一种可调节性能量梯级利用的供冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可调节性能量梯级利用的供冷系统。本实用新型专利技术主要包括太阳能蓄热子系统、吸收式制冷子系统、蓄冷子系统和冷冻水子系统；吸收式制冷子系统中设置一级发生器和二级发生器，二级发生器设在一级发生器的下方；太阳能蓄热子系统为一级发生器提供热量，燃气为二级发生器提供热量；蓄冷子系统包括膨胀阀、蓄冷槽及电磁阀；冷冻水子系统包括风机盘管，风机盘管与预冷器之间通过设有冷冻水泵、电磁阀的冷冻水管路和设有电磁阀、换热器的冷冻水管路连接，两条冷冻水管路中间设有电磁阀；蓄冷槽通过溶液泵与换热器连接。本实用新型专利技术将太阳能吸收式氨水制冷系统与蓄热蓄冷技术相结合，节能环保、能量梯级利用、可调节性高。

A cooling system with adjustable energy cascade utilization

【技术实现步骤摘要】
一种可调节性能量梯级利用的供冷系统
本技术属于吸收式制冷和蓄能
，具体涉及一种以太阳能为热源驱动氨水吸收式制冷并带燃气辅助热源，可蓄冷蓄热，具有节能环保、能源利用率高、可全天候供冷等特点的可调节性能量梯级利用供冷系统。
技术介绍
随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对建筑空调与制冷的需求日益增加，而且对空调设备和空调环境提出了更高的要求，这也促进了制冷空调技术的蓬勃发展。制冷空调必须消耗能量，而空调能耗在总的建筑能耗中占有很大比重。随着制冷空调技术应用的日益广泛，制冷空调装置消耗的能源也在迅速增长，尤其是对电力的消耗；同时，由于城市用电量的增大和用电需求明显的时段性，对供电能力也提出了更高的要求。因此，制冷空调系统的节能问题引起了人们越来越广泛的关注。在能源短缺的同时，我国又存在着能源利用效率低的问题。能源利用效率是指一个体系有效利用的能量与实际消耗能量的比率，它是反映能源消耗水平和利用效果的综合指标。传统制冷空调所消耗的电能是由化石燃料转化而来，而这正是环境问题的根源所在，氟利昂等制冷剂有些会破坏臭氧，有些会导致全球气候变暖，加之传统空调的使用引起的电力负荷失衡问题及电力供应短缺问题，使得探索新型的空调技术显得尤为迫切。此外，在日常生活或工业生产中，能量的产生和需求在时间上、数量上不一定完全一致，这就会导致能源的利用受外界因素的制约，能量利用可控性较差。为了提高能量的有效利用率和可控性，往往设置一些储能装置来达到能量的高效经济利用，因此蓄冷技术的应用日益广泛。目前，蓄冷空调技术已成为移峰填谷的方法之一，它有利于提高电网负荷率和电网的安全经济性。基于以上原因，人们对可再生能源的研究与利用进入了一个快速发展的黄金时期，目前发展较迅速的就是太阳能的高效利用技术。由于吸收式制冷空调设备可实现对太阳能可再生能源的有效利用，故对太阳能驱动吸收式制冷空调的研究已广泛开展，尤其是太阳能驱动的溴化锂吸收式制冷空调。吸收式制冷机以热能为动力，耗用电能少，整个机组除了功率很小的泵外，没有其他的运动部件，振动小、噪声低，且制造简单，操作、维修保养方便。吸收式制冷机也存在一些缺点，例如，在有空气的情况下，溴化锂溶液对普通碳钢具有强烈腐蚀性，这不仅影响机组的寿命，而且影响机组的性能和正常的运行。
技术实现思路
本技术的目的在于针对目前太阳能溴化锂吸收式制冷系统制冷温度较高、可再生能源利用率低、冷量可控性差的缺陷，结合蓄冷技术的优势，将太阳能吸收制冷与蓄热蓄冷技术完美结合，达到节能环保的可调节性能量梯级利用的供冷系统。