CN103954068A - 带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，它主要由吸收式制冷***和一体化太阳能热泵***构成，一体化太阳能热泵***是由蓄热水箱、冷凝器、泵、压缩机、节流阀、U形蒸发管和太阳能集热器构成，压缩机、U形蒸发管、节流阀和冷凝器构成制冷剂循环通道，U形蒸发管设在太阳能集热器中的每个太阳能真空集热管中；通过热泵***把不能直接利用的低温热量（低品位热源）转化为高温热源加以利用，且采用压缩式热泵可以明显地提高能源利用效率；太阳能真空集热管内填充有相变蓄能材料，不仅解决了利用显热蓄热时蓄热量不足的问题，还克服了热泵运行效率不稳定的缺陷，从而提高了***的COP和运行的稳定性。

Description

带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机
技术领域
本发明涉及一种制冷设备，具体是涉及一种太阳能吸收式制冷机。
背景技术
目前世界各国都在加紧进行太阳能空调技术的研究。据调查，已经或正在建立太阳能空调***的国家和地区有意大利、西班牙、德国、美国、日本、韩国、新加坡、香港等。这是由于发达国家的空调能耗在全年民用能耗中占有相当大的比重，利用太阳能驱动空调***对节约常规能源、保护自然环境都具有十分重要的意义。 为了进一步拓宽太阳能的应用范围，使其在节能和环保中发挥更大的作用，我国在“九五”期间开展了太阳能空调技术研究，旨在通过技术攻关和***示范，解决太阳能空调中的技术难题，从而为尽早实现太阳能空调的商业化打下技术基础。
所谓太阳能吸收式制冷，就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数（亦称COP）越高，这样空调***的制冷效率也越高。
传统的太阳能吸收式制冷机存在的问题：第一，由于太阳能制冷***的一级溴化锂吸收式制冷机要求热源温度为88-95℃，要制造达到这个温度范围的高温太阳能集热器的制造工艺复杂、成本高；第二，由于太阳辐射有很大的波动性，如阴雨天和夜间太阳辐射往往不足以提供足够的热量，提供的热水温度达不到要求，这样该***在阴雨天、夜间或太阳辐射不足的情况下不能稳定运行；第三，此***的性能系数COP很低是限制此***实际运用的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高制冷机的性能系数和运行稳定性的带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，它主要由吸收式制冷***和一体化太阳能热泵***构成，所述一体化太阳能热泵***是由蓄热水箱、冷凝器、泵、压缩机、节流阀、U形蒸发管和太阳能集热器构成，所述蓄热水箱、泵和冷凝器构成水循环通道，所述压缩机、U形蒸发管、节流阀和冷凝器构成制冷剂循环通道，所述U形蒸发管设在太阳能集热器中的每个太阳能真空集热管中；所述蓄热水箱为吸收式制冷***提供热源。
    所述太阳能真空集热管内填充有相变蓄能材料。
    所述相变蓄能材料为石蜡。
    所述吸收式制冷***主要由循环泵、发生器、冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶液热交换器和溶液节流阀构成，所述蓄热水箱、循环泵及发生器构成热煤水循环通道，吸收剂—制冷剂溶液在发生器内受到热媒水加热后，汽化后的制冷剂进入冷凝器，发生器内的高浓度的吸收剂—制冷剂溶液经溶液热交换器和溶液节流阀进入吸收器；汽化后的制冷剂经冷凝器冷却后通过制冷剂节流阀进入蒸发器吸热后流入吸收器，被吸收器内的吸收剂—制冷剂溶液吸收，再由溶液泵经溶液热交换器送回发生器。
所述吸收剂为LiBr，所述制冷剂为H2O。
 
