CN100383473C - 太阳能辅助驱动冷热联产装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能辅助驱动冷热联产装置，属于能源技术领域。本发明包括：太阳能集热器、水箱、气液热交换器、自然对流风冷式冷凝器、膨胀阀、蒸发器和增压泵。太阳能集热器出口与气液热交换器的进口相连接，气液热交换器设置在水箱中，气液热交换器的出口与自然对流气冷式冷凝器的进口相连接，自然对流气冷式冷凝器的出口与膨胀阀的进口相连接，膨胀阀的出口与蒸发器的进口相连接，蒸发器的出口与增压泵的进口相连接，增压泵的出口与太阳能集热器的进口相连接，太阳能集热器的进口与出口相连接，如此组成一个封闭的冷热联产系统。本发明中只有增压泵需要消耗少量的电能，而装置能同时产出热水与制冷效果，最大限度的节约了能源。

Description

太阳能辅助驱动冷热联产装置
技术领域
本发明涉及的是一种能源技术领域的装置，特别一种太阳能辅助驱动冷热联产装置。
背景技术
现有的家用制冷装置基本都采用传统的蒸汽压缩制冷系统，压缩机由电能驱动，低压气态制冷剂由压缩机压缩成高压的过热蒸汽后进入冷凝器冷凝成高压液态制冷剂，再经过膨胀阀节流后进入蒸发器蒸发吸热，从而完成一个循环，制冷系统动力完全来自于电机，这种传统的电机驱动的蒸汽压缩制冷系统消耗的电能较多，尤其在大中城市，每到夏天的用电高峰时期，制冷装置的高耗电量成为电力供应紧张的最直接原因，而夏天是日照最充足的时候，正是利用太阳能的好时机。使用该装置能在降低制冷装置的能耗同时实现冷热联产，为家庭提供生活热水以及调节室内温度和存储食品所需的冷量，对于能源日渐紧张的当今社会来说意义重大。
经对现有技术的文献检索发现，专利申请号为200420019167.4的中国发明专利中提出了一种家用太阳能中央空调，该装置利用了吸附式制冷的原理，将吸附床作为“热化学压缩机”，加上冷凝器、蒸发器和毛细节流阀组成一个制冷系统。在该装置中由吸附床交替的吸收、解吸驱动制冷剂在系统内完成一个制冷循环，从而达到产生制冷效果的目的。但从目前的技术水平来看，由于吸附式制冷本身存在效率较低及吸附床的稳定性问题，吸附式制冷离实际应用还有一段距离，同时该专利中提出的“太阳能中央空调”结构过于复杂，对于成本控制以及稳定运行不利。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明设计了一种太阳能辅助驱动冷热联产装置。本发明中，使用增压泵驱动制冷剂在系统内运行，太阳能集热器则用于产生高温高压的制冷剂蒸汽，整个装置结构简单、成本较低、运行稳定。
本发明是通过下述技术方案实现的，本发明包括增压泵、太阳能集热器、气液热交换器、保温水箱、自然对流风冷式冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
太阳能集热器出口与气液热交换器的进口相连接，气液热交换器设置在水箱中，气液热交换器的出口与自然对流气冷式冷凝器的进口相连接，自然对流气冷式冷凝器的出口与膨胀阀的进口相连接，膨胀阀的出口与蒸发器的进口相连接，蒸发器的出口与增压泵的进口相连接，增压泵的出口与太阳能集热器的进口相连接，而太阳能集热器内部具有铜管将太阳能集热器的进口与出口相连接，如此组成一个封闭的冷热联产系统，系统内充注制冷剂，制冷剂可以在系统内部循环。
本发明启动后，增压泵抽吸蒸发器内的制冷剂蒸汽，将已具有一定压力的制冷剂蒸汽送入太阳能集热器内；太阳能集热器吸收太阳能加热制冷剂蒸汽，使制冷剂蒸汽的压力与温度进一步提高，产生高温高压的过热制冷剂蒸汽；在高压的驱动下，过热蒸汽进入保温水箱内的气液热交换器，高温高压的过热蒸汽将热量传递给水箱内的水，同时过热蒸汽被冷凝成高压中温的制冷剂湿蒸汽；随后中温制冷剂湿蒸汽进入自然对流风冷式冷凝器，被空气冷却成常温高压制冷剂液体；制冷剂液体经过膨胀阀被节流成气液两相的低温制冷剂湿蒸汽；在蒸发器中，低温的制冷剂湿蒸汽吸收显热与大量的气化潜热，产生制冷效果。
