專利名稱：太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種家用空調(diào)系統(tǒng)，尤其是一種太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)。屬于機械工程中的太陽能技術(shù)和制冷技術(shù)領(lǐng)域。
夏天，太陽能能量密度達到700～1000瓦每平方米，利用太陽能實現(xiàn)空調(diào)制冷無疑可以大幅減小空調(diào)電能消耗，對于提高太陽能熱利用水平和改善空調(diào)裝置的能源利用結(jié)構(gòu)具有重要意義。近年來在太陽能集熱器的開發(fā)及應(yīng)用方面取得了長足的進步，開發(fā)了利用深井水供冷和采用太陽能集熱相結(jié)合的復(fù)合供暖/空調(diào)系統(tǒng)，太陽能驅(qū)動的溴化鋰吸收式空調(diào)系統(tǒng)以及采用氨-水工質(zhì)對的吸收式系統(tǒng)。吸附制冷技術(shù)的發(fā)展，尤其是以沸石-水以及活性碳-甲醇等具有較低脫附溫度吸附工質(zhì)對的應(yīng)用，使利用太陽能或余熱的吸附制冷空調(diào)系統(tǒng)得到了較快的發(fā)展，一些研究機構(gòu)也曾對采用不同吸附工質(zhì)對的太陽能制冷系統(tǒng)進行過報道。與其它系統(tǒng)相比，太陽能吸附式空調(diào)制冷系統(tǒng)擺脫了對深井水等自然資源的依賴，旋轉(zhuǎn)部件少、運行維護方便，不消耗電能，適用于太陽能或余熱資源豐富的廣大地區(qū)，經(jīng)濟和地域適用性都很強，但也存在不足，如因太陽能輻射隨晝夜、季節(jié)和天氣變化而造成運轉(zhuǎn)存在間歇性，不能連續(xù)供冷和性能波動等問題。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種通過吸附化學(xué)潛能與物理顯熱等制冷能力的存儲來實現(xiàn)太陽能空調(diào)系統(tǒng)輸出負荷的合理調(diào)配，使系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下采用吸附制冷原理，吸附工質(zhì)對為沸石-水或者活性碳-甲醇，這些物質(zhì)均無毒無害，不會破壞大氣臭氧層，可確保了系統(tǒng)工作的環(huán)境友好性。白天日照充足時，吸附劑吸收太陽能，吸附床溫度升高，制冷劑從吸附劑中解析，吸附器內(nèi)壓力升高，制冷劑進入冷凝器，經(jīng)冷卻介質(zhì)冷卻凝結(jié)下來，被收集在蒸發(fā)貯液器中。夜間環(huán)境溫度降低，吸附床向外散熱，床溫下降，吸附劑開始吸附制冷劑，床內(nèi)制冷劑壓力降低。制冷劑在蒸發(fā)貯液器中蒸發(fā)產(chǎn)生制冷效果。蒸發(fā)貯液器采取增加制冷劑容積的方法實現(xiàn)冷量存儲，存儲冷量的目的是與風(fēng)機盤管結(jié)構(gòu)相結(jié)合對冷量輸出進行調(diào)配。蒸發(fā)貯液器儲存的冷量形式為物理顯熱?；瘜W(xué)吸附潛能的存儲通過解析吸附床來實現(xiàn)，解析后的吸附床具備了繼續(xù)吸附進行制冷的能力，將吸附床吸付潛能儲備起來，在需要的時候與蒸發(fā)器連接即可吸附制冷。該儲能方式與顯熱蓄能相比，不存在與周圍環(huán)境的溫差，且易于調(diào)節(jié)。
本發(fā)明由太陽能吸附集熱器、真空閥二只、冷凝器、蒸發(fā)貯液器、風(fēng)機盤管、泵進水口、出水口組成，吸附集熱器通過真空閥再與冷凝器連接，冷凝器又與蒸發(fā)貯液器連接，蒸發(fā)貯液器通過另一只真空閥回吸附集熱器作為吸附通道，蒸發(fā)貯液器在吸附床冷卻時，當(dāng)與吸附床連接即會蒸發(fā)制冷，其制冷量通過風(fēng)機盤管輸出給空調(diào)環(huán)境，吸附集熱器還分別與進水口和出水口連接。利用白天的太陽能加熱吸附集熱器使制冷劑解吸，通向冷凝器的真空閥開啟而通向吸附集熱器的真空閥關(guān)閉，解吸出來的制冷劑經(jīng)冷凝器冷卻介質(zhì)(可為水或空氣)冷卻凝結(jié)為液態(tài)進入蒸發(fā)貯液器，這樣，太陽能就轉(zhuǎn)化為代表制冷能力的吸附勢能貯存起來。晚上通過自然冷卻、吸附降溫，制冷劑通過通向吸附集熱器的真空閥被吸附劑吸附，產(chǎn)生制冷效果，產(chǎn)生的冷量一部分通過冷媒水從風(fēng)機盤管輸出，另一部分蓄存在蒸發(fā)貯液器中，可在需要時根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)制冷量。如圖2所示，吸附集熱器內(nèi)的吸附床中設(shè)制冷劑管道，可利用輔助熱源加熱吸附床，便于制冷系統(tǒng)在合理工況下工作，另外在管道內(nèi)通冷卻水冷卻可以回收吸附床顯熱及吸附熱，因而可為家庭或用戶提供40～60℃左右的熱水。吸附集熱器經(jīng)太陽能加熱使制冷劑解吸后，通過真空閥和與蒸發(fā)貯液器和冷凝器的隔離，在需要空調(diào)制冷時只需打開真空閥，并通過對吸附集熱器的自然冷卻或通冷卻水冷卻。吸附床還可將解吸好的吸附床吸附潛能儲備起來，實現(xiàn)化學(xué)吸附潛能的儲存，以便在需要時制冷。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著的進步，本發(fā)明系統(tǒng)運行可靠，結(jié)構(gòu)較簡單，維護十分方便，可廣泛地用于家用的太陽能空調(diào)，如對20平方米家居每天制冷8小時，在日輻照度為1000瓦的條件下采用5-8平方米的吸附集熱器面積，可以十分可靠地運行，本發(fā)明具有廣闊的應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明實施方式