本发明的有益效果：第一，通过热泵***把不能直接利用的低温热量（低品位热源）转化为高温热源加以利用，且采用压缩式热泵可以明显地提高能源利用效率；第二，把高峰强度的太阳能存储起来供给太阳辐射低时使用，以固-液相变潜热对太阳能进行储存，不仅解决了利用显热蓄热时蓄热量不足的问题，还克服了热泵运行效率不稳定的缺陷，从而提高了***的COP和运行的稳定性。
 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的结构框图。
图中：1、蓄热水箱； 2、冷凝器； 3、泵；4、压缩机；5、节流阀；6、U形蒸发管；7、太阳能集热器；8、太阳能真空集热管；9、循环泵；10、发生器；11、冷凝器；12、制冷剂节流阀；13、蒸发器；14、吸收器；15、溶液泵；16、溶液热交换器；17、溶液节流阀。
 
具体实施方式
如图1所示，带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，它主要由吸收式制冷***和一体化太阳能热泵***构成，所述一体化太阳能热泵***是由蓄热水箱1、冷凝器2、泵3、压缩机4、节流阀5、U形蒸发管6和太阳能集热器7构成，所述蓄热水箱1、泵3和冷凝器2构成水循环通道，所述压缩机4、冷凝器2、节流阀5和U形蒸发管6构成制冷剂循环通道，所述U形蒸发管6设在太阳能集热器7中的每个太阳能真空集热管8中；所述蓄热水箱1为吸收式制冷***提供热源。
所述太阳能真空集热管8内填充有相变蓄能材料，本实施例中的相变蓄能材料采用的是石蜡。所述相变材料(Phase Change Materials，简称PCM。所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量．正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。
相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。相变材料的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料在热循环时，储存或释放显热。其原理是：相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来，就像热阻一样将可以延长能量传输时间，使温度梯度减小。
所述吸收式制冷***主要由循环泵9、发生器10、冷凝器11、制冷剂节流阀12、蒸发器13、吸收器14、溶液泵15、溶液热交换器16和溶液节流阀17构成，所述蓄热水箱1、循环泵9及发生器10构成热煤水循环通道，吸收剂—制冷剂溶液（吸收剂为LiBr，所述制冷剂为H2O）在发生器10内受到热媒水加热后，汽化后的水进入冷凝器11，发生器10内的高浓度的LiBr溶液经溶液热交换器16和溶液节流阀17进入吸收器14；汽化后的水经冷凝器11冷却后通过制冷剂节流阀12进入蒸发器13吸热后流入吸收器14，被吸收器14内的高浓度的LiBr溶液吸收，再由溶液泵15经溶液热交换器16送回发生器10。
 
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，其特征在于：它主要由吸收式制冷***和一体化太阳能热泵***构成，所述一体化太阳能热泵***是由蓄热水箱、冷凝器、泵、压缩机、节流阀、U形蒸发管和太阳能集热器构成，所述蓄热水箱、泵和冷凝器构成水循环通道，所述压缩机、U形蒸发管、节流阀和冷凝器构成制冷剂循环通道，所述U形蒸发管设在太阳能集热器中的每个太阳能真空集热管中；所述蓄热水箱为吸收式制冷***提供热源。
2.根据权利要求1所述的带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，其特征在于：所述太阳能真空集热管内填充有相变蓄能材料。
3.根据权利要求2所述的带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，其特征在于：所述相变蓄能材料为石蜡。
4.根据权利要求1至3任一项所述的带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，其特征在于：所述吸收式制冷***主要由循环泵、发生器、冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶液热交换器和溶液节流阀构成，所述蓄热水箱、循环泵及发生器构成热煤水循环通道，吸收剂—制冷剂溶液在发生器内受到热媒水加热后，汽化后的制冷剂进入冷凝器，发生器内的高浓度的吸收剂—制冷剂溶液经溶液热交换器和溶液节流阀进入吸收器；汽化后的制冷剂经冷凝器冷却后通过制冷剂节流阀进入蒸发器吸热后流入吸收器，被吸收器内的吸收剂—制冷剂溶液吸收，再由溶液泵经溶液热交换器送回发生器。
5.根据权利要求4所述的带有一体化太阳能热泵***的吸收式制冷机，其特征在于：所述吸收剂为LiBr，所述制冷剂为H2O。
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