CN101251314B - 蓄能型太阳能喷射制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用太阳能供冷的蓄能型太阳能喷射制冷装置，包括太阳能集热器、与太阳能集热器串成循环回路的水泵和发生器、与发生器热交换的由喷射器、冷凝器、制冷剂泵串成的制冷剂循环回路、通过节流阀、蒸发器与喷射器、冷凝器组成的制冷剂循环制冷回路、通过空调水泵与蒸发器组成的空调循环制冷回路，在空调循环制冷回路中，在冷水回路上设有三通阀F6、阀门F1和在冷水供水管道上设有阀门F2、三通阀F4，在三通阀F6和三通阀F4间管道上设有蓄冷箱，在阀门F2和三通阀F4间的管道上通过阀门F3与蓄冷箱相接通，在蓄冷箱与三通阀F4之间的管道上还设有阀门F5，太阳能利用率提高30％以上，供冷量可提高20％以上，实现太阳能的“移峰填谷”，缓解电网压力。

Description

蓄能型太阳能喷射制冷装置
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能进行供冷的蓄能型太阳能喷射制冷装置，适用于空调制冷领域。
背景技术
随着能源危机的加剧，太阳能的利用日益受到人们的重视。在太阳能利用技术中，太阳能喷射制冷***以其结构简单，运动部件少，成本低等优点受到大家的青睐，在空调制冷领域应用越来越广泛。传统太阳能喷射制冷***的运行效果主要受两个因素制约：一是太阳能辐射强度的变化状况，另一个因素是用户端空调制冷负荷的变化特性。两者的逐时变化并不完全吻合，传统的喷射制冷***难以实现两者的供需平衡，即：当太阳辐射非常充足时，只要喷射制冷***所提供的冷量大于空调用户所需的负荷，必然造成太阳能利用率偏低；另外，当夜晚或太阳辐射不足时，太阳能喷射制冷***提供的冷量又存在不能满足空调负荷需要的问题。因此，考虑两者间的差异，发明一种蓄能型太阳能喷射制冷装置，可以有效调节太阳能辐射与空调负荷间的差异，实现太阳能的“移峰填谷”——将太阳辐射量大时的多余部分转移至太阳辐射量不能满足空调负荷要求时使用，实现高效合理的供冷目的，从而提高太阳能的利用率，对于节约能源，缓解由传统电压缩制冷***引起的用电高峰压力，提高光热利用效率，有着重要的社会和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种通过增设蓄冷箱，解决常规太阳能喷射制冷***所难以实现的制冷量与空调负荷间的供需平衡问题的蓄能型太阳能喷射制冷装置。
本发明所采用的技术方案是：包括太阳能集热器、通过管路与太阳能集热器串联成循环回路的水泵和发生器、与发生器进行热交换的由喷射器、冷凝器、制冷剂泵通过管道串联成的制冷剂循环回路、通过节流阀、蒸发器和管道又与喷射器、冷凝器组成的制冷剂循环制冷回路、通过管道、空调水泵与蒸发器组成的空调循环制冷回路，其特征在于：在由管道、空调水泵与蒸发器组成的空调循环制冷回路中，依次在冷水回路管道上设置有三通阀F6、阀门F1和在冷水供水管道上设置有阀门F2、三通阀F4，在三通阀F6和三通阀F4之间接通的管道上设置有蓄冷箱，在阀门F2和三通阀F4之间的管道上通过管道和阀门F3与蓄冷箱相接通，在蓄冷箱与三通阀F4之间接通的管道上还设置有阀门F5。
蓄冷箱内部存在自然的温度分层，上面温度高，下面温度低，中间存在斜温层，其结构形式为具有上述温度分层的圆柱形或长方体形的箱体，其内部蓄冷材料为水或其他具有蓄冷功能的相变材料。
所述的阀门是手动或自动控制。
上述***由太阳能集热器、水泵、发生器、喷射器、节流阀、蒸发器、冷凝器、制冷剂泵、空调水泵、蓄冷箱、管路***以及空调末端组成。在太阳能喷射制冷水***中增设蓄冷箱，可以储存制冷***所制取的多余的冷量，并能够在制冷***供冷不足时把储存的冷量释放出来。
本发明具有如下积极效果：
1、空调冷、热水双供***。在提供空调冷冻水的同时提供温度在40-90℃之间的热水，热水温度跨度大，即可以满足生活热水供应，也可以满足生产工艺供热和小型区域供热。***还可以单独提供低温冷冻水，可适用于辐射供冷、风机盘管等空调***；
2、低温送风***，目前，低温送风***具有初投资省、运行费用低、室内空气品质好，节能效益显著等特点，与蓄冷技术相结合的低温送风***已成为国内外空调***发展方向，喷射制冷***中蓄冷***的设置可以保证低温送风***稳定连续的工作。
3、蓄冷空调***，太阳能喷射制冷***增设蓄冷箱后，可以实现在夏季白天制冷、蓄冷，晚上供冷运行。
蓄能型喷射制冷装置可以提高喷射***的使用率，太阳能利用率可以提高30％以上，喷射***的供冷量可以提高20％以上；另外，该***还可以实现太阳能的“移峰填谷”，提高太阳能利用率，缓解空调用电造成的电网压力，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
1-太阳能集热器2-水泵3-发生器4-喷射器5-冷凝器6-制冷剂泵7-节流阀8-蒸发器9-空调水泵10-蓄冷箱(F1，F2，F3，F4，F5，F6)-阀门，其中粗实线表示制冷剂管路，其余主要是水***管道。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括太阳能集热器1、通过管路与太阳能集热器1串联成循环回路的水泵2和发生器3、与发生器3进行热交换的由喷射器4、冷凝器5、制冷剂泵6通过管道串联成的制冷剂循环回路、通过节流阀7、蒸发器8和管道又与喷射器4、冷凝器5组成的制冷剂循环制冷回路、通过管道、空调水泵9与蒸发器8组成的空调循环制冷回路，其特征在于：在由管道、空调水泵9与蒸发器8组成的空调循环制冷回路中，依次在冷水回路管道上设置有三通阀F6、阀门F1和在冷水供水管道上设置有阀门F2、三通阀F4，在三通阀F6和三通阀F4之间接通的管道上设置有蓄冷箱10，在阀门F2和三通阀F4之间的管道上又通过管道和阀门F3与蓄冷箱10相接通，在蓄冷箱10与三通阀F4之间接通的管道上还设置有阀门F5。
蓄冷箱10内部存在自然的温度分层，上面温度高，下面温度低，中间存在斜温层，其结构形式为具有上述温度分层的圆柱形或长方体形的箱体，其内部蓄冷材料为水或其他具有蓄冷功能的相变材料。所述的阀门F1-F6是手动或自动控制。
***制冷剂流程为：在制冷剂泵6的驱动下，制冷剂依次流经发生器3、喷射器4和冷凝器5，从冷凝器5出来的制冷剂分为两路，一路经制冷剂泵返回发生器3吸热变成高温高压的制冷剂蒸汽，另一路经节流阀7、蒸发器8，被来自发生器3的高温高压制冷剂引射至喷射器4，完成制冷过程。
夏季，通过阀门的切换和启闭，控制水***的流程，使制冷装置可以单独进行制冷、蓄冷、释冷等过程；还可以同时进行制冷、蓄冷过程和制冷、释冷过程。白天，当太阳辐射充足时，喷射***直接为用户供冷；当太阳辐射富裕时，通过蓄冷箱将多余冷量蓄存；晚上或太阳辐射不足时释冷过程启动。
水***的流程可以分为以下几种：
1、制冷过程进行时的水流程为：空调回水经阀门F6、F1流入蒸发器8进行冷却，然后经阀门F2、F4，由空调水泵9将空调水重新送入空调***，完成对空调***的供冷。该过程进行时，阀门F1、F2、F4、F6开启，阀门F3、F5关闭。
2、蓄冷过程进行时的水流程为：从蒸发器8出来的低温水在水泵9的作用下经过阀门F2、F4、F5进入蓄冷箱10，蓄冷箱上层的温度相对较高的水经阀门F1、F6流入蒸发器8，完成一个蓄冷过程。此过程进行时，阀门F1、F2、F4、F5、F6开启，阀门F3关闭。
3、释冷过程的水流程为：空调供水经蓄冷箱10，在空调水泵9的作用下，流经F3，F4，F6送至空调用户放冷，然后，空调回水流入蓄冷箱10。该过程进行时，阀门F3、F4、F6开启，阀门F1、F2、F5关闭。
4、制冷、蓄冷同时进行时的水流程为：空调回水经阀门F1、F6流入蒸发器8进行冷却，在空调水泵9的作用下流经阀门F2后，冷冻水分为两路，一路经阀门F4、F5后进入蓄冷箱，另一路又重新送入空调***，完成对空调***的供冷。来自空调***的空调回水和来自蓄冷箱的冷水在阀门F6处汇合，经阀门F1流入蒸发器8中，同时完成制冷、蓄冷过程。此过程进行时，阀门F1、F2、F4、F5、F6开启，阀门F3关闭。其中三通阀F4与F6的开度决定蓄存冷量的多少。
5、制冷、释冷过程同时进行的水流程为：从蒸发器出来的低温冷冻水流经阀门F2与来自蓄冷箱的低温蓄存冷冻水汇合，在空调水泵9的作用下，经阀门F4后，被送入空调用户，供冷后，返回阀门F6后又分为两路，一路进入蒸发器，进行制冷，另一路流入蓄冷箱。此过程进行时，阀门F1、F2、F3、F4、F6开启，阀门F5关闭。
该蓄冷型喷射制冷装置还可以提供热水供应，可通过调节水量，水流速等控制水温。