本发明的有益效果是，太阳能辅助驱动冷热联产装置的部件中，只有增压泵需要消耗少量的电能，而装置能同时产出热水与制冷效果，最大限度的节约了能源。具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明循环热力图
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：太阳能集热器1、水箱2、气液热交换器3、自然对流风冷式冷凝器4、膨胀阀5、蒸发器6和增压泵7。上述部件通管道连接，组成太阳能辅助驱动冷热联产装置系统。太阳能集热器1一般设置在屋顶，其出口通过管道与气液热交换器3的进口相连接；气液热交换器3设置在水箱2中；气液热交换器3的出口通过管道与自然对流气冷式冷凝器4的进口相连接；自然对流气冷式冷凝器4的出口通过管道与膨胀阀5的进口相连接；膨胀阀5的出口通过管道与蒸发器6的进口相连接，蒸发器6的出口通过管道与增压泵7的进口相连接，增压泵7的出口通过管道与太阳能集热器1的进口相连接，如此组成一个封闭的冷热联产系统，使制冷剂可以在系统内部循环。
如图2所示，为本发明循环热力图。当日照充足时装置启动，在增压泵7的驱动下，压力值为低压P2制冷剂蒸汽从蒸发器6中被抽吸出来，并获得一定的焓增和压力增；随后制冷剂蒸汽进入太阳能集热器1内部的管道中，由于太阳能集热器1吸收了大量的太阳能，其内部温度值较高，制冷剂蒸汽在管道内的流动过程中不断的吸收热量，制冷剂蒸汽的焓值与压力值迅速提高至h1及P1，达到太阳能辅助驱动的效果；从太阳能集热器1中流出的高温高压的制冷剂蒸汽进入水箱2内的气液热交换器3中，高温高压的过热制冷剂蒸汽将热量传递给水箱2内的水产出热水，同时高温高压的过热蒸汽被冷凝成高压中温的制冷剂湿蒸汽，焓值降为h3；随后中温的制冷剂湿蒸汽进入自然对流风冷式冷凝器4，被空气冷却成常温高压制冷剂液体，焓值降为h4；常温高压的制冷剂液体经过膨胀阀5被节流成气液两相的低温制冷剂湿蒸汽，压力降为P2；在蒸发器6中，低温的制冷剂湿蒸汽吸收显热与大量的气化潜热，产生制冷效果，制冷剂蒸汽焓值升为h7；随后，蒸发器6出口处的低压制冷剂蒸汽被增压泵7送入太阳能集热器1中。至此，制冷剂在本发明太阳能辅助驱动冷热联产装置内的循环完成，在该循环中，产出了热水与制冷效果，同时只有增压泵7消耗了少量的电能，最大限度的节约了能源。

Claims (3)

1.一种太阳能辅助驱动冷热联产装置，包括：太阳能集热器(1)、水箱(2)、气液热交换器(3)、自然对流风冷式冷凝器(4)、膨胀阀(5)、蒸发器(6)和增压泵(7)，其特征在于：太阳能集热器(1)出口与气液热交换器(3)的进口相连接，气液热交换器(3)设置在水箱(2)中，气液热交换器(3)的出口与自然对流风冷式冷凝器(4)的进口相连接，自然对流风冷式冷凝器(4)的出口与膨胀阀(5)的进口相连接，膨胀阀(5)的出口与蒸发器(6)的进口相连接，蒸发器(6)的出口与增压泵(7)的进口相连接，增压泵(7)的出口与太阳能集热器(1)的进口相连接，太阳能集热器(1)的进口与出口连接，如此组成一个封闭的冷热联产系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能辅助驱动冷热联产装置，其特征是，太阳能集热器(1)设置在屋顶。
3.根据权利要求1所述的太阳能辅助驱动冷热联产装置，其特征是，太阳能集热器(1)内部设有铜管，太阳能集热器(1)进口与出口通过其内部的铜管相连接。
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