圖1本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2吸附集熱器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本發(fā)明由吸附集熱器1、真空閥門2、3、冷凝器4、蒸發(fā)貯液器5、風(fēng)機盤管6、泵7和進水口10、出水口11組成，吸附集熱器1通過真空閥門2與冷凝器4連接，冷凝器4又與蒸發(fā)貯液器5連接，蒸發(fā)貯液器5通過真空閥門3又與吸附集熱器1相連構(gòu)成吸附通道，蒸發(fā)貯液器5通過冷媒水熱交換器，將冷媒水經(jīng)泵回路與風(fēng)機盤管6連接，吸附集熱器1還分別與進水口10和出水口11連接。利用白天的太陽能加熱吸附集熱器1使制冷劑解吸，通向冷凝器的真空閥2開啟，而通向吸附集熱器的真空閥3關(guān)閉，解吸出來的制冷劑經(jīng)冷凝器4冷卻介質(zhì)(可為水或空氣)冷卻凝結(jié)為液態(tài)進入蒸發(fā)貯液器5，這樣，太陽能就轉(zhuǎn)化為代表制冷能力的吸附勢能貯存起來。晚上通過自然冷卻、吸附降溫，制冷劑通過通向吸附集熱器1的真空閥3被吸附劑吸附，產(chǎn)生制冷效果，產(chǎn)生的冷量一部分通過冷媒水從風(fēng)機盤管6輸出，另一部分蓄存在蒸發(fā)貯液器5中，可在需要時根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)制冷量。如圖2所示，吸附集熱器1內(nèi)的吸附床8中設(shè)熱媒流體管道9，可利用輔助熱源加熱吸附床8，便于制冷系統(tǒng)在合理工況下工作，另外在管道9內(nèi)通冷卻水冷卻可以回收吸附床8顯熱及吸附熱，因而可為家庭或用戶提供40～60℃左右的熱水。吸附集熱器1經(jīng)太陽能加熱使制冷劑解吸后，通過真空閥2和3與蒸發(fā)貯液器5和冷凝器4的隔離，可蓄積吸附潛能；在需要空調(diào)制冷時只需打開真空閥3，并通過對吸附集熱器1的自然冷卻或通冷卻水冷卻即可吸附制冷。吸附床8還可將解吸好的吸附床8的吸附潛能儲備起來，實現(xiàn)太陽能蓄能空調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)，由冷凝器4、蒸發(fā)貯液器5、風(fēng)機盤管6、泵7組成，其特征在于還包括吸附集熱器1、真空閥門2、3和進水口10、出水口11，吸附集熱器1通過真空閥門2與冷凝器4連接，冷凝器4又與蒸發(fā)貯液器5連接，蒸發(fā)貯液器5通過真空閥門3又與吸附集熱器1相聯(lián)，蒸發(fā)貯液器5與風(fēng)機盤管6連接，風(fēng)機盤管6經(jīng)泵7送回蒸發(fā)貯液器5，吸附集熱器1還分別與進水口10和出水口11連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)，其特征還在于吸附集熱器1內(nèi)的吸附床8中設(shè)熱媒流體管道9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)，其特征還在于利用白天的太陽能加熱吸附集熱器1使制冷劑解吸，通向冷凝器的真空閥2開啟，而通向吸附集熱器的真空閥3關(guān)閉，解吸出來的制冷劑經(jīng)冷凝器4冷卻介質(zhì)(可為水或空氣)冷卻凝結(jié)為液態(tài)進入蒸發(fā)貯液器5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)，其特征還在于晚上通過自然冷卻，使吸附劑降溫，制冷劑通過通向吸附集熱器1的真空閥3被吸附劑吸附，產(chǎn)生制冷效果，產(chǎn)生的冷量一部分通過冷媒水從風(fēng)機盤管6輸出，另一部分蓄存在蒸發(fā)貯液器5中，可在需要時根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)制冷量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蓄能轉(zhuǎn)換家用空調(diào)系統(tǒng)，其特征還在于吸附集熱器1經(jīng)太陽能加熱使制冷劑解吸后，通過真空閥2和3與蒸發(fā)貯液器5和冷凝器4的隔離，在需要空調(diào)制冷時只需打開真空閥3，并通過對吸附集熱器1的自然冷卻或通冷卻水冷卻。
全文摘要
本發(fā)明由太陽能吸附集熱器、真空閥二只、冷凝器、蒸發(fā)貯液器、風(fēng)機盤管、泵進水口、出水口組成,吸附集熱器通過真空閥再與冷凝器連接,冷凝器又與蒸發(fā)貯液器連接,蒸發(fā)貯液器通過另一只真空閥回吸附集熱器,蒸發(fā)貯液器與風(fēng)機盤管連接,風(fēng)機盤管經(jīng)泵又回蒸發(fā)貯液器,吸附集熱器還分別與進水口和出水口連接。
文檔編號F24J2/34GK1254079SQ9912402
公開日2000年5月24日 申請日期1999年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月17日
發(fā)明者王如竹, 代彥軍, 許煜雄, 吳靜怡 申請人:上海交通大學(xué)