一種太陽能和生物質混合能源吸收式製冷空調裝置的製作方法

2023-04-26 09:53:11

專利名稱：一種太陽能和生物質混合能源吸收式製冷空調裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製冷空調裝置。特別是一種綜合利用太陽能和生物能作為動力能源的製冷空調裝置。
背景技術：
當前，全世界面臨的主要問題之一是由於燃料的燃燒使得全球變暖。主要的能源消耗部門(包括住宅、商業和工業)中，商業/住宅用電大約佔全世界用電的30%。空氣調節及通風系統日益成為重要的能源消費部門，它們對居民的身體健康也有很大的影響。在熱帶國家或地區，它們為全世界數以萬計的人提供了舒適，它們消耗的能量大約佔建築物總能量消耗的70%。這也導致在夏季期間出現用電需求高峰的增長，由於用電消耗的增加導致 CO2氣體的排放增加。由於含氯氟烴的使用使O3層破壞以及產生溫室效應，全球變暖，使得對環境的擔憂，採用吸收式空調系統是較為合適和重要的。目前，絕大部分吸收式製冷空調系統以煤氣或石油作為動力能源，但是，煤氣或石油燃燒也會產生大量的(X)2氣體，而利用太陽能來製冷是比較理想的，因為冷負荷與太陽能的可得性基本上在同一階段。從節能的角度來講，與傳統的製冷系統相比，太陽能製冷能節約電能大約25 - 40%。當前，基於溴化鋰-水溶液的太陽能吸收式製冷系統是可行的，但是， 太陽能斷斷續續，不穩定，因此，一個備用熱源成為不可避免，使用太陽能和低品質熱能(尤其是生物能)，能夠使CO2氣體的排放量減少。在熱帶地區，來自廢品和莊稼餘渣的生物資源可以作為一個備用或主要(夜間)熱源。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用太陽能作為主要動力能源，以生物能作為補充能源，採用溴化鋰-水溶液作為製冷工質的吸收式製冷空調系統裝置。以達到節約電能，減少CO2氣體的排放量，避免O3層的破壞，降低溫室效應，
本發明提供了一種太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，包括太陽能熱水系統、生物質燃氣鍋爐和單效吸收式製冷裝置，所述太陽能熱水系統包括太陽能集熱器和儲罐，所述生物質燃氣鍋爐包括燃氣鍋爐和生物質氣化爐，所述單效吸收式製冷裝置包括發生器，溶液熱交換器，吸收器，冷凝器和蒸發器；太陽能集熱器與儲罐通過第一管線和第二管線連接，第一管線設置第一壓力泵，儲罐通過第三管線與三通閥連接，燃氣鍋爐通過第四管線與三通閥連接，燃氣鍋爐與儲罐通過第五管線連接，所述第五管線上設置截止閥門，所述三通閥門通過第六管線與發生器連接，所述第六管線上設置第二壓力泵，所述發生器通過第七管線與燃氣鍋爐連接，發生器通過第八管線與冷凝器連接，冷凝器通過第九管線與蒸發器連接，所述第九管線上設置膨脹閥，蒸發器通過第十管線與吸收器連接，吸收器通過第十一管線和第十二管線與發生器連接，所述第十一管線和第十二管線經過溶液熱交換器，所述第十一管線上設置第三壓力泵，所述第十二管線上設置節流閥。優選的是，所述太陽能熱水系統包括自動控制裝置，該裝置包括溫度傳感器及控制器；該裝置根據儲罐的水溫自動控制三通閥和截止閥門的開閉以及第一壓力泵的開關；當儲罐的水溫高於80°C時，該裝置不工作，當儲罐的水溫低於或等於80°C時，該裝置的控制器發出指令，自動關閉三通閥中連接第三管線的閥門和截止閥門，並關閉第一壓力泵的開關。優選的是，所述單效吸收式製冷裝置的製冷劑為水，吸收劑為溴化鋰。優選的是，所述生物質氣化爐通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐。優選的是，所述生物質燃料為農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物或動物糞便。