以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統的製作方法

2023-05-08 22:08:26 1

專利名稱：以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於製冷系統領域，尤其涉及一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統。
背景技術：
臭氧層的破壞以及全球氣候的變暖，是當前全球所面臨的主要環境問題，所以尋找傳統製冷劑的替代物以及新型製冷方式已經成為製冷領域的研究熱點。以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷技術不僅能夠有效地利用太陽能，而且在運行過程中製冷用能與太陽輻射能在時域和地域的分布規律上高度匹配，使得這一系統的應用越來越廣泛。隨著人們生活水平的不斷提高，空調能耗將持續增長，給能源、電力和環境都將帶來巨大的壓力。為此，如何降低建築耗能，提高可再生能源在建築能耗中的比例，減少氟利昂等製冷劑對臭氧層的破壞，對於現代生活節能與環保都具有十分重要的意義。太陽能作為一種清潔型能源取之不盡用之不竭，而以太陽能為驅動系統的吸附式製冷系統便可以有效解決上述問題。

實用新型內容本實用新型設計了一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其解決了由於地面太陽輻射能的不連續、不穩定性，限制了吸附式製冷系統性能的一大問題。為了解決上述存在的技術問題，本實用新型採用了以下方案一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於包括製冷系統和集熱系統，所述製冷系統依次包括吸附式製冷系統、輔助熱源和蓄能水箱，所述吸附式製冷系統、輔助熱源和蓄能水箱連通為迴路；所述集熱系統包括太陽能集熱器和所述的蓄能水箱，所述製冷系統和集熱系統通過所述蓄能水箱連通。所述製冷系統中還包括第一機械泵，所述第一機械泵設置在所述蓄能水箱和所述吸附式製冷系統之間；所述集熱系統還包括第二機械泵，所述第二機械泵設置在所述太陽能集熱器和所述的蓄能水箱之間。所述吸附式製冷系統包括吸附床，設置在所述吸附床下方的冷凝器和設置在所述吸附床和所述冷凝器之間的蒸發器，所述蒸發器通過第一機械泵與所述蓄能水箱連接；所述吸附床、冷凝器和蒸發器由上至下置於同一個真空腔中，構成了一個多床聯合運行的吸附式製冷系統。在所述吸附床和所述蒸發器之間設置有控制實現製冷方式的轉換的閥體，在所述蒸發器和所述冷凝器之間也設置有有控制實現製冷方式的轉換的閥體。所述吸附床中並列設置有I床、2床、3床和4床。在本系統中，吸附床、冷凝器、蒸發器由上至下置於同一個真空腔中，構成了一個多床聯合運行的吸附式製冷系統。當其中一個吸附床處於加熱解吸狀態時，另外一個吸附床處於冷卻吸附狀態，兩者交替的進行加熱或者冷卻，從而達到連續製冷的目的。採用閥門自動控制實現製冷方式的轉換，根據所需冷量的多少來確定整個制冷機組循環是基本的雙床吸附式製冷模式還是並聯的多床吸附式製冷模式；當熱源溫度較低時，循環系統採用兩級吸附式製冷循環。該以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統具有以下有益效果這一系統的設計，使整個製冷系統在不同的熱源溫度範圍內處於不同的運行模式，以便更加合理的利用能源，這對於節能和環保都具有重要意義。

圖I :本實用新型以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統結構示意圖；圖2 :本實用新型以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統中的吸附式製冷系統結構示意圖。 附圖標記說明I一吸附式製冷系統；2—輔助熱源；3—畜能水箱；4一太陽能集熱器；5—第一機械泵；6—第二機械泵；10—吸附床；11 一冷凝器；12—蒸發器；101—1 床；102—2 床；103—3 床；104—4 床。
