直接式太阳能空调复合系统技术方案

本发明专利技术涉及到一种直接式太阳能空调，由太阳能直接发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、压缩机、风冷绝热吸收器、热交换器、溶液热交换器、自动控制装置等设备组成，是一种直接式太阳能空调复合系统；其特征是太阳能集热器与发生器集成一体化、采用风冷式吸收器的太阳能空调系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空调制冷
，尤其是涉及到一种利用太阳能能量的空调制冷与 制热技术。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，空调器已经是一 种普及电器，但是常规的电压缩式制冷空调，消耗了大量电力资源，导致在夏季不得不拉闸 限电，影响了整个国民的生活水平。而目前中国所利用的大部份电能都是火力发电，这就更 进一步地消耗大量煤炭，从而产生更多的二氧化碳，导致了环境的进一步恶化；这就迫切需 要开发一些节能环保的空调制冷技术，而这个技术首选的就是太阳能空调技术；因为太阳 能空调技术是符合人类可持发展的一项技术，所以成为世界研究的热点。目前，就太阳能制冷技术最接近实用主要是两种制冷方式，吸收式制冷与吸附式 制冷；就吸附式制冷而言，目前还没能找到适合太阳能制冷方面的吸附工质对以及高效优 化的吸附床技术；因而还处在理论研究阶段，有关吸附式制冷的专利技术产品目前还不具 备实用化、市场化条件；而有关吸收式制冷的产品早达到实用化阶段，但驱动的能源还是常 规能源，如煤炭、燃气、燃油等；对太阳能热驱动吸收式制冷还局限于大型的空调制冷场合， 还没有小型化产品。对如当前太阳能吸收式制冷空调还未能走向实用、市场化，其总体原因可以归结 如下太阳能集热器与常规的吸收式制冷机进行功能组合，造成了太阳能空调系统造价 高昂，不适合市场推广与利用；且热效率不高，100°c左右的热源时，单效制冷机器的效率在 0. 6左右，提高吸收式制冷机的效率是降低成本的关键环节。其次，是太阳能的不稳定性，因为受气候的影响，不能保证太阳能制冷的连续性、 稳定性；这样，不得不增加辅助能源，这样，就增加了太阳能系统的复杂性，同时，也是造价高昂的一个因素。查阅当前有关太阳能空调制冷的技术专利，总是存在多方面未能解决的技术问 题，这些问题基本上是制约太阳能制冷技术实用化、市场化的主导因素。如专利200620022789. 1 “新型太阳能空调装置”其技术路线是将采集到的太能转 换为热水，然后再由热水驱动吸收制冷机器，这样，经历了一个热水媒介的转换环节，由此 导致的太阳能光热利用的转换环节过多，将有限的太阳能能量一部分损失在了没有做功的 热水转换环节，这也是导致太阳能光热利用效率不高的一个原因，从而使得太阳能吸收式 制冷机的效率不高。又如，专利号为200520140241. 2“家用分体式太阳能冷暖空调器”介绍的是一种直 接加热制冷介质的太阳能辅助制冷方式，在储能箱中采用储能介质换热，增加了换热热阻， 不利于太阳能热量的传输，其次，这种结构布置方式不利于太阳能利用与建筑一体化集成， 妨碍建筑美观。针对目前有关太阳能制冷技术热转换效率不高、能量交换次数比较多，设备复杂 且造价高昂的缺陷，本设计方案提出了相应的解决办法。1、使用全玻璃管真空管技术、平板集热技术将太阳集热装置与吸收制冷的发生器 装置集成一体化，这样提高了太阳能热能转换效率，同时降低了系统设备的成本。2、采用一体化压缩机辅助能源系统，为了克服太阳能制冷的不稳定性，采用了吸 收式制冷与压缩式制冷高度集成一体化，进一步提高了能源转换效率，同时降低了系统设 备的成本。3、采用了风冷绝热吸收器技术，克服了吸收式制冷的吸收器体积过大、成本过高、 控制不稳定的缺点；同时克服了缺水地区的适应性。4、采用新型制冷工质对，易于与常规电压缩式制冷各种设备集成，降低了太阳能 空调的制造成本及技术难度。
技术实现思路
