太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法
2023-04-27 04:39:56
太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法
【專利摘要】本發明涉及太陽能利用技術，旨在提供利用太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法；該發明包括通過管路構成熱水迴路的太陽能真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機組；風機盤管通過管路與溴化鋰吸收式制冷機組構成冷凍水迴路，蓄水槽通過管路與風機盤管構成水蓄冷迴路；其特徵在於，該裝置還包括太陽能熱水爐，太陽能真空管集熱器、太陽能熱水爐與溴化鋰吸收式制冷機組通過管路依次連接；該發明的優勢是，通過在太陽能中央空調系統集成太陽能熱水爐，把太陽能真空管集熱器產的熱水再加熱，滿足高效驅動溴化鋰吸收式制冷機製冷的溫度，提高整個系統太陽能的利用效率。
【專利說明】太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能利用技術，特別涉及利用太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法。
【背景技術】
[0002]近年來，煤、石油、天然氣等化石能源日益短缺，能源危機與環境汙染等問題日漸突顯，已成為威脅人類生存的頭等大事，對新能源的開發利用顯得尤為重要，特別是對太陽能的開發利用。太陽能作為一種可再生的清潔能源具有其它能源無可比擬的優勢。我國太陽能資源十分豐富，絕大部分地區年輻照量大於5 X 106kJ/m2,年日照時數在2000h以上。太陽能取之不盡用之不竭，處處均可開發，無需開採和運輸，不會汙染環境和破壞生態平衡，符合國家倡導的「建設資源節約型、環境友好型社會」的要求，具有良好的節能減排效果。因此對太陽能的開發利用必將創造出良好的社會效益、環境效益和經濟效益。
[0003]現有太陽能的空調裝置製冷方式主要有光電製冷和帶輔助燃油的吸收式製冷兩種。其中，吸收式製冷的太陽能空調由真空管集熱器、溴化鋰吸收式制冷機、循環泵、冷卻塔、風冷盤管、輔助燃油或燃氣鍋爐和自動控制系統組成。溴化鋰吸收式制冷機作為標準設備，它主要由高壓發生器、低壓發生器、蒸發器、吸收器、冷卻塔、冷熱交換器、集中器、發生器泵組成。溴化鋰吸收式制冷機組的製冷劑無毒無害，對大氣層沒有破壞作用，節能環保效果顯著。但是，由於真空管太陽能集熱器產熱水溫度達不到制冷機驅動的溫度要求，使制冷機不能連續正常運行，導致整個系統性能係數變低的問題沒有得到很好的解決。
[0004]鑑於此，通過在太陽能中央空調系統集成小型凹透鏡聚焦的太陽能熱水爐，把太陽能真空管集熱器產的熱水進行再加熱，達到能高效驅動溴化鋰吸收式制冷機機組的熱水工作溫度，使整個太陽能中央空調系統性能係數得到提高。同時，通過大型水槽儲存白天製取的冷凍水供晚上使用，這種水蓄冷方法可滿足中央空調連續運行的要求。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是，克服現有太陽能空調綜合利用率低的問題，提出一種太陽能中央空調系統集成裝置及換熱方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的解決方案是:
[0007]提供一種太陽能中央空調系統集成裝置，包括通過管路構成熱水迴路的太陽能真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機組；風機盤管通過管路與溴化鋰吸收式制冷機組構成冷凍水迴路，蓄水槽通過管路與風機盤管構成水蓄冷迴路；其特徵在於，該裝置還包括太陽能熱水爐，太陽能真空管集熱器、太陽能熱水爐與溴化鋰吸收式制冷機組通過管路依次連接。
[0008]本發明中，該裝置還包括兩個水軟化器，分別通過管路連接至所述熱水迴路和冷凍水迴路中。在裝置中運行的內循環水都是經過軟化處理的軟水，這樣軟水在個設備內部循環流動時不易結垢，不會降低太陽能真空管集熱器和太陽能熱水爐的集熱效率、溴化鋰吸收式制冷機組的運行效率及風機盤管的換熱效率。[0009]本發明中，所述太陽能熱水爐是凹透鏡聚焦的太陽能裝置。