本技术的目的是通过如下的技术方案来实现的：该可调节性能量梯级利用的供冷系统，它包括太阳能蓄热子系统、吸收式制冷子系统；它还包括蓄冷子系统和冷冻水子系统；所述太阳能蓄热子系统包括平板太阳能集热器和储热箱，平板太阳能集热器与储热箱之间的管路中设置有循环水泵，管路中的流动工质为热水；所述吸收式制冷子系统包括一级发生器和二级发生器，一级发生器与储热箱通过管路连接，其管路上设置有电磁阀和循环水泵，管路中的流动工质为热水；二级发生器连接在一级发生器下方的浓溶液管道上，二级发生器的制冷剂气体出口端与其上方的精馏器连接，精馏器的制冷剂出口端连接到冷凝器上；二级发生器直接与辅助热源燃气连接；二级发生器与吸收器连接的吸收剂溶液管路中设置有减压阀，吸收器到一级发生器的制冷剂溶液管路中设置有溶液泵；吸收器与一级发生器和二级发生器之间连接的两支管路上均设溶液热交换器；冷凝器与吸收器中冷却水管路相连且接到室外冷却塔；所述蓄冷子系统包括蓄冷槽、膨胀阀及电磁阀；所述冷冻水子系统包括风机盘管，风机盘管与预冷器之间通过设有冷冻水泵、电磁阀的冷冻水管路和设有电磁阀、换热器的冷冻水管路连接，两条冷冻水管路中间设有电磁阀，管路中的循环流动工质为冷冻水；所述蓄冷槽通过溶液泵与换热器连接；所述蓄冷子系统的制冷剂循环管路中的循环工质为氨水溶液，载冷剂循环管路中的循环工质为乙二醇水溶液；所述冷凝器通过回热器与液体分配器管路连接，液体分配器分接两支制冷剂循环管路再混合回到回热器后与吸收器连接，一支为膨胀阀、预冷器与电磁阀依次连接构成的预冷循环管路，一支为膨胀阀、蓄冷槽与电磁阀依次连接构成的蓄冷循环管路。具体的，所述蓄冷子系统中，蓄冷槽中设有蒸发盘管、载冷剂盘管及蓄冷槽冰层，蒸发盘管和载冷剂盘管外有储水；膨胀阀、电磁阀与蒸发盘管构成蓄冷时的制冷剂循环管路；载冷剂盘管与溶液泵、换热器构成放冷时的载冷剂循环管路。本技术中的太阳能蓄热子系统，热水自上而下流经蓄热箱，蓄热箱中的蓄热材料发生相变，储存热量，放热过程中，冷水自下而上流经蓄热箱，蓄热材料又相变释放热量，为吸收式制冷子系统提供热源。本技术中的蓄冷子系统采用盘管式蓄冷设备与制冷剂直接蒸发制冰的方式，制冷剂流经蒸发盘管与蓄冷槽内的储水换热，温度到0℃时盘管外结冰，将冷量储存下来；当蓄冷子系统释冷时，载冷剂溶液泵与冷冻水泵开启，载冷剂循环系统与冷冻水系统在换热器中进行热交换，传递冷量给风机盘管。本技术中的冷冻水子系统，当两条冷冻水管路中间的电磁阀开启时，冷冻水与蓄冷子系统中的载冷剂在换热器中换热，载冷剂系统可由溶液泵控制载冷剂流量，冷冻水泵可依据蓄冷槽的释冷量控制冷冻水的流量；当两条冷冻水管路中间的电磁阀关闭时，冷冻水子系统与预冷器、换热器同时工作，冷冻水分别通过预冷器和换热器，并在其中进行两次热交换，降温后的冷冻水送往风机盘管。本专利技术的工作原理是：在发生器内，由来自太阳能集热器的热水加热来自吸收器的氨水浓溶液，产生的高温氨蒸汽，经精馏器进一步除去氨蒸汽中的水蒸气，提高氨蒸汽的纯度，从精馏器出来的高温氨蒸汽进入冷凝器，与来自冷却塔的冷却水进行热交换，氨蒸汽冷凝放热，被冷却水带走大量热量，降温后的氨蒸汽变为液态氨，从冷凝器出来的液态氨经液体分配器分为两支路，其中一支路液态氨经膨胀阀减压节流后变为低温低压的氨液，直接进入蒸发器(预冷器)，与来自冷冻水子系统的冷冻水换热，液态氨蒸发吸收冷冻水的热量后变为高温氨蒸汽，进而返回吸收器；另一支路液态氨经膨胀阀减压节流后变为低温低压的氨液，进入蓄冷子系统中的蒸发盘管，蓄冷槽内的储水与蒸发盘管内的液态氨进行热交换，液氨蒸发吸收蓄冷槽中水的热量，盘管外温度降到0℃时开始在蒸发盘管外表面上结冰，这样可达到蓄冷的目的，在盘管内蒸发吸热后的高温氨蒸汽与第一支路从预冷器出来的高温氨蒸汽混合，经设在冷凝器与液体分配器管路之间的回热器后返回吸收器；混合后的高温氨蒸汽进入吸收器，被稀溶液吸收，变为浓溶液，吸收过程中所放出的热量被来自冷却塔的冷却水带走，吸收器里的浓溶液由溶液泵送往溶液热交换器，换热温度升高后再进入发生器，在发生器中浓溶液又被加热产生氨蒸汽，蒸发后的稀溶液又经过溶液热交换器，与来自吸收器的低温氨水浓溶液换热降温后再进入吸收器，滴淋在冷却水管上，吸收来自预冷器和蓄冷槽内蒸发盘管中的高温氨蒸汽，之后又变为浓溶液。以上循环反复进行，可达到循环制冷的目的。