CN201203297Y - 太阳能辅助直燃式冷热水机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能辅助直燃式冷热水机组，***由高压发生器(1)、气水换热器(2)、余热发生器(3)、烟气管(4)、太阳能集热器(5)、低压发生器(6)、冷凝器(7)、吸收器(8)、蒸发器(9)、冷却塔(10)、冷却(加热)盘管(11)、低温溶液热交换器(12)、高温溶液热交换器(13)以及阀门和泵组成。该机组在原有的双效直燃式冷热水机的基础上引入了由太阳能集热器、汽水换热器和余热发生器组成的单效循环，构成新的循环。利用太阳能集热器(5)加热循环水并使温度初步升高后再通入气水换热器(2)使其温度进一步升高，由气水换热器(2)流出的高温热水进入余热发生器，制冷水和制热水时作为辅助驱动热源加热溶液分别提供冷量和热量，同时减少燃料消耗。本实用新型通过充分利用低品位的太阳能热源和直燃机高压发生器内燃烧产生的高温烟气，优化了循环***，故较双效直燃式冷热水机组提高了能源利用效率节能效果显著，一次能源效率PER可提高9％。

Description

太阳能辅助直燃式冷热水机组
技术领域
本实用涉及一种直燃式冷热水机组，尤其涉及一种空调用太阳能辅助直燃式冷热水机组。
背景技术
国际制冷学会IIR(The International Institute of Refrigeration)做出的估计表明：世界上的15％电能消耗于各种各样的制冷和空调行业，空调的能耗占家居和商业建筑的45％。我国建筑能耗占全部终端用户总能耗的比例将在近年内达到35％。在建筑能耗方面的研究表明，空调能耗占办公楼建筑总能耗的比例最高可达60％，在我国随着经济条件的改善使得建筑空调能耗不断上升，由此给能源、电力和环境带来很大的压力。因此节能是关系到国计民生的大事。而节能的两个主要途径就是：提高能源的利用效率、使用可再生能源。
直燃型吸收式冷水机组是以天然气等燃料为驱动能源的空调冷热源设备，以其工质对臭氧层无破坏、有效减少由于电力空调引起电力供应的峰谷差，利于平衡冬夏燃气消耗提高天然气输送管道的利用率，降低天然气输送成本等特点日益得到推广。为缓解能源需求、环境保护、负荷平衡诸矛盾，在天然气气源充足的地区，直接使用天然气为动力的直燃式吸收式制冷机获得应用，可取代中央空调的电动制冷机。但是，理论分析和实际运行都表明，吸收式制冷机在能源消耗、经济性、维护管理和运行寿命等方面指标都较电动式冷水机组差。如何让直燃机能够更好的发挥其优点，业内已经和正在做大量的研究，如：直燃机的循环研究，如三效机、四效机循环的研究；吸收式热泵研究；吸收器和发生器中的表面活性剂强化传热传质研究；缓蚀剂研究；燃烧效率研究等。其中三效溴化锂吸收式制冷循环中溶液的温度较单效机、双效机有了较大幅度的提高。但目前双效溴化锂机组中常用的缓蚀剂已不能满足要求，加之高温区溴化锂溶液的物理性质缺乏标准的数据，开展试验研究存在许多困难，目前的研究主要是理论分析，国内尚没有比较成熟的技术，国外一些研究机构和公司也是处于试验研究阶段。市场上常用的双效直燃机高压发生器内的发生温度，达到160℃左右，实际运行时，烟气排放温度一般在190～200℃以上，这么高的排烟温度不仅浪费能源，对环境也造成热污染。国内已有人做过研究，并提出烟气余热回收的直燃式冷热水机。但是由于烟气的回收量有限，使其经济性不能充分体现。而另一方面，太阳能是一种辐射能，不带任何化学物质，是最洁净，最可靠的巨大能源宝库。近年来太阳能光热技术得到了长足的发展，在此基础之上的太阳能吸收式空调一度受到业内的重视，国内外相继涌现出许多太阳能空调，但是由于太阳能密度较低，大多数太阳能光热技术得到的热源品位较低。同时由于太阳能的不稳定性从而限制了单纯太阳能空调的推广。
发明内容
本实用所要解决的技术问题是提供一种太阳能辅助直燃式冷热水机组，以缓解现有直燃式冷热水技术中能源利用效率低下和燃料耗量高的缺陷。
技术方案
本实用提供了一种太阳能辅助直燃式冷热水机组，包括高压发生器、气水换热器、余热发生器、烟气管、太阳能集热器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、冷却塔、冷却(加热)盘管、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器以及阀门和泵。该机组在传统的双效吸收式循环的基础上增加了一个由余热发生器、汽水换热器和太阳能集热器组成的余热回路，整个循环相当于一个双效循环加一个由余热回路驱动的单效循环。利用太阳能集热器加热循环水并使温度初步升高后再通入气水换热器使其温度进一步升高，由气水换热器流出的高温热水进入余热发生器产生冷剂蒸汽进入冷凝器。
