太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明使用太陽(yáng)能或工藝余熱作為動(dòng)力和熱源，采用水或無害的制冷劑作為循環(huán)介質(zhì)，利用壓力差和壓縮式制冷循環(huán)原理，進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。它由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，是一種環(huán)保節(jié)能的空調(diào)產(chǎn)品。
【專利說明】太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)制冷領(lǐng)域，具體涉及利用太陽(yáng)能進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)式冷卻空調(diào)利用空氣的濕度差制冷，適用于室外空氣干燥的地區(qū)，其缺點(diǎn)是使用地域受限制，處理后的空氣相對(duì)濕度高，人體感覺不舒服。電壓縮制冷空調(diào)耗電量大，制冷劑破壞大氣層，正在逐步淘汰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽(yáng)能或工藝余熱作為動(dòng)力和熱源，采用水或無害的制冷劑進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的解決方案是:太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成。倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成；蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管、增壓泵等；熱源包括太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽(yáng)能由太陽(yáng)能空氣集熱器或太陽(yáng)能熱水器提供；冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻等；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)等。
[0005]在倒“U”形管的加熱段裝有太陽(yáng)能空氣集熱器、工藝余熱加熱器，上部與水平段相通，下部與蒸發(fā)水箱和室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)相通；水平段位于倒“U”形管的上部，兩端與加熱段、冷卻段相通，并與室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)相通；冷卻段裝有冷卻器，采用水冷卻或空氣冷卻等，上部與水平段相通，下部與大氣、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，或蒸發(fā)水箱相通；蒸發(fā)水箱裝有水或無害的制冷劑，當(dāng)水箱內(nèi)液面水蒸氣分壓力降低時(shí)，水或制冷劑蒸發(fā)吸熱，為空調(diào)提供冷凍水；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)夏季與倒“U”形管隔斷，冬季采暖時(shí)開通。因此，由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱組成了一個(gè)夏季開式或閉式的制冷循環(huán)系統(tǒng)，由倒“U”形管、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成了一個(gè)冬季閉式的采暖循環(huán)系統(tǒng)。
[0006]工作原理是這樣的:當(dāng)夏季制冷時(shí)，倒“U”形管加熱段的太陽(yáng)能空氣集熱器或余熱加熱器加熱管中的濕空氣或氣體制冷劑等，在冷卻段，冷卻器冷卻這些氣體。這樣，由于溫度不同，氣體的容重也不同，加熱段的氣體溫度高，容重小，冷卻段的氣體溫度低，容重大。根據(jù)流體力學(xué)原理，在倒“U”形管的兩邊的管段形成重力差或壓力差，冷卻段底部氣體的壓力大于加熱段底部(即蒸發(fā)水箱液體表面上)的氣體的壓力，液體表面的飽和氣體壓力大于空氣中的分壓力，對(duì)液體表面形成抽吸作用，液體蒸發(fā)吸熱，溫度降低，從而為空調(diào)提供冷凍水。當(dāng)加熱段和冷卻段高度越高，兩端的溫差越大，兩端的壓力差也越大，液體蒸發(fā)也越強(qiáng)烈，制冷量也越大。
[0007]當(dāng)?shù)埂癠”形管與膨脹節(jié)流器、蒸發(fā)水箱、增壓設(shè)備(或增壓泵、增壓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等)組成一個(gè)閉式循環(huán)回路時(shí)，它可以進(jìn)行壓縮制冷循環(huán)，工作原理是這樣的:夏季制冷時(shí)，增壓設(shè)備將蒸發(fā)水箱的制冷劑送入倒“U”形管加熱段，被加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段被冷卻為高壓液體，經(jīng)過膨脹節(jié)流器，節(jié)流為低溫、低壓的制冷劑，在蒸發(fā)水箱中吸熱，從而完成制冷循環(huán)。當(dāng)冬季采暖時(shí)，蒸發(fā)水箱、冷卻段不工作，室內(nèi)外冷空氣被加熱段的太陽(yáng)能或工藝余熱加熱，然后送入空調(diào)房間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是開式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 圖2是閉式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖
圖3是閉式無太陽(yáng)能空氣集熱器的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 圖4是壓縮式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 附圖標(biāo)記說明:
1、加熱段，2、太陽(yáng)能空氣集熱器，3、水平段，4、冷卻段，5、冷卻器，6、11、16、18、19、20、21、閥門，7、送風(fēng)口，8、排風(fēng)口，9、風(fēng)道，10、加熱器，12、蒸發(fā)水箱，13、空調(diào)水換熱器，14、循環(huán)水泵，15、補(bǔ)水閥，17、風(fēng)機(jī)，22、增壓泵，23、膨脹節(jié)流器
具體實(shí)施辦法
圖1是開式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，由加熱段1、水平段3、冷卻段4構(gòu)成倒“U”形管，宜采用鋼管制作并保溫。在加熱段I上有太陽(yáng)能空氣集熱器2，加熱空氣和水蒸汽，當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，加熱器10用于加熱空氣和水蒸汽，熱源采用工藝余熱或電等輔助熱能；在冷卻段4上裝有冷卻器5，圖中為水冷套管式冷卻器，冷卻水溫度宜在35°C以下，由冷卻塔或天然水體提供；加熱段I的底端與蒸發(fā)水箱12密閉連接，裝有空調(diào)水換熱器13、循環(huán)水泵14、補(bǔ)水閥15、噴淋管等；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與加熱段1、水平段3、冷卻段4相連通，可以滿足不同季節(jié)和工況的需要，閥門6、11、16、18、19、20、21應(yīng)采用密閉性能更好的液體閥門。
[0009]夏季設(shè)備工作時(shí)，閥門6、11、20關(guān)閉，閥門21打開，由于太陽(yáng)能空氣集熱器2不斷加熱，管內(nèi)空氣和水蒸汽變成高溫氣體，進(jìn)入冷卻段4，冷卻水不斷冷卻高溫空氣和水蒸汽，變成低溫空氣和水蒸汽，最后從閥門21排到大氣中，還可能有凝結(jié)水從閥門21排出，由于兩端形成壓力差，冷卻段底部的水蒸汽壓力大于加熱段底部(即蒸發(fā)水箱水表面上)水蒸汽的壓力，對(duì)蒸發(fā)水箱12的水形成抽吸作用，水蒸發(fā)冷卻，通過空調(diào)水換熱器13熱交換，為空調(diào)提供冷凍水。當(dāng)太陽(yáng)能空氣集熱器2和冷卻器5的高差為100米、兩端的空氣溫差為100°C時(shí)，有較好的制冷效果，空氣溫差越大，高差就可以降低，因此該系統(tǒng)適用于高層建筑，將太陽(yáng)能空氣集熱器2裝在建筑外立面上，它可以保證有足夠的高差。當(dāng)閥門6、11、18、19、21關(guān)閉，閥門16、20打開，風(fēng)機(jī)17啟動(dòng)，向外排風(fēng)、排氣，可以增強(qiáng)對(duì)蒸發(fā)水箱12的抽吸作用，水蒸發(fā)更強(qiáng)烈，制冷效果更好。
[0010]冬季設(shè)備工作時(shí)，閥門6、11、18、19打開，閥門20關(guān)閉，風(fēng)機(jī)17啟動(dòng)，室內(nèi)空氣和室外新風(fēng)被送入加熱器10、太陽(yáng)能空氣集熱器2加熱，再?gòu)乃惋L(fēng)口 7送入房間，也可以啟動(dòng)循環(huán)水泵14對(duì)空氣加濕。
[0011]圖2是閉式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，在冷卻段4的底部接凝結(jié)水管，與蒸發(fā)水箱12相連通，形成閉式循環(huán)系統(tǒng)，與圖1相同，它依靠倒“U”形管兩端的壓力差循環(huán)工作。夏季工作時(shí)，蒸發(fā)水箱12的液體在壓力差的作用下，蒸發(fā)吸熱，提供空調(diào)冷凍水，蒸汽被加熱器10、在太陽(yáng)能空氣集熱器2不斷加熱，管內(nèi)蒸汽變成高溫氣體，進(jìn)入冷卻段4，冷卻水不斷冷卻高溫氣體，凝結(jié)成低溫液體，通過凝結(jié)水管回流到蒸發(fā)水箱12，完成制冷循環(huán)。由于冷卻段4與加熱段I的壓力差，蒸發(fā)水箱12內(nèi)的液體表面應(yīng)高于冷卻段4底部的液體表面，高差應(yīng)大于這個(gè)壓力差，否則應(yīng)在凝結(jié)水管上設(shè)節(jié)流設(shè)備，如:節(jié)流閥、U形管等。循環(huán)介質(zhì)可以采用水或其它無害制冷劑，系統(tǒng)啟動(dòng)前應(yīng)抽真空，然后加注循環(huán)介質(zhì)。冬季工作時(shí)，將循環(huán)介質(zhì)從系統(tǒng)抽出，閥門6、11打開，風(fēng)機(jī)17啟動(dòng)，進(jìn)行制熱循環(huán)。
[0012]圖3是閉式無太陽(yáng)能空氣集熱器的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，在加熱段I不設(shè)太陽(yáng)能空氣集熱器2，在底部設(shè)加熱器10，利用充足的工藝余熱作為熱源，工作原理同上。