本技术在一级发生器和吸收器之间的溶液管路上装有溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节性能量梯级利用的供冷系统，它包括太阳能蓄热子系统、吸收式制冷子系统；其特征在于：它还包括蓄冷子系统和冷冻水子系统；所述太阳能蓄热子系统包括平板太阳能集热器(1)和储热箱(2)，平板太阳能集热器(1)与储热箱(2)之间的管路中设置有第一循环水泵(3)，管路中的流动工质为热水；所述吸收式制冷子系统包括一级发生器(6)和二级发生器(7)，一级发生器(6)与储热箱(2)通过管路连接，其管路上设置有第一电磁阀(4)和第二循环水泵(5)，管路中的流动工质为热水；二级发生器(7)连接在一级发生器(6)下方的浓溶液管道上，二级发生器(7)制冷剂气体出口端与其上方的精馏器(8)连接，精馏器(8)的制冷剂出口端连接到冷凝器(9)上；二级发生器(7)直接与辅助热源燃气连接；二级发生器(7)与吸收器(25)连接的吸收剂溶液管路中设置有减压阀(28)，吸收器(25)到一级发生器(6)的制冷剂溶液管路中设置有第一溶液泵(26)；吸收器(25)与一级发生器(6)和二级发生器(7)之间连接的两支管路上均设溶液热交换器(27)；冷凝器(9)与吸收器(25)中冷却水管路相连且接到室外冷却塔；所述蓄冷子系统包括蓄冷槽(16)、第一膨胀阀(15)及第二电磁阀(24)；所述冷冻水子系统包括风机盘管(23)，风机盘管(23)与预冷器(13)之间通过设有冷冻水泵(19)、第三第三电磁阀(22)的冷冻水管路和设有第四电磁阀(21)、换热器(18)的冷冻水管路连接，两条冷冻水管路中间设有第五电磁阀(20)，管路中的循环流动工质为冷冻水；所述蓄冷槽(16)通过第二溶液泵(17)与换热器(18)连接；所述蓄冷子系统的制冷剂循环管路中的循环工质为氨水溶液，载冷剂循环管路中的循环工质为乙二醇水溶液；所述冷凝器(9)通过回热器(10)与液体分配器(11)管路连接，液体分配器(11)分接两支制冷剂循环管路再混合回到回热器(10)后与吸收器(25)连接，一支为第二膨胀阀(12)、预冷器(13)与第六电磁阀(14)依次连接构成的预冷循环管路，一支为第一膨胀阀(15)、蓄冷槽(16)与第二电磁阀(24)依次连接构成的蓄冷循环管路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可调节性能量梯级利用的供冷系统，它包括太阳能蓄热子系统、吸收式制冷子系统；其特征在于：它还包括蓄冷子系统和冷冻水子系统；所述太阳能蓄热子系统包括平板太阳能集热器(1)和储热箱(2)，平板太阳能集热器(1)与储热箱(2)之间的管路中设置有第一循环水泵(3)，管路中的流动工质为热水；所述吸收式制冷子系统包括一级发生器(6)和二级发生器(7)，一级发生器(6)与储热箱(2)通过管路连接，其管路上设置有第一电磁阀(4)和第二循环水泵(5)，管路中的流动工质为热水；二级发生器(7)连接在一级发生器(6)下方的浓溶液管道上，二级发生器(7)制冷剂气体出口端与其上方的精馏器(8)连接，精馏器(8)的制冷剂出口端连接到冷凝器(9)上；二级发生器(7)直接与辅助热源燃气连接；二级发生器(7)与吸收器(25)连接的吸收剂溶液管路中设置有减压阀(28)，吸收器(25)到一级发生器(6)的制冷剂溶液管路中设置有第一溶液泵(26)；吸收器(25)与一级发生器(6)和二级发生器(7)之间连接的两支管路上均设溶液热交换器(27)；冷凝器(9)与吸收器(25)中冷却水管路相连且接到室外冷却塔；所述蓄冷子系统包括蓄冷槽(16)、第一膨胀阀(15)及第二电磁阀(24)；所述冷冻水子系统包括风机盘管(23)，风...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭明，李永存，马波，杨玉婷，张展鹏，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43