CN101324360A - 阵列式球面聚焦太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机 - Google Patents

Abstract

一种阵列式球面聚焦太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机。在A×B个由球面反光板、受热器组成的太阳能集热单元里，油泵把高温导热油送至A×B个相互串联的受热器中加热，把太阳的热能以热油的形式存储在高温储热罐中。利用高温导热油在溴化锂吸收式空调室外机的发生器中加热溴化锂水溶液，在辅助泵的配合下完成发生、冷凝、蒸发、吸收的制冷或制暖的空气调节过程。

Description

阵列式球面聚焦太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机

所属技术领域

本发明涉及一种太阳光的热能收集、高温存储、利用高温热能使溴化锂吸收式空调机制冷或制暖的装置。

背景技术

目前，公知的空调机(制冷或制暖)，其构造或是采用电力压缩机压缩(氟)放热、释放(氟)吸热的原理制冷或制暖；或是采用煤气、天然气、柴油燃烧加热使溴化锂吸收式空调机制冷或制暖；或是采用获得温度较低(不高于100℃的水)的真空管太阳能热量加热使溴化锂吸收式空调机制冷或制暖；这种空调机需要消耗不可再生的一次性能源、环保差、综合运行成本高，真空管加热水的太阳能溴化锂吸收式空调机热量存储难、制冷性能系数低。

发明内容

为了克服现有的空调机需要消耗一次性能源、环保差、综合运行成本高，真空管太阳能溴化锂吸收式空调机热量存储难、制冷性能系数低的不足，本发明提供一种用A行和B列组成的阵列式的球面聚焦太阳能高温收集、高温存储热能、利用高温热能加热溴化锂吸收式空调机制冷或制暖的装置，尤其是能在阳光下收集和存储热量大、温度高、使溴化锂吸收式空调机较长时间地制冷或制暖工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据具体地形布置和热量的需求量，在东西方向排A行，在南北方向排B列形成A×B个各由球面反光板、受热器及其控制机构组成的太阳能集热单元(专利名称：一种自动跟踪太阳的球面聚焦集热器，专利申请号：200720147395.3)排列构成阵列式太阳光集群聚焦集热装置(专利名称：一种自动同步跟踪太阳的阵列式太阳能高温集热储热装置，专利申请号：200720147522.X)。在阳光下，各太阳能集热单元各自自动跟踪对准太阳(专利名称：一种五级自动测光的太阳追踪传感器，专利申请号：200720147527.2)。焦点处受热器中的导热油获得了太阳的热量而升温，升温的导热油经油泵、保温供油管、下一个太阳能集热单元……，经整个阵列式太阳光聚焦装置加温的导热油经回油管回到储热罐。如此反复循环再加热交换，储热罐中的导热油吸收了太阳的热量不断地升温，储热罐中的导热油温度可由原常温状态升至最高达400℃。从而达到把太阳能以高温油的形式存储起来的目的。储热罐中的高温导热油经油泵送到溴化锂吸收式空调室外机中的高温发生器，加热溴化锂水溶液，得到的水蒸汽经冷凝器结成冷剂水，冷剂水喷淋在制冷盘管上而迅速沸腾蒸发，盘管内的循环水因管外的冷剂水蒸发带走热量而变成冷冻水，此冷冻水送到各空调室内机的热交换器，经热交换器风扇的空气交换吹出冷风来。冷剂水蒸发的水蒸汽的热量由吸收器吸收经冷却器吸收排放到大气中去。吸收器吸收水蒸汽凝结的水，再经溶液泵送回高温发生器再加热，加热后分离的水份再冷凝、冷剂水再蒸发制冷、浓溶液再次吸收水变稀溶液，如此连续不断，循环不已，各空调室内机也源源不断地吹出冷风来，而达到空调制冷的目的。同理，关闭冷却器的冷却水，打开连通阀使发生器中溶液产生的水蒸汽将盘管内的空调水加热，此空调温水送到各空调室内机的热交换器，经热交换器风扇的空气交换吹出热风来。凝结水由溶液泵送回高温发生器再加热，如此连续不断，循环不已，从而达到空调制暖的目的。