優選的是，上述管線在使用前進行如下處理，將其置入一真空室中，使該真空室降溫至-77-93°C，並向該真空室中衝入空氣，使該空氣產生次聲波振動，使用60分鐘將室溫平穩地提高到50°C，在此溫度下使管線中流過含有lwt%以上的重金屬的蒸汽，此過程進行 80-90分鐘，然後將溫度降至室溫，將管線取出。經過處理過的管線在裝置運轉時噪音減小百分之十五。本發明的有益效果是，該裝置是完整地以可持續能量為主的空調系統，利用太陽能作為主要動力能源，以生物能作為補充能源，能夠充分利用太陽能，減少用於製冷的化石燃料的使用，減少溫室氣體排放，並降低了裝置運行時的噪音。使用在農村地區，有充足生物質或市政的的廢物，可以全天運行，同時該系統沒有採用氟利昂製冷劑，避免了對地球O3 層的破壞，是一種節能環保的新型製冷空調裝置。


圖1是本發明的太陽能和生物質混合能源吸收式製冷裝置的一組優選實施例的示意圖。其中，1、太陽能集熱器，2、儲罐，3、燃氣鍋爐，4、生物質氣化爐，5、發生器，6、溶液熱交換器，7、吸收器，8、冷凝器，9、蒸發器，10、第一管線，11、第二管線，12、第一壓力泵， 13、第三管線，14、三通閥，15、第四管線，16、第五管線，17、截止閥門，18、第六管線，19、第二壓力泵，20、第七管線，21、第八管線，22、第九管線，23、膨脹閥，24、第十管線，25、第i^一管線，26、第十二管線，27、第三壓力泵，28、節流閥。
具體實施例方式根據圖1所示，一種太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，包括太陽能熱水系統、生物質燃氣鍋爐和單效吸收式製冷裝置，所述太陽能熱水系統包括太陽能集熱器1 和儲罐2，所述生物質燃氣鍋爐包括燃氣鍋爐3和生物質氣化爐4，所述單效吸收式製冷裝置包括發生器5，溶液熱交換器6，吸收器7，冷凝器8和蒸發器9 ；其特徵在於太陽能集熱器1與儲罐2通過第一管線10和第二管線11連接，第一管線10設置第一壓力泵12，儲罐 2通過第三管線13與三通閥14連接，燃氣鍋爐3通過第四管線15與三通閥14連接，燃氣鍋爐3與儲罐2通過第五管線16連接，所述第五管線16上設置截止閥門17，所述三通閥門通過第六管線18與發生器5連接，所述第六管線18上設置第二壓力泵19，所述發生器5 通過第七管線20與燃氣鍋爐3連接，發生器5通過第八管線21與冷凝器8連接，冷凝器8 通過第九管線22與蒸發器9連接，所述第九管線22上設置膨脹閥23，蒸發器9通過第十管線M與吸收器7連接，吸收器7通過第十一管線25和第十二管線沈與發生器5連接，所述第十一管線25和第十二管線沈經過溶液熱交換器6，所述第十一管線25上設置第三壓力泵27，所述第十二管線沈上設置節流閥觀。所述太陽能熱水系統包括自動控制裝置，該裝置包括溫度傳感器及控制器；該裝置根據儲罐(2)的水溫自動控制三通閥(14)和截止閥門(17)的開閉以及第一壓力泵(12) 的開關；當儲罐(2)的水溫高於80°C時，該裝置不工作，當儲罐(2)的水溫低於或等於80°C 時，該裝置的控制器發出指令，自動關閉三通閥(14)中連接第三管線(13)的閥門和截止閥門(17)，並關閉第一壓力泵(12)的開關。所述單效吸收式製冷裝置的製冷劑為水，吸收劑為溴化鋰。生物質氣化爐4通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐3。所述生物質燃料為農作物、農作物廢棄物、木材、 木材廢棄物或動物糞便。當太陽能充足時(即儲罐溫度高於80°C)，利用太陽能加熱太陽能集熱器1中的水，並且通過第一壓力泵12把水經第一管線輸送到儲罐2 ；生物質氣化爐4通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐3，儲罐2的熱水通過第三管線13到達三通閥14，燃氣鍋爐 3的熱水通過第四管線15到達三通閥14，熱水匯合後通過第二壓力泵19經第六管線18進入發生器5，使製冷劑即水蒸發，吸收劑即溴化鋰通過第十二管線沈經過溶液熱交換器6換熱後通過節流閥觀進入吸收器7，製冷節經過第八管線21到達冷凝器8後向周圍放熱並冷凝，然後通過膨脹閥23經第九管線22到達蒸發器9，在蒸發器9與來自被冷卻空間的水換熱後蒸發，從蒸發器9產生的冷凍水被輸送到被冷卻空間，被蒸發乾燥的製冷劑通過第十管線M進入吸收器7，在此製冷劑被吸收劑吸收形成混合溶液；混合溶液通過第三壓力泵27經第十一管線25在經過溶液熱交換器6換熱後送到發生器5完成循環。