一種直接發生式太陽能空調系統的製作方法
2023-06-25 06:47:46 1
專利名稱：一種直接發生式太陽能空調系統的製作方法
技術領域：
一種直接發生式太陽能空調系統技術領域本發明屬於空調製冷技術領域，尤其是涉及到一種太陽能空調製冷技術。
技術背景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製冷空調，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製 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，就太陽能製冷技術最接近實用主要是兩種製冷方式，吸收式製冷與 吸附式製冷；就吸附式製冷而言，目前還沒能找到適合太陽能製冷方面的吸附 工質對以及高效優化的吸附床；因而還處在理論研究階段，有關吸附式製冷的 專利技術產品目前還不具備實用化、市場化條件；而有關吸收式製冷的產品早 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 陽能熱驅動吸收式製冷還局限於大型的空調製冷場合，還沒有小型化產品。對如當前太陽能吸收式製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，IO(TC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。如專利200710034351.4 (新型熱管太陽能空調系統)所介紹的一種空調系 統，採用熱管直接加熱溴冷機中的發生器溶液，但在這個系統中，採用的是分 離式熱管，這樣的熱管布置形式雖有利於溴冷機的結構布置，但增加了熱轉換 環節，不利於提高太陽能的熱利用效率。如專利200620022789.1 "新型太陽能空調裝置"其技術路線是將採集到的 太陽能轉換為熱水，然後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。針對目前有關太陽能吸收式製冷技術熱轉換效率不高、能量交換次數比較多，設備複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、 使用熱管真空管，熱管真空管的冷凝端直接加熱發生器中的溶液，將太 陽能集熱器與熱管集成一體化，能有效縮短太陽能熱量傳遞距離，減少熱量在 傳遞過程中的損失，同時降低了設備製造成本。2、 採用熱管悶曬式真空管發生器，將太陽能集熱器與發生器集成一體化， 能充分增加太陽能的採集熱量的有效面積，同時，將集熱器與發生合二為一降 低了設備製造成本。發明內容本實用新型的目的是為了克服現有太陽能空調技術不能實用化、經濟化的 缺陷，本實用新型通過如下技術方案實現-本實用新型設計了熱管悶曬式真空管發生器，所述的熱管悶曬式真空管發 生器由熱管真空管與悶曬式真空管直接密封相連接而構成，其特徵是熱管冷凝 端密封在悶曬式真空管容器中，所述熱管冷凝端與悶曬式真空管容器構成一個 高溫高壓容器，所述的高溫高壓容器就是一個製冷發生器構件；在所述的悶曬 真空管中設置了輔助電加熱器、擋液裝置；本實用新型設計了能夠直接利用太 陽能的熱管悶曬式真空管發生器，所述的熱管悶曬式真空管發生器中間零部件 構件均是現有成熟的工業技術產品，如熱管真空管、悶曬式真空管、電加熱器、 換熱器；所述的熱管悶曬式真空管發生器其特徵是將熱管真空管冷凝端、電加 熱器布置在悶曬式真空管容器中，是一個太陽能集熱器與製冷發生器集成一體 化構件。熱管是一種傳熱能力很強的元件，熱管真空管是一種在真空集熱管內無水 而代之以金屬熱管傳遞太陽熱能的構件；這種集熱管主要分為兩種類型， 一種 是熱管單玻璃集熱管，是由帶有平板鍍膜肋片的熱管蒸發段封接在單層真空玻 璃管內，其冷凝端以緊密配合的形式直接插入悶曬式真空管內，直接加熱製冷 工質對；另一種集熱管是將一種熱管的蒸發段以緊密配合的方式插入雙玻璃真 空集熱管內的彈性金屬肋片中，並處於陽光照射強烈的部位，而擴大直徑後的 冷凝端是通過密封圈直接插入悶曬式真空管內，直接加熱製冷工質對。熱管真 空管的冷凝端可以加工成蛇管式、螺旋管式、雙蛇管式、雙螺旋管式，這種設 計便於與噴淋裝置噴液充分接觸換熱。為了提高發生器的傳熱傳質效果，將溴化鋰濃溶液在一定壓力作用下均勻 分布在噴淋裝置中的噴淋管內，通過噴嘴噴出，均勻分布在熱管冷凝端，形成 均勻液膜，以增加氣液兩相接觸面積；濃溶液匯聚到底部時與熱管冷凝端形成 沉浸式結構。噴淋管可根據噴嘴特性採用矩形管或圓形管，噴嘴通常採用漩渦式或離心式。熱管悶曬式真空管發生器是在悶曬真空管的基礎上設計而成的，悶曬真空管構件現有產品規格為3030mmX615mmX186mm，真空玻璃管外徑為4)126 mm; 玻璃管內裝有不鏽鋼金屬筒4)110 mm，長2.5m，表面有選擇性塗層(參見《太 陽能熱水器原理、製造與施工》，化學工業出版社)。本實用新型熱管悶曬式真空管發生器的金屬筒小〉小110 mm，長2.5 3 m。擋液裝置設置在熱管悶曬式真空管發生器中，該發生器屬於高壓發生器， 由於溶液沸騰劇烈，溴化鋰溶液的微小液滴會被冷劑蒸汽帶入冷凝器中，造成 冷劑水汙染，引起機組蒸發溫度升高，從而使冷水出口溫度升高和製冷量降低。 