本发明的有益效果是，在有太阳光的情况下，阵列式太阳能高温集热储热装置把太阳能的热量高温存储起来的同时，溴化锂吸收式空调室外机利用太阳能的热量制冷、供暖，使空调室内机夏天吹出冷气、冬天吹出暖气来。一年四季都能提供卫生热水。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的各部分连结***图。

图2是本发明空调室外机制冷循环原理图。

图3是本发明空调室外机制暖循环原理图。

图4是本发明空调室外机I-I纵剖视图。

图5是本发明空调室外机俯视剖视及空调室内机图。

图6是本发明空调室外机K-K纵剖视及有关局部横剖面图。

图7是本发明空调室外机有关局部横剖面图。

图1中，(a)部分是一种自动同步跟踪太阳的阵列式太阳能高温集热储热装置(专利申请号：200720147522.X)，(b)部分是本发明空调室外机循环原理图，(c)部分是本发明空调室内机循环原理图。在图2、图3、图4、图5、图6、图7中，1.散热口，2.外壳，3.上筒体，4.冷凝管板，5.冷凝水盘，6.冷凝水，7.溴化锂水溶液，8.凝水换热器，9.隔板，10.低温热交换器供液管，11.挡液板，12.低温热交换器排液管，13.溴化锂水溶液，14.连通阀，15.导热油加热器，16.电热管加热器，17.高温热交换器供液管，18.下筒体，19.高温热交换器，20.低温热交换器，21.冷剂水喷淋环管，22.盘管固定罩，23.蒸发器盘管，24.溶液喷淋环管，25.吸收器盘管，26.阻液通汽片，27.冷剂水U形管，28.冷剂水循环管，29.冷剂水盘，30.溶液循环管，31.冷剂水，32.溴化锂稀水溶液，33.冷剂泵，34.连通阀，35.空调水管，36.冷却水泵，37.溶液泵，38.冷却风扇，39.卫生热水箱，40.冷却喷淋箱，41.冷却转换阀，42.高温热交换器排液管，43.冷却上水管，44.冷却器，45.空调水泵，46.冷却水箱，47.水位自控阀，48.冷却回水管，49.空调室内机，50.空调室内机空调进水管，51.空调室内机空调回水管，52.空调室内机出风口，53.空调室内机进风口，54.空调室内机热交换器，55.空调室内机风扇。

具体实施方式

本发明空调室外机主要是由安装在上筒体(3)、下筒体(18)内部的器件及筒体外的冷却***三大部分构成。在不锈钢制作内部真空的上筒体(3)里：下部由铜镍合金环管及导热片制作的导热油加热器(15)、电热管加热器(16)、溴化锂水溶液(13)组成高温发生器。中部由铜镍合金制作的挡液板(11)、隔板(9)、铜镍合金环管及导热片制作的凝水换热器(8)、溴化锂水溶液(7)组成低温发生器。上部由纯铜制作冷凝水盘(5)、铜环管及导热片制作的冷凝管板(4)组成的冷凝器。在不锈钢制作内部真空的下筒体(18)里：两排相互串连铜镍合金制作的吸收器盘管(25)布置在下筒体(18)的内外侧，两排相互串连铜镍合金制作的蒸发器盘管(23)布置在下筒体(18)的内里侧，吸收器盘管(25)及蒸发器盘管(23)间由铜镍合金制作的环形阻液通汽片(26)相邻隔开分别置于铜镍合金制作的带喷雾嘴的溶液喷淋环管(24)、铜镍合金制作的带喷雾嘴的冷剂水喷淋环管(21)之下。溶液喷淋环管(24)、冷剂水喷淋环管(21)固定在盘管固定罩(22)下面。在盘管固定罩(22)的上面布置由高温热交换器(19)、低温热交换器(20)合为一体的长方体热交换器。上筒体(3)和下筒体(18)相叠布置。高、低温热交换器(19)(20)的供液管(17)(10)、排液管(42)(12)、冷剂水U形管(27)在下筒体(18)顶部与上筒体(3)下部穿过筒壁连通。冷剂泵(33)的冷剂水循环管(28)、溶液泵(37)的溶液循环管(30)自下至上分别连通冷剂水喷淋环管(21)及溶液喷淋环管(24)。下筒体(18)内底部是溴化锂稀水溶液(32)水盘，中底部是冷剂水(31)水盘。冷剂泵(33)、冷却水泵(36)、溶液泵(37)、空调水泵(45)安装在下筒体(18)外底部。冷却***由冷却风扇(38)、卫生热水箱(39)、冷却喷淋箱(40)、冷却转换阀(41)、冷却器(44)、冷却水箱(46)、水位自控阀(47)、冷却回水管(48)组成，布置在上下筒体一侧。上筒体、下筒体及冷却***均安放在设置有检查门的铁皮柜中，铁皮柜上部及底外侧有通气口通风散热。