所述的太阳能辅助直燃式冷热水机组其特征是：从吸收器出来的稀溶液经过低温溶液热交换器后分为三路，一路经过高温溶液热交换器去向高压发生器、另两路分别进入低压发生器和余热发生器。最后，三路浓缩后的溶液在低温溶液热交换器前汇合后经热交换器进入吸收器，被稀释后开始新一轮的循环。
有益效果
本实用太阳能辅助直燃式冷热水机组由于使用了更加优化的循环***，一方面能充分利用低品位的太阳能将低温热源运用于吸收式空调冷热水机组中；另一方面余热发生器和太阳能集热器的同时使用可以在减少燃料消耗的同时，提高能源利用效率。既降低了常规双效直燃式循环的排烟温度，又使得单纯使用太阳能集热器的吸收式空调易受天气影响的不稳定性得到克服。提高了一次能源效率PER，从而降低运行费用，适用范围广。
附图说明
图1太阳能辅助直燃式冷热水机组原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用。应理解，这些实施例仅用于说明本实用而不用于限制本实用的范围。此外应理解，在阅读了本实用讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，太阳能辅助直燃式冷热水机组主要由：高压发生器1、气水换热器2、余热发生器3、烟气管4、太阳能集热器5、低压发生器6、冷凝器7、吸收器8、蒸发器9、冷却塔10、冷却(加热)盘管11、低温溶液热交换器12、高温溶液热交换器13以及阀门和泵组成。
利用太阳能集热器5初步加热循环太阳能水，将升温后的太阳能热水通入到气水换热器2中，使得太阳能热水和烟气充分换热后通入到余热发生器3中，余热回路中降温后的热水再回流到太阳能集热器重复循环，废气由烟气管4排出。从吸收器8出来的稀溶液经过低温溶液热交换器12后分为三路，一路经过高温溶液热交换器13去向高压发生器1、另两路分别进入低压发生器6和余热发生器3。溶液在高压发生器1内受热浓缩，高压发生器1产生的蒸汽进入低压发生器6作为低温热源，加热其中的溶液后进入冷凝器7冷凝，低压发生器6产生的蒸汽直接进入冷凝器7冷凝，第三路溶液进入余热发生器3进一步利用烟气和太阳能中的热量，产生的蒸汽也进入冷凝器7。最后，三路浓缩后的溶液在低温溶液热交换器12前汇合后经热交换器换热：制冷时，阀门14关闭、15开启，自低温溶液热交换器12流出的浓溶液进入吸收器8吸收来自蒸发器9的冷剂蒸汽，被稀释后开始新一轮的循环，同时由冷却塔10、冷凝器7和吸收器8组成的冷却水回路将向大气环境排放空调热负荷和吸收式制冷循环的补偿热能，由蒸发器9和冷却盘管组成的冷水回路完成为冷却(加热)盘管11提供冷量。制热时，阀门14开启、15关闭，自低温溶液热交换器12流出的浓溶液直接被来自冷凝器7的冷剂水稀释，冷凝器7、吸收器8与冷却塔10脱开和加热盘管连接构成热水回路，即将冷却水回路切换成热水回路完成为冷却(加热)盘管11提供热量。
太阳能辅助直燃式冷热水机组由于使用了双效循环加余热回路驱动的单效循环提高了能源利用效率，同时由于清洁能源太阳能的使用使得能源消耗进一步减少，计算数据表明，该循环***可较常规双效直燃机的一次能源效率PER提高9％，同时可以使得烟气排放温度降低到120℃，节能效果明显。

Claims (3)

1.太阳能辅助直燃式冷热水机组由高压发生器(1)、气水换热器(2)、余热发生器(3)、烟气管(4)、太阳能集热器(5)、低压发生器(6)、冷凝器(7)、吸收器(8)、蒸发器(9)、冷却塔(10)、冷却(加热)盘管(11)、低温溶液热交换器(12)、高温溶液热交换器(13)以及阀门和泵组成，其特征在于：在传统的双效吸收循环的基础上增加了一个由余热发生器(3)、汽水换热器(2)和太阳能集热器(5)组成的余热回路，整个循环相当于一个双效循环加一个由余热回路驱动的单效循环。
2.如权利要求1所述的太阳能辅助直燃式冷热水机组，其特征是：从吸收器(8)出来的稀溶液经过低温溶液热交换器(12)后分为三路，一路经过高温溶液热交换器(13)去向高压发生器(1)、另两路分别进入低压发生器(6)和余热发生器(3)。最后，三路浓缩后的溶液在低温溶液热交换器(12)前汇合后经热交换器进入吸收器(8)，被稀释后开始新一轮的循环。
3.如权利要求1、2所述的太阳能辅助直燃式冷热水机组，其特征是：所述的气水换热器(2)可以为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器或热管式换热器。
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