Claims (3)

1.一种蓄能型太阳能喷射制冷装置，包括太阳能集热器(1)、通过管路与太阳能集热器(1)串联成循环回路的水泵(2)和发生器(3)、与发生器(3)进行热交换的由喷射器(4)、冷凝器(5)、制冷剂泵(6)通过管道串联成的制冷剂循环回路、通过节流阀(7)、蒸发器(8)和管道又与所述喷射器(4)、所述冷凝器(5)组成的制冷剂循环制冷回路、通过管道、空调水泵(9)与所述蒸发器(8)组成的空调循环制冷回路，其特征在于：在由管道、所述空调水泵(9)与所述蒸发器(8)组成的空调循环制冷回路中，依次在冷水回路管道上设置有第一三通阀(F6)、第一阀门(F1)和在冷水供水管道上设置有第二阀门(F2)、第二三通阀(F4)，在第一三通阀(F6)和第二三通阀(F4)之间接通的管道上设置有蓄冷箱(10)，在第二阀门(F2)和第二三通阀(F4)之间的管道上又通过管道和第三阀门(F3)与蓄冷箱(10)相接通，在蓄冷箱(10)与第二三通阀(F4)之间接通的管道上还设置有第四阀门(F5)。
2.根据权利要求1所述的蓄能型太阳能喷射制冷装置，其特征在于：蓄冷箱(10)内部存在自然的温度分层，上面温度高，下面温度低，中间存在斜温层，其结构形式为具有上述温度分层的圆柱形或长方体形的箱体，其内部蓄冷材料为水或其他具有蓄冷功能的相变材料。
3.根据权利要求1所述的蓄能型太阳能喷射制冷装置，其特征在于：所述第一三通阀、第二三通阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门是手动或自动控制。
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