除了降低冷劑蒸汽流速外，設置擋液裝置可防止冷劑水汙染。常用得擋液裝置 有人字形結構、慮網結構、交錯板型結構、交錯孔形結構。蒸發器和吸收器的壓力相同，通常布置在一個筒體內，常用的蒸發一吸收 器結構有左右平行布置、左中右平行布置、上下疊置、雙水盤結構、內外式布 置，蒸發器的傳熱管一般採用紫銅管、管型為光管或高效傳熱管，如肋管、C 型管、大波紋管等。輔助加熱器的熱源由輔助鍋爐提供，輔助鍋爐可以是燃氣鍋爐、燃油鍋爐、 燃煤鍋爐、電鍋爐等。本發明的有益效果1、 本發明提高了太陽能的熱利用效率，中間沒有熱媒水的轉換環節，由太 陽能直接加熱製冷工質對，提高了太陽能的製冷效率。2、 本發明將太陽能集熱器與吸收式製冷發生器集成一體化，降低了太陽能 空調的成本，為太陽能空調產業化提供了經濟上的可行性。
圖1是太陽能直接發生式空調系統流程圖。圖2是熱管悶曬真空管式發生器圖。圖3是熱管悶曬真空管式發生器截面圖。圖中，9.擋液裝置，IO.噴淋裝置，ll.熱管冷凝端，12.輔助加熱器，13. 熱管真空管，14.支架，15.濃溶液管接口， 16.製冷劑蒸汽管接口， 17.悶曬真空管。
具體實施方式
吸收器(1)中的溴化鋰稀溶液在溶液泵的加壓作用下，通過溶液熱交換器 (2)升溫後，進入熱管悶曬真空管式發生器(3)，溴化鋰稀溶液受熱蒸發後， 高壓水蒸汽進入冷凝器(4)冷凝降壓後，經節流閥(5)進入蒸發器(6)，冷劑水在蒸發器中吸熱蒸發氣化，產生冷媒水；多餘的冷媒水通過儲冷箱(7)儲 存起來，空調箱(8)與儲冷箱(7)連接並從中交換能量，經空調箱(8)處理 後的空氣就可以輸送到需要空調的房間；在蒸發器中吸熱蒸發氣化的水蒸汽被 吸收器(O中的濃溶液吸收，溴化鋰濃溶液變為溴化鋰稀溶液，到此，完成一 個製冷循環流程，重複該流程就能連續不段地製取冷熱量；當太陽能不足時， 由輔助加熱器提供熱源，保證機組運行的連續性。權利要求1、一種直接發生式太陽能空調系統，由熱管悶曬真空管式發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、輔助加熱器、蓄冷裝置、空調箱、溶液熱交換器、節流閥裝置組成；其特徵是熱管真空管(13)與悶曬式真空管(17)相連接，在悶曬式真空管發生器內直接加熱製冷工質對；在冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液泵、溶液熱交換器的作用下，完成一個製冷循環。
2、根據權利要求1所述的太陽能直接發生式空調系統，其特徵是所述的熱管悶曬真空管式發生器是由熱管真空管與悶曬式真空管直接密封相連接而構成。
3、 根據權利要求l所述的太陽能直接發生式空調系統，其特徵是所述的蒸發 器與吸收器的壓力相同，布置在一個筒體內，蒸發器一吸收器結構布置至少 選自下列一種結構A左右平行布置，B左中右平行布置，C上下疊置式， D雙水盤結構，E內外式結構。
4、 根據權利要求l所述的直接發生式太陽能空調系統，其特徵是所述的熱管悶曬真空管式發生器由熱管真空管(13)與承壓悶曬真空管(17)直接密封 相連接組成，所述的悶曬真空管發生器內布置有擋液裝置(9)、噴淋裝置(10)、輔助加熱器(12);所述的熱管悶曬真空管式發生器既是一個集熱器，又是一個發生器，集熱器與發生器集成一體。
5、 根據權利要求4所述的太陽能直接發生式空調系統，其特徵是所述的承壓悶曬真空管內管為金屬筒，內管外表面有選擇性塗層，外管為玻璃管，所述的玻璃管為單層或雙層玻璃，金屬筒體與玻璃管之間抽真空；筒體一端有噴 淋裝置(10)的管道接口，另一端有製冷劑蒸汽管接口 (16)、濃溶液管接 口 (15)。
6、 根據權利要求4所述的太陽能直接發生式空調系統，其特徵是所述的熱管 真空管至少可由下列器件組成A熱管單玻璃真空集熱管，B熱管雙玻璃真 空集熱管；所述熱管真空玻璃管的冷凝端至少可以為下列結構形式A蛇 管式，B螺旋管式，C雙蛇管式，D雙螺旋管式。
7、 根據權利要求4所述的太陽能直接發生式空調系統，其特徵是所述的噴淋 裝置由噴淋管和噴嘴組成，所述的噴淋管可採用矩形管或圓形管，所述的噴 嘴可採用旋渦式或離心式。
專利摘要本實用新型涉及一種直接發生式太陽能空調系統，在本設計方案中，採用熱管悶曬真空管式發生器，冷凝器、蒸發器、吸收器、輔助加熱器、蓄冷裝置、空調箱、節流閥及自動控制機構等共同構成一種直接發生式太陽能空調系統。熱管真空管與悶曬式真空管相連接，在悶曬式真空管發生器內直接加熱製冷工質對；在冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液泵、溶液熱交換器的作用下，完成一個製冷循環。本實用新型提高了太陽能的熱利用效率，降低了太陽能空調的成本，為太陽能空調產業化提供了經濟上的可行性。
文檔編號F24J2/32GK201407762SQ200820214108
公開日2010年2月17日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者劉應江 申請人:劉應江