專利名稱：一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，屬于一種制冷技術領域的 系統(tǒng)，特別涉及吸附式制冷機利用低溫熱源的制冷技術領域。
背景技術：
能源是人類生存和發(fā)展的重要的物質基礎，關系經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定以及國家安 全。能源問題已經(jīng)成為阻礙我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的突出問題之一。我國建筑能耗占總耗電 量的30%左右，而空調能耗占建筑能耗的60-70%左右。尤其是夏天空調用電高峰期，對電 力系統(tǒng)具有重要的影響。當外界氣溫較高，空調使用量較大時，我國部分地區(qū)就會出現(xiàn)電力 供應不足，采用拉閘限電方式，來保證大部分人正常的生活需求。此外，其他場合使用空調的能源消耗量也比較大，像汽車、輪船等。截止到2009 年，全國汽車保有量大約有7000萬臺，并且總量還以較高的速度增長。汽車空調燃油消耗 大約占發(fā)動機能源消耗的10%左右，汽車空調能耗也十分客觀。空調的制冷原理主要是利用逆卡諾循環(huán)，制冷工質從低溫熱源中吸收熱量，向高 溫熱源釋放熱量，通過不斷的吸熱、放熱來達到制冷的目的。并且在逆卡諾循環(huán)中，制冷系 數(shù)僅取決于低溫熱源和高溫熱源的溫度，與循環(huán)工質的性質無關。由熱力學第二定律可知， 提高低溫熱源的溫度和降低高溫熱源的溫度都可以降低功耗，提高制冷效率。低溫熱源的 溫度是根據(jù)人們的制冷要求和舒適度決定的，一般難以改變，因此降低空調高溫熱源的溫 度成為提高空調用電效率的發(fā)展方向。目前常用的空調機組主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥組成?？照{制冷時， 蒸發(fā)器與室內進行換熱，通過循環(huán)工質在蒸發(fā)器內汽化，吸收室內空氣的熱量而實現(xiàn)制冷 作用；冷凝器與室外進行換熱，循環(huán)工質在冷凝器中冷凝成為液態(tài)，從而實現(xiàn)向室外空氣釋 放熱量過程。在制冷過程中，夏天室外空氣溫度與人們要求制冷溫度的溫差比較大，使得空 調系統(tǒng)的制冷系數(shù)較低，耗電量較大。吸附式制冷機采用固體吸附劑吸附制冷劑，實現(xiàn)從低溫吸收熱量向高溫釋放熱量 的過程。吸附式制冷機可利用低品位熱量進行驅動，如太陽能、低溫余熱等，不消耗其他能 量，可對目前能源緊張供應起到緩解作用，應用前景比較廣闊。但是，吸附式制冷機在家用、 車載空調、通信機房等方面應用時，由于安裝體積的嚴格限制，導致大型的吸附式制冷機組 無法應用，而小型的吸附式制冷機由于受制冷速率慢、制冷量低等問題困擾，制冷能力受到 嚴重的考驗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提高現(xiàn)有的壓縮式空調系統(tǒng)制冷效率，降低耗電量等問題，提 出一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)；系統(tǒng)中吸附式制冷機為小型的吸附式制冷 機，可利用低溫余熱，如太陽能、汽車發(fā)動機冷卻水的余熱等進行驅動，不消耗任何電能，進 行制冷，并且降低空調系統(tǒng)高溫熱源溫度，有利于提高空調系統(tǒng)的制冷效率，從而節(jié)約能源。與現(xiàn)有的壓縮式空調制冷機相比，本發(fā)明具有提高壓縮式空調系統(tǒng)的制冷性能，降低耗 電量等突出優(yōu)點，符合當前節(jié)能減排，提高能源利用率的發(fā)展趨勢；與單一使用吸附式制冷 機相比，本發(fā)明解決了吸附式制冷機單獨使用的制冷速率慢、制冷量低等問題，有利于吸附 式制冷機的推廣使用。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術方案一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，包括有吸附式制冷機系統(tǒng)、壓縮式空調系統(tǒng)以及管道。其特征是，所述的吸附 式制冷機系統(tǒng)包括吸附式制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)以及吸附式制冷機驅 動熱源系統(tǒng)；冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由冷卻器、冷卻水循環(huán)泵和管道相互連接組成，通過管道與吸 附式制冷機連接；冷凍水循環(huán)系統(tǒng)由換熱盤管、冷凍水循環(huán)泵和管道相互連接組成，通過管 道與吸附式制冷機連接；吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)由驅動熱源、驅動熱源循環(huán)泵和管道 相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機連接；所述的壓縮式空調系統(tǒng)包括室外循環(huán)系統(tǒng) 和室內循環(huán)系統(tǒng)。所述的壓縮式空調的室外循環(huán)系統(tǒng)旁側設有換熱盤管。