在图1中(a)中，由A×B个球面反光板(1)获得的太阳热能聚焦在A×B个受热器(2)上，油泵(4)把储热罐(5)中的高温导热油经油管不断地送到相互串联的A×B个受热器(2)中加热，把太阳的热能以热油的形式存储在储热罐(5)里。高温调频油泵(6)把储热罐(5)里的高温导热油根据制冷量、制暖量的大小送到空调室外机进行制冷、制暖使用。

在实施例中，利用太阳能高温热能使溴化锂吸收式空调机制冷是这样工作的(见图2、图4、图5、图6、图7)：高温调频油泵根据制冷量大小把储热罐里的高温导热油经保温油管送到上筒体(3)下部的导热油加热器(15)中，导热油加热器(15)是由蛇形环管及导热片组成，管中流动的高温导热油与溴化锂水溶液(13)进行热交换，加热了溴化锂水溶液(13)沸腾，这就是高温发生器。进行热交换后降了温的高温导热油从回油管返回储热罐再与储热罐里的高温导热油进行热交换，一直用到储热罐里的高温导热油温度降低到100℃。导热油供热温度达100℃～400℃时，制冷机的性能系数可达110以上。传统的热管式真空管集热器所获得的热媒水最高温度只有90℃左右，则这样制冷机的性能系数只有0～70。如果长时间阴天没有太阳而又要使用空调制冷时，可用电热管加热器(16)加热溴化锂水溶液。关闭上筒体(3)与下筒体(18)的连通阀(14)和冷剂水连通阀(34)。溴化锂水溶液(13)加热沸腾后，溴化锂水溶液(13)中的水变成水蒸汽上升，穿过两层挡液板(11)的透汽孔(挡液板是挡住沸腾的溴化锂溶液中的溴化锂液体以防窜上冷凝水盘)，进入凝水换热器(8)的通汽管，送至顶部的冷凝器。由蛇形环管及导热片组成凝水换热器(8)，利用上升水蒸汽的热量加热溴化锂水溶液(7)以提高制冷机的性能系数，这就是低温发生器。高温发生器和低温发生器产生的水蒸汽穿过冷凝水盘(5)进入冷凝器，由于冷凝器中的冷凝管板(4)内铜环管流通着冷却水，使外表的导热片降温，冷凝器中的水蒸汽在冷凝管板(4)表面凝结成冷凝水(6)落到冷凝水盘(5)上。高温调频油泵不断地把高温导热油泵向加热器(15)，高温发生器和低温发生器就不断地产生水蒸汽，冷凝器就不断地产生冷凝水(6)。冷凝水(6)就是我们制冷所需要的冷剂水，冷剂水由冷剂水U形管(27)流向下筒体(18)，在下筒体(18)中进行制冷和热量吸收及排放整过程。