本实专利技术的目的是为了克服现有太阳能空调技术不能实用化、经济化、市场化的缺陷。本专利技术设计了太阳能直接发生器，并以压缩机做为辅助动力系统，保证了在太阳 能不足时或完全没有时制冷的稳定性与连续性。本专利技术可以分为几种模式运行(1)、吸收 式制冷运行模式及储冷运行模式；(2)电压缩式制冷运行模式；(3)、吸收-压缩复合运行模 式；(4)、直膨式热水器运行模式。(1)、吸收式制冷运行模式，当太阳能充足时，制冷工质对溶液在太阳能直接发生 器1中受热蒸发，产生的制冷剂蒸汽进入气液分离器2，经冷凝器4冷却后，变为液态制冷 剂，液态制冷剂在蒸发器7中蒸发制冷，产生制冷效果；然后被吸收器9中的稀溶液吸收，溶 液转换为待生液，待生液在溶液泵10的加压作用下，经溶液热交换器11换热后再次被充入 太阳能直接发生器1内重新受热蒸发，产生制冷剂蒸汽；此时完成一个制冷循环。(2)、吸收_压缩复合运行模式，当太阳能不足时，采用压缩式与吸收式相互补充 的运行方式运行，在这一模式的运行过程当中，产生高温高压的制冷剂蒸汽由太阳能直接 发生器1和压缩机13共同承担当太阳能不充足时，从蒸发器7出来的制冷剂蒸汽经阀Fl分两路运行，一路制冷 剂蒸汽经F3被压缩机13吸入后，经压缩机压缩后，制冷剂蒸汽经直接发生器1、溶液热交 换器11换热后，再经冷凝器4降温降压后，制冷剂蒸汽转化为液态，液态制冷剂进入到蒸发 器7中，再次蒸发制冷；这一运行流程是按照压缩式制冷循环流程运行，其特征是制冷剂与 发生器、溶液热交换器进行回热交换；另一路制冷剂蒸汽经阀门F2、被吸收器9中的稀溶液吸收，变为待生液，所述的待 生液在溶液泵10的加压作用下，经溶液热交换器11将溶液泵入太阳能直接发生器1中，制 冷工质对溶液受热后产生制冷剂蒸汽，经气液分离器2、单向阀3、进入冷凝器4，在冷凝器 4中降温降压冷凝后、再次进入蒸发器7，制冷剂在蒸发器7中吸热蒸发，产生制冷效果；至 此，完成一个吸收式制冷循环。上述两路循环其特征是依据太阳能能量情况，在自动控制 装置下进行切换与互补，压缩式制冷循环与吸收式制冷循环可以互为补充，或互为单独运 行。(3)电压缩式制冷运行模式，当太阳能完全不足或晚上时候，由制冷剂蒸汽压力传 感器进行模式切换，空调制冷负荷可以完全由电压缩式制冷循环流程这一环路承担；当压 力传感器检测到发生器1中所产生的制冷剂蒸汽压力低于最低阈值时，关闭吸收式制冷循 环环路，直接进入电压缩式制冷运行模式；当压力传感器检测到发生器1中所产生的制冷 剂蒸汽压力高于最低发生值时，自动开启吸收式制冷循环环路，进入吸收式或吸收-电压 缩式制冷运行模式。(4)、热水器运行模式，其特征是所述的该装置在不需要进行制冷的季节，将制冷 模式转换为直膨胀式太阳能热水器模式，此时，太阳能直接发生器相当于直接膨胀蒸发器ο在本专利技术中设计了太阳能直接发生器、风冷式吸收器，所述的发生器是由太阳能 集热器与发生器合二为一的一个装置，按照集热器的类型不同，可以分为以下几种太阳能 直接发生器1、蛇管真空管直接发生器，所述的发生器由全玻璃管真空管加工构成；2、平 板式直接发器，所述的发生器由平板式集热器和发生器容器构成；3、直通真空管直接发生 器，所述的发生器由直通全玻璃真空管和压力容器构成。在本专利技术中，设计了风冷绝热吸收器、内通风风冷式吸收器。在本专利技术中，制冷工质对的使用也至关重要，有时候为了特定机组的性能，需要要 定制或研制合适的制冷工质对，制冷剂一般应具备如下的一些性质，如冷凝压力不要过高、 蒸发压力不要过低；蒸发潜热大，以减少制冷剂的流量；比容小，热力系数、传热系数高；各 相状态下粘度低、无毒无刺激，不爆炸且容易获得，价格便宜。虽然吸收剂的种类很多，但作 为吸收剂应该具有一定性质，以便使得制冷装置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接式太阳能空调复合系统，包括由太阳能直接发生器（１）、气液净化器（２）、单向阀（３）、冷凝器（４）、储液器（５）、节流阀（６）、蒸发器（７）、风冷冷却器（８）、吸收器（９）、溶液泵（１０）、溶液热交换器（１１）、压缩机（１３）、阀门及自动控制装置构成的复合系统；其特征在于：所述的太阳能直接发生器（１）是集热器与发生器集成一体化装置，吸收器采用风冷式吸收器；所述的该系统，当太阳能不充足或完全不足时，可以启动压缩机进行辅助制冷或完全替代太阳能制冷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应江，
申请(专利权)人：刘应江，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]