具體實施方式
下面結合圖I和圖2,對本實用新型做進一步說明如圖I和圖2所示，本實用新型公開了一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，包括製冷系統和集熱系統，製冷系統依次包括吸附式製冷系統I、輔助熱源2和蓄能水箱3，吸附式製冷系統I、輔助熱源2和蓄能水箱3連通為迴路；所述集熱系統包括太陽能集熱器4和所述的蓄能水箱3，所述製冷系統和集熱系統通過所述蓄能水箱3連通。製冷系統中還包括第一機械泵5，第一機械泵5設置在所述蓄能水箱3和吸附式製冷系統I之間；集熱系統還包括第二機械泵6，所述第二機械泵6設置在所述太陽能集熱器4和所述的蓄能水箱3之間。吸附式製冷系統I包括吸附床10，設置在吸附床10下方的冷凝器11和設置在吸附床10和冷凝器11之間的蒸發器12，蒸發器12通過第一機械泵5與蓄能水箱3連接，吸附床10、冷凝器11和蒸發器12由上至下置於同一個真空腔中，構成了一個多床聯合運行的吸附式製冷系統。在吸附床10和蒸發器12之間設置有控制實現製冷方式的轉換的閥體，在所述蒸發器12和冷凝器11之間也設置有有控制實現製冷方式的轉換的閥體。吸附床10中並列設置有I床101、2床102、3床103和4床104。其中，箭頭的方向表示水流動的方向。當太陽輻射強度很高，用戶所需冷量要求超過所設定的參數時，為了儘可能滿足用戶需求，此時，整個制冷機組通過所設置的泵和閥門的切換實現兩床並聯的雙床吸附式製冷循環，即熱水通過閥門組切換到4床和2床，加熱兩床內的吸附劑使其升溫，當其內的蒸汽壓力超過冷凝器溫度所對應的飽和蒸汽壓時，冷凝器開始工作，與此同時，冷卻水通過閥門組切換到I床和3床，用來降溫吸附，床內的水蒸汽壓力隨之降低，當壓力低於蒸發器所對應的飽和蒸汽壓力時，蒸發器開始蒸發冷卻。兩床同時加熱解吸同時冷卻吸附，這樣兩床並聯循環的工作模式可以實現連續的、穩定的製冷，而所達到的製冷量是基本的僅有兩床循環的兩倍。[0023]當太陽輻射強度很高而用戶所需的冷量在所設計的工況範圍內時，此時製冷系統的製冷量有所剩餘時，為了合理的利用能源，要把這些暫時不用的能量儲存下來，此時開啟蓄冷系統，選擇其中的兩個吸附床處於工作中，另外兩個吸附床實現蓄冷的功能。通過管路閥門的開啟和關閉，即熱水通過閥門組切換到4床和2床，加熱兩床內的吸附劑使其升溫，處於解吸狀態，4床解吸出的製冷劑蒸汽通過閥門進入冷凝器，此時，冷卻水通過閥門組切換到3床，當3床內製冷劑蒸汽壓力低於蒸發器的飽和蒸汽壓時，蒸發器開始工作，4床和3床構成了基本的連續性吸附式製冷系統。而由2床解吸出來的製冷劑蒸汽通過閥門進入I床中，此時2床與蒸發器相連接的閥門處於關閉狀態，防止吸附劑與製冷劑相互接觸，實現吸附式蓄冷功能。當用戶冷量需求變大時，將連接吸附床2與蒸發器的閥門打開，此時從蒸發器出來的製冷劑蒸汽進入2床，所蓄的冷量被釋放出來，從而滿足用戶需求。當太陽輻射強度不高而用戶仍有冷量需求時，由於驅動熱源的溫度比較低，不能有效驅動基本製冷循環，此時，系統切換成兩級吸附式製冷循環。當製冷系統處於兩級運行模式時，吸附床4與冷凝器之間相連通，進行加熱解吸，吸附床I作為吸附床2的冷凝器，與吸附床2相連通，從而利用床2的解吸作用及其本身的吸附作用，完成吸附床2的加熱解吸過程，同時吸附床I冷卻吸附直至達到飽和；吸附床3與蒸發器相連接，進行吸附製冷，吸附床4與冷凝器相連接，吸附床4加熱解吸處的製冷劑蒸汽進入冷凝器冷凝，經冷凝後的製冷劑液體流經U型管，然後進入蒸發器內，此時蒸發器與吸附床3相連通，對吸附床3進行冷卻吸附從而達到製冷目的。