[0013]圖4是壓縮式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，它由加熱段1、水平段3、冷卻段4、膨脹節(jié)流器23、蒸發(fā)水箱12、增壓泵22組成閉式循環(huán)制冷系統(tǒng)。工作原理是這樣的:夏季制冷時(shí)，增壓泵22 (或增壓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等增壓設(shè)備)將蒸發(fā)水箱12的制冷劑送入加熱段1，被加熱器10和太陽(yáng)能空氣集熱器2加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段4被冷卻為高壓液體，經(jīng)過膨脹節(jié)流器23，節(jié)流為低溫、低壓的制冷劑，在蒸發(fā)水箱12中吸熱，提供空調(diào)冷凍水，從而完成制冷循環(huán)。因此，它是壓縮式制冷循環(huán)，與圖1、2、3的壓力差制冷原理不同，它不需要高差，對(duì)加熱段1、冷卻段4的高度沒有更高的要求，適用于任何高度的建筑。當(dāng)冬季采暖時(shí)，蒸發(fā)水箱12、冷卻段4不工作，室內(nèi)外冷空氣被加熱段I的太陽(yáng)能或工藝余熱加熱，然后送入空調(diào)房間。
[0014]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施辦法而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施辦法所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管，熱源包括太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽(yáng)能由太陽(yáng)能空氣集熱器或太陽(yáng)能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與蒸發(fā)水箱密閉連接，加熱段裝有加熱器和太陽(yáng)能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時(shí)，加熱段的濕空氣被熱源加熱、冷卻段的濕空氣被冷卻源冷卻，冷卻段底部壓力大于加熱段底部壓力，水蒸氣不斷從冷卻段底部排出，對(duì)蒸發(fā)水箱的水面形成抽吸作用，水蒸發(fā)吸熱被冷卻，為空調(diào)提供冷凍水，當(dāng)冬季采暖時(shí)，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
2.太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管，熱源包括太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽(yáng)能由太陽(yáng)能空氣集熱器或太陽(yáng)能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與蒸發(fā)水箱密閉連接，加熱段裝有加熱器和太陽(yáng)能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，冷卻段的底部通過凝結(jié)水管與蒸發(fā)水箱相連通，這樣，倒“U”形管、蒸發(fā)水箱組成一個(gè)閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時(shí)，加熱段的水蒸氣或氣態(tài)制冷劑被熱源加熱、冷卻段的水蒸氣或氣態(tài)制冷劑被冷卻源冷卻，水蒸氣或氣態(tài)制冷劑不斷從冷卻段底部凝結(jié)，流回蒸發(fā)水箱，冷卻段底部壓力大于加熱段底部壓力，對(duì)蒸發(fā)水箱的水面或制冷劑液面形成抽吸作用，水或制冷劑蒸發(fā)吸熱被冷卻，為空調(diào)提供冷凍水，蒸發(fā)水箱內(nèi)的液體表面應(yīng)高于冷卻段底部的液體表面，高差應(yīng)大于冷卻段底部與加熱段底部的壓力差，或在凝結(jié)水管上設(shè)節(jié)流設(shè)備，當(dāng)冬季采暖時(shí)，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
3.太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、增壓設(shè)備、膨脹節(jié)流器、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱中有空調(diào)水換熱器，熱源包括太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽(yáng)能由太陽(yáng)能空氣集熱器或太陽(yáng)能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與增壓設(shè)備相連，加熱段裝有加熱器和太陽(yáng)能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽(yáng)能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，冷卻段的底部通過膨脹節(jié)流器與蒸發(fā)水箱相連通，增壓設(shè)備與蒸發(fā)水箱相連通，這樣，倒“U”形管、膨脹節(jié)流器、蒸發(fā)水箱、增壓設(shè)備組成一個(gè)閉式壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時(shí)，增壓設(shè)備把水或制冷劑從蒸發(fā)水箱提升到加熱段，水或制冷劑被熱源加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段被冷卻源冷卻成高壓液體，再被膨脹節(jié)流器節(jié)流成低溫、低壓液體，流入蒸發(fā)水箱，與空調(diào)水換熱器換熱，為空調(diào)提供冷凍水，當(dāng)冬季采暖時(shí)，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
【文檔編號(hào)】F24F5/00GK103542474SQ201310515311
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】榮國(guó)華 申請(qǐng)人:榮國(guó)華