冷剂水经冷剂水U形管(27)流向下筒体(18)盘管固定罩(22)下的冷剂水喷淋环管(21)。冷剂水U形管(27)由冷凝器往下一直伸到最底部再往上连接冷剂水喷淋环管(21)形成U字形状，目的是使连接冷剂水喷淋环管(21)的一方保持较高的U形液封，以保证在任何负荷下上筒体(3)与下筒体(18)间不会有窜通的现象发生。冷剂水经冷剂水喷淋环管(21)底部的喷雾嘴向下喷出，喷淋在蒸发器盘管(23)表面上。蒸发器盘管(23)内的空调水经空调水泵(45)与各空调室内机(49)的空调进水管(50)、空调回水管(52)相互串联连通，在空调水泵(45)的驱动下，蒸发器盘管(23)内的空调水与各空调室内机(49)的空调进水管(50)、回水管(51)相互循环流动。在高度真空的筒体里水的沸点很低(只有4℃～7℃左右)，喷淋在蒸发器盘管(23)表面上的冷剂水吸收了蒸发器盘管(23)的热量迅速沸腾蒸发，这沸腾蒸发带走了蒸发器盘管(23)内水的热量。由于蒸发器盘管(23)内的空调水不断的循环流动，喷淋在蒸发器盘管(23)表面上的冷剂水吸收了蒸发器盘管(23)的热量不断地沸腾蒸发，蒸发器盘管(23)内原常温的空调水就变成了冷冻的水。此冷冻水在空调水泵(45)的驱动下流至各空调室内机(49)的空调进水管(50)，经各空调室内机的热交换器(54)进行热交换后返回空调室外机。这时，在空调室内机风扇(55)的作用下，热空气由空调室内机进风口(53)、经空调室内机的热交换器(54)进行空气热交换，原进入交换器(54)的热空气就变成了冷空气，空调室内机出风口(52)就源源不断地吹出冷风来。在热交换器(54)交换后变暖的空调水，由空调室内机的空调回水管(51)返回空调室外机的蒸发器盘管(23)再进行热交换降温。冷剂水经冷剂水喷淋环管(21)底部的喷雾嘴从上至下喷淋了蒸发器盘管(23)以后，汇集在冷剂水盘(29)上，由冷剂泵(33)把此冷剂水(31)经冷剂水循环管(28)再泵至冷剂水喷淋环管(21)进行再喷淋，冷剂水在蒸发器盘管(23)再沸腾、蒸发、吸热、降温。按上所述反复循环进行，此空调水温度可降至7℃～10℃左右，这就达到制冷的空调目的。

冷剂水喷淋蒸发器盘管不断地沸腾蒸发，产生了水蒸汽和热量。由于阻液通汽片(26)隔在蒸发器盘管(23)与吸收器盘管(25)之间，水蒸汽及所带的热量可通过阻液通汽片(26)之间的蒸汽通道流到吸收器盘管(25)处，而冷剂水喷淋环管(21)的冷剂水及溶液喷淋环管(24)的溶液不会相互窜流。吸收器盘管(25)内的冷却水由冷却水箱(46)经冷却水泵(36)与上筒体的冷凝管板(4)的冷却上水管(43)、卫生热水箱(39)、冷却转换阀(41)、冷却回水管(48)相互串联连通，在冷却水泵(36)的驱动下，吸收器盘管(25)内的冷却水由冷却水箱(46)经冷却水泵(36)与上筒体的冷凝管板(4)的冷却上水管(43)、卫生热水箱(39)、冷却转换阀(41)、冷却回水管(48)相互循环流动，冷却了吸收器盘管(25)。冷剂水喷淋蒸发器盘管产生的水蒸汽在吸收器盘管(25)上凝结成水，落下汇集在下筒体底部水盘上。冷剂水喷淋蒸发器盘管产生的热量被吸收器盘管(25)管中的冷却水带走，经冷却风扇(38)、卫生热水箱(39)、冷却喷淋箱(40)、冷却器(44)、冷却水箱(46)把热释放到大气中。