發生器5需要的熱來自由太陽能集熱器1或有時由生物燃氣鍋爐3加熱的從貯藏水箱2輸送過來的熱水。從蒸發器9產生的冷凍水被輸送到被冷卻對象。來自燃氣鍋爐3，儲罐2的水換熱後經過第七管路20部分返回燃氣鍋爐3後剩餘水經由第五管線16返回儲罐2，完成循環。當太陽能缺乏時(即儲罐溫度低於或等於80°C)，太陽能熱水系統的自動控制裝置根據該儲罐溫度發出指令，自動關閉三通閥14中連接第三管線13的閥門和截止閥門17，並關閉第一壓力泵12的開關。此時生物質氣化爐4通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐3，燃氣鍋爐3的熱水通過第四管線15到達三通閥14，後通過第二壓力泵19經第六管線18進入發生器5，使製冷劑即水蒸發，吸收劑即溴化鋰通過第十二管線沈經過溶液熱交換器6換熱後進入吸收器7，製冷節經過第八管線21到達冷凝器8後向周圍放熱並冷凝，然後通過膨脹閥23經第九管線22到達蒸發器9，在蒸發器9與來自被冷卻空間的水換熱後蒸發，從蒸發器9產生的冷凍水被輸送到被冷卻空間，被蒸發乾燥的製冷劑通過第十管線M 進入吸收器7，在此製冷劑被吸收劑吸收形成混合溶液；混合溶液通過第三壓力泵27經第十一管線25在經過溶液熱交換器6換熱後送到發生器5完成循環。發生器5需要的熱來自由太陽能集熱器1或有時由生物燃氣鍋爐3加熱的從貯藏水箱2輸送過來的熱水。從蒸發器9產生的冷凍水被輸送到被冷卻對象。來自燃氣鍋爐3的水換熱後經過第七管路20 返回燃氣鍋爐3後完成循環。採用此裝置當太陽能充足時，利用太陽能作為主要動力能源，燃氣鍋爐3作為補充鍋爐運行，當太陽能缺乏時，燃氣鍋爐3作為主要的熱源運行。從而完整地以可持續能量為主進行運轉，能夠充分利用太陽能，減少用於製冷的化石燃料的使用，減少溫室氣體排放，使用在農村地區，有充足生物質或市政的廢物，可以全天運行，同時該系統沒有採用氟利昂製冷劑，避免了對地球O3層的破壞。 需要說明的是，本發明的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置包括上述各部分的任意組合。
權利要求
1.一種太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，包括太陽能熱水系統、生物質燃氣鍋爐和單效吸收式製冷裝置，所述太陽能熱水系統包括太陽能集熱器(1)和儲罐(2)，所述生物質燃氣鍋爐包括燃氣鍋爐(3)和生物質氣化爐(4)，所述單效吸收式製冷裝置包括發生器(5)，溶液熱交換器(6)，吸收器(7)，冷凝器(8)和蒸發器(9);其特徵在於太陽能集熱器(1)與儲罐(2)通過第一管線(10)和第二管線(11)連接，第一管線(10)設置第一壓力泵(12)，儲罐(2)通過第三管線(13)與三通閥(14)連接，燃氣鍋爐(3)通過第四管線(15) 與三通閥(14)連接，燃氣鍋爐(3)與儲罐(2)通過第五管線(16)連接，所述第五管線(16) 上設置截止閥門(17)，所述三通閥門通過第六管線(18)與發生器(5)連接，所述第六管線 (18)上設置第二壓力泵(19)，所述發生器(5)通過第七管線(20)與燃氣鍋爐(3)連接，發生器(5)通過第八管線(21)與冷凝器(8)連接，冷凝器(8)通過第九管線(22)與蒸發器(9) 連接，所述第九管線(22)上設置膨脹閥(23)，蒸發器(9)通過第十管線(24)與吸收器(7) 連接，吸收器(7)通過第十一管線(25)和第十二管線(26)與發生器(5)連接，所述第十一管線(25)和第十二管線(26)經過溶液熱交換器(6)，所述第十一管線(25)上設置第三壓力泵(27 )，所述第十二管線(26 )上設置節流閥(28 )。