壓縮式空調中的高溫熱源為經(jīng)吸附式制冷機系統(tǒng)中換熱盤管制冷后的空氣，即換 熱盤管是吸附式制冷機系統(tǒng)的空氣制冷裝置。吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)驅動吸附式制 冷機通過換熱盤管對外界空氣進行制冷，制冷后的空氣進入壓縮式空調系統(tǒng)中室外循環(huán)系 統(tǒng)，從而實現(xiàn)壓縮式空調系統(tǒng)對室內空氣制冷的目的。在此運行過程中，壓縮式空調系統(tǒng)利 用吸附式制冷機制冷后的空氣作為高溫熱源，進行制冷。吸附式制冷機的應用，降低空調系 統(tǒng)高溫熱源溫度，有利于提高空調系統(tǒng)的制冷效率，從而節(jié)約能源。在上述系統(tǒng)中，首先啟動冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)及吸附式制冷機驅動 熱源系統(tǒng)，在吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)驅動下，吸附式制冷機通過換熱盤管對外界空氣 進行制冷；再啟動壓縮式空調系統(tǒng)，經(jīng)吸附式制冷機制冷后的空氣被吸入壓縮式空調系統(tǒng) 的室外循環(huán)系統(tǒng)內，成為壓縮式空調系統(tǒng)的高溫熱源；再通過壓縮式空調系統(tǒng)，實現(xiàn)對室內 進行降溫的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，與 單獨使用壓縮式空調系統(tǒng)作比較，可以有效地降低了壓縮式空調系統(tǒng)高溫熱源的溫度，提 高了空調制冷效率，節(jié)約了能源；與單一使用吸附式制冷機作比較，由于吸附式制冷機不直 接對室內空氣進行制冷，人們對制冷速率要求降低；并且制冷后的空氣溫度高于單一使用 時制冷后的溫度，需求的制冷量降低，正好避免了吸附式制冷機單一使用時制冷量不高等 弊端。因此吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，分別與兩個制冷系統(tǒng)單獨使用相比，都具 有突出的優(yōu)越性；此外，吸附式制冷機與壓縮式空調的聯(lián)用既起到降低耗電量的作用，又充 分利用現(xiàn)有的壓縮式空調設備，避免采用其他新的節(jié)能制冷設備而造成壓縮式空調設備浪 費的局面，也易被人們所接受；并且目前壓縮式空調的普及率很高，應用很廣泛，此聯(lián)用系 統(tǒng)可以得到大力推廣使用。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一太陽能吸附熱式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)流程示意 附圖標記說明1-吸附式制冷機，2-驅動熱源，3-驅動熱源循環(huán)泵，4-冷卻水循 環(huán)泵，5-冷卻器，6-冷凍水循環(huán)泵，7-換熱盤管，8-室外循環(huán)系統(tǒng)，9-室內循環(huán)系統(tǒng)，11-太 陽能集熱器，12-第一電磁閥門，13-蓄熱器，14-第二電磁閥門，15-第三電磁閥門，16-第 四電磁閥門，17-第五電磁閥門，18-第一熱水循環(huán)泵，19-熱水水箱，20-第二熱水循環(huán)泵， 21-第一回路，22-第二回路，23-第三回路，31-吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)，32-冷卻水循 環(huán)系統(tǒng)，33-冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的內容做進一步詳細說明。實施例一請參閱圖1和圖2所示，一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)的具體應用，包 括有吸附式制冷機系統(tǒng)、壓縮式空調系統(tǒng)以及管道。所述的吸附式制冷機系統(tǒng)包括吸附式 制冷機1、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)32、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)33以及吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)31 ；冷 卻水循環(huán)系統(tǒng)32由冷卻器5、冷卻水循環(huán)泵4和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷 機1連接；冷凍水循環(huán)系統(tǒng)33由換熱盤管7、冷凍水循環(huán)泵6和管道相互連接組成，通過管 道與吸附式制冷機1連接；吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)31由驅動熱源2、驅動熱源循環(huán)泵 3和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機1連接；所述的壓縮式空調系統(tǒng)包括室外 循環(huán)系統(tǒng)9和室內循環(huán)系統(tǒng)8。吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)31為太陽能集熱系統(tǒng)，包括太陽能集熱器11、若干 個電磁閥門、蓄熱器13、若干個熱水循環(huán)泵、熱水水箱19以及之間相互連接的管道。壓縮式 空調的室外循環(huán)系統(tǒng)9旁側設有換熱盤管7。太陽能集熱器11 一端依次通過第三電磁閥門15和熱水水箱19與吸附式制冷機 1連接，另一端依次通過第五電磁閥門17、第一熱水循環(huán)泵18和吸附式制冷機1連接，形成 第一回路21 ；在太陽能集熱器11兩端上還形成另一連接第二回路22，太陽能集熱器11 一 端依次通過第一電磁閥門12、蓄熱器13、第二電磁閥門14和熱水水箱19與吸附式制冷機 1連接，另一端依次通過第五電磁閥門17、第一熱水循環(huán)泵18和吸附式制冷機1連接；太陽 能集熱器11 一端依次通過第三電磁閥門15、第二電磁閥門14、熱水水箱13、第二熱水循環(huán) 泵20、第四電磁閥門16，與太陽能集熱器11的另一端相連接，形成第三回路23。當太陽光比較充足時，運行第一回路21，第三電磁閥門15和第五電磁閥門17打 開，第一熱水循環(huán)泵18將吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)中的水送入太陽能集熱器11進行加 熱，加熱之后通過第三電磁閥門15，進入熱水水箱19，之后進入吸附式制冷機1，驅動吸附 式制冷機1工作，之后依次通過第一熱水循環(huán)泵18、第五電磁閥門17回流到太陽能集熱 器11，完成一個循環(huán)；當陰天或晚上時，運行第二回路22，第一電磁閥門12、第二電磁閥門 14、第五電磁閥門17打開，第一熱水循環(huán)泵18將太陽能集熱器11中的水通過第一電磁閥 門12，送入蓄熱器13中，利用蓄熱材料進行加熱，之后依次通過第二電磁閥門14、熱水水箱 19，進入吸附式制冷機1，之后通過第一熱水循環(huán)泵18.第五電磁閥門17回流至太陽能集熱 器Ilo進一步，如圖2所示，蓄熱器13與太陽能集熱器11組成蓄熱器加熱循環(huán)系統(tǒng)，運 行第三回路23。第二電磁閥門14、第三電磁閥門15、第四電磁閥門16打開，以第二熱水循環(huán)泵20為動力，通過太陽能集熱器11中的熱水依次通過第三電磁閥門15、第二電磁閥門 14，與蓄熱器13中的蓄熱材料進行熱量傳遞，實現(xiàn)蓄熱材料蓄熱的過程，之后從蓄熱器13 中流出的熱水依次通過第二熱水循環(huán)泵20、第四電磁閥門16，與太陽能集熱器11另一端相 連接。本實例所提供的太陽能吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)的工作過程在于經(jīng) 過太陽的照射，太陽能集熱器吸收太陽能來加熱循環(huán)水，熱水驅動吸附式制冷機對外界空 氣制冷，并將制冷后的空氣輸送到壓縮式空調系統(tǒng)，通過壓縮式空調的室外、室內循環(huán)進行 換熱，達到向室內制冷的目的。當陰天或夜晚，太陽能集熱器出口的熱水溫度不足以驅動吸 附式制冷機時，第二回路閥門可受控啟動，輔助加熱太陽能集熱器中的熱水，保證吸附式制 冷機正常的啟動運行。
本實例所提供的太陽能吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)的效果在于假設外界環(huán)境溫度為35°C，制冷后房間溫度要求達到26。C。壓縮式空調系統(tǒng)單一使用壓縮式空調系統(tǒng)的高溫熱源溫度35°C，經(jīng)過壓縮式空 調制冷后房間溫度26°C，制冷溫差為9°C ；太陽能吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)整個制冷過程分為兩步，第一步吸 附式制冷機利用太陽能對外界空氣進行制冷，第二步壓縮式空調系統(tǒng)吸入經(jīng)太陽能吸附式 制冷機制冷后的空氣，對室內進行制冷。第一步過程中，太陽能吸附式制冷機的運行條件為外界環(huán)境溫度為35°C，通過 吸附式制冷機進行制冷，制冷后空氣溫度低于30°C ；第二步過程中，壓縮式空調的高溫熱源 為溫度低于30°C的空氣，對房間空氣進行制冷，制冷后空氣溫度為26°C，空調制冷溫差小 于 4°C。根據(jù)逆卡諾循環(huán)計算的空調制冷性能系數(shù)方法，太陽能吸附式制冷機與空調聯(lián)用 的空調制冷性能系數(shù)比空調單一使用時提高2倍左右，耗電量下降一半左右。因此太陽能吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，降低了壓縮式空調系統(tǒng)的制冷 溫差，有效地降低空調耗電量，并且吸附式制冷機利用太陽能進行工作，不消耗電能，整個 系統(tǒng)具有節(jié)能作用。對于聯(lián)用后的太陽能吸附式制冷機系統(tǒng)，與其單一使用相比，制冷后的溫度要求 從26°C上升到30°C，提高了太陽能吸附式制冷機系統(tǒng)的制冷溫度，降低了制冷量的需求， 符合吸附式制冷機運行條件。在上述太陽能吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)中，吸附式制冷機可以降低空 調系統(tǒng)中高溫熱源的溫度，減少空調系統(tǒng)的耗電量；而且在此聯(lián)用系統(tǒng)中，吸附式制冷機依 靠太陽能進行驅動制冷，沒有任何額外的功耗，整個聯(lián)用系統(tǒng)具有節(jié)能作用，具有重要的應 用價值。上列詳細說明是針對本發(fā)明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā) 明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求