圖中所示的吸附床I作為吸附床2的冷凝器，一方面由於其所對應的冷凝壓力比冷凝器所對應的冷凝壓力要低的多，所以在與正常循環所對應的最小吸附量相同的情況下，加熱吸附床2所對應的熱源溫度也降低。吸附床4由於在吸附過程中所對應的壓力較大，所以其最大吸附量在同樣的冷源溫度條件下將有效地提高，這樣在要求同樣的循環吸附量條件下，床4所需要的所需要的熱源溫度也會有效的降低。當太陽輻射強度很弱時，其所提供的熱量不足以驅動吸附式製冷系統運行，為了滿足用戶的冷量需求，此時，輔助熱源系統開啟，由天燃氣輔助熱源系統加熱循環水來輔助太陽能熱水器驅動制冷機組，當水溫達到矽膠-水的驅動溫度以後，製冷裝置開始運行，為了節省能源，熱水溫度控制較低，使整個製冷循環控制在兩級運行工況中，從而滿足用戶需求。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍內。權利要求1.一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於包括製冷系統和集熱系統，所述製冷系統依次包括吸附式製冷系統(I)、輔助熱源(2)和蓄能水箱(3)，所述吸附式製冷系統(I)、輔助熱源(2)和蓄能水箱(3)連通為迴路；所述集熱系統包括太陽能集熱器(4)和所述的蓄能水箱(3)，所述製冷系統和集熱系統通過所述蓄能水箱(3)連通。
2.根據權利要求I所述以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於所述製冷系統中還包括第一機械泵(5)，所述第一機械泵(5)設置在所述蓄能水箱(3)和所述吸附式製冷系統(I)之間；所述集熱系統還包括第二機械泵(6)，所述第二機械泵(6)設置在所述太陽能集熱器(4)和所述的蓄能水箱(3)之間。
3.根據權利要求I或2所述以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於所述吸附式製冷系統(I)包括吸附床(10)，設置在所述吸附床(10)下方的冷凝器(11)和設置在所述吸附床(10)和所述冷凝器(11)之間的蒸發器(12)，所述蒸發器(12)通過第一機械泵(5)與所述蓄能水箱(3)連接。
4.根據權利要求3所述以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於所述吸附床(10)、冷凝器(11)和蒸發器(12)由上至下置於同一個真空腔中，構成了ー個多床聯合運行的吸附式製冷系統。
5.根據權利要求4所述以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於在所述吸附床(10)和所述蒸發器(12)之間設置有控制實現製冷方式的轉換的閥體，在所述蒸發器(12)和所述冷凝器(11)之間也設置有有控制實現製冷方式的轉換的閥體。
6.根據權利要求5所述以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於所述吸附床(10)中並列設置有I床(101)、2床(102)、3床(103)和4床(104)。
專利摘要本實用新型涉及一種以太陽能為驅動熱源的吸附式製冷系統，其特徵在於包括製冷系統和集熱系統，所述製冷系統依次包括吸附式製冷系統(1)、輔助熱源(2)和蓄能水箱(3)，所述吸附式製冷系統(1)、輔助熱源(2)和蓄能水箱(3)連通為迴路；所述集熱系統包括太陽能集熱器(4)和所述的蓄能水箱(3)，所述製冷系統和集熱系統通過所述蓄能水箱(3)連通。本實用新型系統的設計，使整個製冷系統在不同的熱源溫度範圍內處於不同的運行模式，以便更加合理的利用能源，這對於節能和環保都具有重要意義。
文檔編號F25B17/02GK202420025SQ20112049919
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者田蕾 申請人:大連海事大學