[0010]本發明還進一步提供了基於前述裝置的太陽能中央空調系統集成換熱方法，包括:
[0011](I)熱水流程
[0012]利用太陽能真空管集熱器一級加熱產生低溫熱水，通過太陽能熱水爐的二級加熱產生中溫熱水，進入溴化鋰吸收式制冷機組驅動製冷；經溴化鋰吸收式制冷機組驅動降溫的常溫水通過循環水泵再入太陽能真空管集熱器，依此循環；
[0013]所述低溫熱水的溫度範圍在50_65°C ;所述中溫熱水的溫度範圍在65_90°C ;所述常溫熱水的溫度範圍在30-40°C ；
[0014](2)冷凍水流程
[0015]溴化鋰吸收式制冷機組製取冷凍水，通過冷凍水泵輸配進入風機盤管，通過風機盤管給使用空調的房間內空氣降溫，依此循環；冷凍水的溫度範圍在7-12°C ；
[0016]同時，以蓄水槽儲存白天製取的冷凍水供晚上使用，通過水蓄冷方式滿足中央空調連續運行的要求；
[0017](3)補水與軟化水流程
[0018]當整個系統循環的軟水不足時，原水通過水軟化器進行軟化，再補入熱水迴路和冷凍水迴路中；
[0019]上述過程中，太陽能中央空調系統集成裝置的能效比(COP)按如下公式實現:
【權利要求】
1.一種太陽能中央空調系統集成裝置，包括通過管路構成熱水迴路的太陽能真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機組；風機盤管通過管路與溴化鋰吸收式制冷機組構成冷凍水迴路，蓄水槽通過管路與風機盤管構成水蓄冷迴路；其特徵在於，該裝置還包括太陽能熱水爐，太陽能真空管集熱器、太陽能熱水爐與溴化鋰吸收式制冷機組通過管路依次連接。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括兩個水軟化器，分別通過管路連接至所述熱水迴路和冷凍水迴路中。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述太陽能熱水爐是凹透鏡聚焦的太陽能裝置。
4.基於權利要求1所述裝置的太陽能中央空調系統集成換熱方法，其特徵在於，包括: (1)熱水流程 利用太陽能真空管集熱器一級加熱產生低溫熱水，通過太陽能熱水爐的二級加熱產生中溫熱水，進入溴化鋰吸收式制冷機組驅動製冷；經溴化鋰吸收式制冷機組驅動降溫的常溫水通過循環水泵再入太陽能真空管集熱器，依此循環； 所述低溫熱水的溫度範圍在50-65°C ;所述中溫熱水的溫度範圍在65-90°C ;所述常溫熱水的溫度範圍在30-40°C ； (2)冷凍水流程 溴化鋰吸收式制冷機組製取冷凍水，通過冷凍水泵輸配進入風機盤管，通過風機盤管給使用空調的房間內空氣降溫，依此循環；冷凍水的溫度範圍在7-12 °C ; 同時，以蓄水槽儲存白天製取的冷凍水供晚上使用，通過水蓄冷方式滿足中央空調連續運行的要求； (3)補水與軟化水流程 當整個系統循環的軟水不足時，原水通過水軟化器進行軟化，再補入熱水迴路和冷凍水迴路中； 上述過程中，太陽能中央空調系統集成裝置的能效比(COP)按如下公式實現: CfOP-_^_ Sm/i —-
Wjl + W》4* + Wgk 式中:C0P—太陽能中央空調系統集成裝置能效比； Q—太陽能中央空調系統集成裝置製冷量，kff ； W1—太陽能真空管集熱器泵組功率，kff ； W2—太陽能熱水爐泵組功率，kff ； W3—溴化鋰吸收式制冷機泵組功率，kff ； W4—風機盤管功率，kff ； 在太陽能中央空調系統集成裝置能效比公式中，製冷量Q按如下公式實現: Q=CM (T0-Ti) 式中:C一水的定壓比熱容，kj/(kg ? ； °C ) M—冷凍水流量，kg/s ； T。一冷凍水出口溫度，°C ; Ti一冷凍水進口溫度，°C ；泵組功率W按如下公式實現:W= P gQH式中:W—慄組功率，kff ；P 一泵輸送液體的密度，kg/m3 ；g—重力加速度，m/s2 ；Q—泵輸送液體的流量，kg/s ；H一泵輸送揚程，m。`
【文檔編號】F24F5/00GK103629769SQ201310659208
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】沈天昱 申請人:沈天昱