供能量，吸附式制冷系统通过吸附剂(硅胶、活性炭等)对制冷剂(水、甲醇等)的吸附和解吸实现制冷，所以考虑将太阳能吸附式制冷和海水淡化结合起来，以硅胶或活性炭为吸附剂，海水作为制冷剂，既可以实现制冷，又能实现海水淡化，解决淡水资源紧缺的问题。经过专利检索发现，现有的太阳能热泵空调系统主要用来实现供冷供热，没有利用太阳能吸附式制冷系统实现供冷供热净水的装置。专利CN204555309A，名称为一种复合吸附剂太阳能热泵热水器的专利提供了一种不仅利用太阳能自身的热能，还利用复合吸附剂的解吸吸附热量加热热水，提高了制热水的效率，降低了电能的消耗，但是该系统只能用来提供热水，功能单一，投资与产出不成正比。专利CN104501453A，名称为多能源取暖制冷及热水供应一体化系统的装置，该装置提供了一种太阳能与生物质锅炉结合的取暖制冷及热水供应一体化的方法，但是该装置在冬天供热时太阳能吸附式制冷系统不能被利用，造成资源的浪费；冬天利用太阳能加热冷水(0℃)需要的热量大，在太阳能不充足的地区很难利用太阳能将冷水加热到50℃。综上所述，现有的太阳能吸附式制冷系统存在：功能单一，制冷效率不高和海水淡化技术投资成本大，能源消耗过大的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术实施例第一方面提供了一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其结构简单，易于操作，节能环保，功能多效。本专利技术的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，包括：太阳能集热器，其与辅助能源和管道泵分别相连通，辅助能源与保温水箱相连通，管道泵与冷凝器相连通，冷凝器还与保温水箱相连通，保温水箱与供热装置相连通，太阳能集热器还与蒸发器相连通，蒸发器与蓄冷器相连通；其中，太阳能集热器内装设有吸附剂，其用于吸附蒸发器中的制冷剂，通过吸附解吸过程实现对制冷剂的净化；蒸发器中的制冷剂蒸发吸热实现制冷；太阳能集热器内的吸附剂通过吸附过程放热和解吸的水蒸气液化过程中释放潜热实现制热。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述吸附剂上铺设有真空玻璃板。其中，吸附剂为活性炭或硅胶。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第二种实施方式中，所述太阳能集热器内部为隔栅结构。在该实施例中，将太阳能集热器内部设计成隔栅结构，使吸附剂(比如：硅胶)受热更均匀；由于吸附剂(比如：硅胶)吸附过程放热，该热量会使吸附剂(硅胶)温度升高，影响其吸附性能，所以在太阳能集热器内部通冷却管使吸附剂(比如：硅胶)保持低温下吸附。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第三种实施方式中，所述保温水箱外部还设有保温层。在该实施例中，保温层可采用保温材料(比如：聚氨酯泡沫)来实现。这样能够防止热量或冷量的散失，使整个吸附制冷装置有较好的保温效果。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第四种实施方式中，所述保温水箱内部还设置有温度传感器，所述温度传感器与微处理器。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第五种实施方式中，所述供热装置包括厨房供水管道、浴室供水管道和地暖暖气管道。本专利技术实施例第二方面提供了一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统的工作方法。本专利技术实施例第二方面提供的太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统的工作方法，包括：供冷状态：蒸发器中的制冷剂蒸发吸热实现制冷；供热状态：太阳能集热器内的吸附剂通过吸附过程放热和解吸的水蒸气液化过程中释放潜热实现制热；净化状态：太阳能集热器(比如吸附床)内的吸附剂吸附蒸发器中的制冷剂，通过吸附解吸过程实现对吸附质的净化。结合本专利技术实施例的第二方面，本专利技术实施例的第二方面的第一种实施方式中，在供冷状态下，此时太阳能达不到预设值或夜间，太阳能集热器(比如吸附床)的温度降低，吸附剂开始吸附蒸发器中的制冷剂，吸附床中的吸附剂吸附制冷剂后放出吸附热使冷却水温度升高来对外供热；蒸发器中的吸附质在蒸发过程从环境中吸收大量热量，实现制冷过程；蓄冷器还储存部分冷量以供白天使用。结合本专利技术实施例的第二方面，本专利技术实施例的第二方面的第二种实施方式中，在供热状态下，太阳能集热器中有吸附饱和的吸附剂，太阳能集热器吸收太阳能为吸附床加热，温度达到吸附剂的解吸温度，解吸后的水蒸气被管道泵抽出进入冷凝器冷凝为高温液态水，水蒸气在冷凝过程中释放大量的汽化潜热，这部分热量加热换热管中的冷却水对外提供热水，被冷凝的高温液态水进入保温水箱，保温水箱中的热水为净水，保温水箱为供热装置提供热水。结合本专利技术实施例的第二方面的第二种实施方式中，在供热状态下，当保温水箱中温度低于预设温度时，使用辅助能源为保温水箱中的水加热。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统总体成本低，而且是太阳能供热供冷净水三联供产品，同时可获得热能和冷能，与常规的太阳能制热制冷系统相比，总成本可下降30％左右；(2)本专利技术的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统功能齐全，一举三用。本专利技术一举三用，在供冷供热的同时，还能净化海水、污水；(3)本专利技术的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统清洁环保，利用可再生清洁能源太阳能提供能量，不污染环境，实现了低品位能源的高效利用。(4)本专利技术的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统占用空间小，结构紧凑，维修容易，操作便捷，制造容易，成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，包括：太阳能集热器，其与辅助能源和管道泵分别相连通，辅助能源与保温水箱相连通，管道泵与冷凝器相连通，冷凝器还与保温水箱相连通，保温水箱与供热装置相连通，太阳能集热器还与蒸发器相连通，蒸发器与蓄冷器相连通；其中，太阳能集热器内装设有吸附剂，其用于吸附蒸发器中的制冷剂，通过吸附解吸过程实现对制冷剂的净化；蒸发器中的制冷剂蒸发吸热实现制冷；太阳能集热器内的吸附剂通过吸附过程放热和解吸的水蒸气液化过程中释放潜热实现制热。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，包括：太阳能集热器，其与辅助能源和管道泵分别相连通，辅助能源与保温水箱相连通，管道泵与冷凝器相连通，冷凝器还与保温水箱相连通，保温水箱与供热装置相连通，太阳能集热器还与蒸发器相连通，蒸发器与蓄冷器相连通；其中，太阳能集热器内装设有吸附剂，其用于吸附蒸发器中的制冷剂，通过吸附解吸过程实现对制冷剂的净化；蒸发器中的制冷剂蒸发吸热实现制冷；太阳能集热器内的吸附剂通过吸附过程放热和解吸的水蒸气液化过程中释放潜热实现制热。2.如权利要求1所述的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，所述吸附剂上铺设有真空玻璃板。3.如权利要求1所述的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，所述太阳能集热器内部为隔栅结构。4.如权利要求1所述的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，所述保温水箱外部还设有保温层。5.如权利要求1所述的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，所述保温水箱内部还设置有温度传感器，所述温度传感器与微处理器。6.如权利要求1所述的一种太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统，其特征在于，所述供热装置包括厨房供水管道、浴室供水管道和地暖暖气管道。7.一种基于如权利要求1-6所述的太阳能吸附集供热供冷净水一体化系统的工作方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，刘岩，朱晓，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37