1.一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，包括有吸附式制冷機系統(tǒng)、壓縮式空調 系統(tǒng)以及管道，其特征是，所述的吸附式制冷機系統(tǒng)包括吸附式制冷機(1)、冷卻水循環(huán) 系統(tǒng)(32)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)(33)以及吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)(31)；冷卻水循環(huán)系統(tǒng) (32)由冷卻器(5)、冷卻水循環(huán)泵(4)和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機⑴ 連接；冷凍水循環(huán)系統(tǒng)(33)由換熱盤管(7)、冷凍水循環(huán)泵(6)和管道相互連接組成，通過 管道與吸附式制冷機連接；吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)(31)由驅動熱源(2)、驅動熱源循 環(huán)泵(3)和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機(1)連接；所述的壓縮式空調系統(tǒng) 包括室外循環(huán)系統(tǒng)(9)和室內循環(huán)系統(tǒng)(8)。
2.如權利要求1所述的吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于壓縮式空 調的室外循環(huán)系統(tǒng)(9)旁側設有換熱盤管(7)。
3.如權利要求1所述的吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于所述吸 附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)(31)為太陽能集熱系統(tǒng)，太陽能集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器 (11)、若干個電磁閥門、蓄熱器(13)、若干個熱水循環(huán)泵、熱水水箱(19)以及之間相互連接 的管道。
4.如權利要求3所述的吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于所述太陽 能集熱器(11) 一端依次通過第三電磁閥門(15)、熱水水箱(19)與吸附式制冷機(1)連接， 另一端依次通過第五電磁閥門(17)、第一熱水循環(huán)泵(18)與吸附式制冷機(1)連接，形成 第一回路(21)；在太陽能集熱器(11)兩端上還形成另一連接第二回路(22)，太陽能集熱器 (11) 一端依次通過第一電磁閥門(12)、蓄熱器(13)、第二電磁閥門(14)和熱水水箱(19) 與吸附式制冷機(1)連接，另一端依次通過第五電磁閥門(17)、第一熱水循環(huán)泵(18)和吸 附式制冷機(1)連接；太陽能集熱器(11) 一端依次通過第三電磁閥門(15)、第二電磁閥門 (14)、熱水水箱(13)、第二熱水循環(huán)泵(20)、第四電磁閥門(16)，與太陽能集熱器(11)的另 一端相連接，形成第三回路(23)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸附式制冷機與壓縮式空調聯(lián)用系統(tǒng)，包括有吸附式制冷機系統(tǒng)、壓縮式空調系統(tǒng)以及管道，其特征是，所述的吸附式制冷機系統(tǒng)包括吸附式制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)以及吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)；冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由冷卻器、冷卻水循環(huán)泵和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機連接；冷凍水循環(huán)系統(tǒng)由換熱盤管、冷凍水循環(huán)泵和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機連接；吸附式制冷機驅動熱源系統(tǒng)由驅動熱源、驅動熱源循環(huán)泵和管道相互連接組成，通過管道與吸附式制冷機連接；所述的壓縮式空調系統(tǒng)包括室外循環(huán)系統(tǒng)和室內循環(huán)系統(tǒng)?？梢杂行У亟档蛪嚎s式空調系統(tǒng)高溫熱源的溫度，提高了壓縮式空調制冷效率，節(jié)約了能源。
文檔編號F25B25/02GK102003830SQ20101053546
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者何兆紅, 小林敬幸, 郭華芳, 陳勇, 魯濤, 黃宏宇 申請人:中國科學院廣州能源研究所