由于导热油加热器(15)、溴化锂水溶液(13)组成高温发生器及凝水换热器(8)、溴化锂水溶液(7)组成低温发生器中的溴化锂水溶液(13)及溴化锂水溶液(7)蒸发了水分后会不断地变浓，影响了发生、冷凝、蒸发、吸收过程的连续。为了维持发生、冷凝、蒸发、吸收过程的连续，溶液泵(37)把下筒体(18)底部的溴化锂稀溶液(32)通过溶液循环管(30)泵回上筒体中的高温发生器及低温发生器中去，冲淡了原来的浓溶液。为了提高空调的制冷性能系数，为了将来自吸收器的稀溶液和来自发生器的浓溶液的热进行交换，本装置设置了高温热交换器(19)和低温热交换器(20)。高温热交换器(19)和低温热交换器(20)合为一体制成长方形盒子(如图7中(g)所示)。来自吸收器的稀溶液和来自发生器的浓溶液的热交换是这样进行的：溶液泵(37)把下筒体(18)底部的溴化锂稀溶液(32)通过溶液循环管(30)，在高温热交换器(19)和低温热交换器(20)中一分为二，稀溶液(32)分别通过在高温热交换器(19)和低温热交换器(20)中的环形铜管，并经供液管道(17)、(10)泵回上筒体(3)中的高温发生器及低温发生器中去。上筒体(3)的高温发生器的溴化锂浓溶液(13)及低温发生器中溴化锂浓溶液(7)分别由排液管道(42)、(12)经高温热交换器(19)和低温热交换器(20)中的环形铜管外的空道流进溶液喷淋环管(24)，喷淋着吸收器盘管(25)。温度较低的稀溶液(32)分别流过在高温热交换器(19)和低温热交换器(20)中的环形铜管时与流过环形铜管外空道的发生器的浓溶液(13)、(7)进行热交换，这就使进入发生器的稀溶液(32)温度升高，降低了发生器的热负荷；还使进入吸收器的浓溶液(13)、(7)温度降低，减少了吸收器的热负荷。

冷却***由冷却水泵(35)、冷却上水管(43)、冷却风扇(38)、卫生热水箱(39)、冷却喷淋箱(40)、冷却器(44)、冷却水箱(46)串联组成。冷却水泵(36)驱动的水吸收了吸收器盘管(25)和冷凝管板(4)的热变成卫生热水，存储在卫生热水箱(39)里供日常生活使用。多余的热量经冷却喷淋箱(40)、冷却器(44)、冷却风扇(38)释放到大气中，冷却了的水流回冷却水箱(46)重复使用。水位自控水阀(47)自动补充冷却水箱(46)的水量。

在实施例中，利用太阳能高温热能使溴化锂吸收式空调机制暖是这样工作的(见图3、图4、图5、图6、图7)：打开上筒体(3)与下筒体(18)的连通阀(14)和冷剂水连通阀(34)，关闭冷剂泵(33)，关闭冷却水泵(36)免得冷却水带走上筒体(3)冷凝管板(4)及上筒体(18)中吸收器盘管(25)的热量。高温调频油泵根据制热量的大小把储热罐里的高温导热油经保温油管送到上筒体(3)的高温发生器中加热了溴化锂水溶液(13)使之沸腾。沸腾所产生的水蒸汽经连通阀(14)至下筒体(18)，加热了蒸发器盘管(23)内的空调水，蒸发器盘管(23)内原常温的空调水就变成了热水。此热水在空调水泵(45)的驱动下流至各空调室内机(49)的空调进水管(50)，经各空调室内机的热交换器(54)进行热交换后返回空调室外机。这时，在空调室内机风扇(55)的作用下，冷空气由空调室内机进风口(53)、经空调室内机的热交换器(54)进行空气热交换，原进入交换器(54)的冷空气就变成了热空气，空调室内机出风口(52)就源源不断地吹出暖风来。下筒体(18)内的水蒸汽凝结成水汇集到下筒体底盘，由溶液泵(37)送回高温发生器中冲淡了浓溶液后再加热。按上所述反复循环不已，这就达到制暖的空调目的。

Claims (3)

1.一种阵列式球面聚焦太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机，在A×B个由球面反光板、受热器组成的太阳能集热单元里，油泵把高温导热油送至各个相互串联的受热器中加热，其特征是：把太阳的热量以热油的形式存储在高温储热罐中，利用高温导热油的热能加热使溴化锂吸收式空调室外机较长时间地制冷或制暖。

2.根据权利要求1所述的太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机，其特征是：利用高温导热油在溴化锂吸收式空调室外机的发生器中加热溴化锂水溶液使之沸腾，在辅助泵的配合下完成发生、冷凝、蒸发、吸收的制作冷水或制作热水过程。

3.根据权利要求1所述的太阳能高温储热溴化锂吸收式空调机，其特征是利用空调室外机产生的冷水或产生的热水在空调室内机中进行冷风或热风的空气调节。

Images