2.如權利要求1所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，其特徵在於所述太陽能熱水系統包括自動控制裝置，該裝置包括溫度傳感器及控制器；該裝置根據儲罐 (2)的水溫自動控制三通閥(14)和截止閥門(17)的開閉以及第一壓力泵(12)的開關；當儲罐(2)的水溫高於80°C時，該裝置不工作，當儲罐(2)的水溫低於或等於80°C時，該裝置的控制器發出指令，自動關閉三通閥(14)中連接第三管線(13)的閥門和截止閥門(17)，並關閉第一壓力泵(12)的開關。
3.根據權利要求1-2中任一項所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，其特徵在於所述單效吸收式製冷裝置的製冷劑為水，吸收劑為溴化鋰。
4.根據權利要求1-2中任一項所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，其特徵在於所述生物質氣化爐(4 )通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐(3 )。
5.根據權利要求3所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，其特徵在於所述生物質氣化爐(4 )通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐(3 )。
6.根據權利要求4所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，其特徵在於所述生物質氣化爐(4 )通過燃燒生物質燃料產生燃氣供給燃氣鍋爐(3 )。
7.根據權利要求4所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，特徵在於所述生物質燃料為農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物或動物糞便。
8.根據權利要求5-6中任一項所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，特徵在於所述生物質燃料為農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物或動物糞便。
9.根據權利要求1-2中任一項所述的太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置， 其特徵在於所述管線在使用前進行如下處理，將其置入一真空室中，使該真空室降溫至-77-93°C，並向該真空室中衝入空氣，使該空氣產生次聲波振動，使用60分鐘將室溫平穩地提高到50°C，在此溫度下使管線中流過含有lwt%以上的重金屬的蒸汽，此過程進行 80-90分鐘，然後將溫度降至室溫，將管線取出。
全文摘要
本發明提供了一種太陽能和生物質混合能源吸收製冷空調裝置，包括太陽能熱水系統、生物質燃氣鍋爐和單效吸收式製冷裝置，所述太陽能熱水系統包括太陽能集熱器(1)和儲罐(2)，所述生物質燃氣鍋爐包括燃氣鍋爐(3)和生物質氣化爐(4)，所述單效吸收式製冷裝置包括發生器(5)，溶液熱交換器(6)，吸收器(7)，冷凝器(8)和蒸發器(9)。使用該裝置減少了用於冷卻的基於能源系統的化石燃料燃燒的需要，減少了溫室氣體的排放；使用在農村地區，有充足生物質或市政的的廢物，可以全天運行，同時由於該系統沒有採用氟利昂製冷劑，避免了對地球O3層的破壞。
文檔編號F25B49/04GK102494431SQ201110392189
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者劉桂蘭, 梁平原 申請人:廣州鐵路職業技術學院