太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)。太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的蓄熱器所蓄存的熱量通過水介質(zhì)被傳遞到噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的第二發(fā)生器驅(qū)動(dòng)噴射式制冷子單元循環(huán)；太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的蓄熱器所蓄存的熱量同時(shí)通過水介質(zhì)被傳遞到有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的第一發(fā)生器驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)，有機(jī)朗肯循環(huán)當(dāng)中膨脹機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，完成蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)。本實(shí)用新型綜合了太陽能噴射制冷和太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)間接驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷，兩制冷聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能，充分利用太陽能資源，可獲得較高的制冷效率。
【專利說明】太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種豐富、清潔的可再生能源，太陽能噴射制冷作為有效利用太陽能的一種制冷形式，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運(yùn)行穩(wěn)定及利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]有機(jī)朗肯循環(huán)可以利用太陽能產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，完成蒸汽壓縮式制冷，與常規(guī)的電能驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式制冷相比，減少了能量轉(zhuǎn)化的損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種綜合了太陽能噴射制冷和太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)間接驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷的復(fù)合式制冷系統(tǒng)，充分利用太陽能資源，獲得較高的制冷效率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取了以下的技術(shù)方案:太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)，所述太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器、蓄熱器、第一水泵、第二水泵和第三水泵組成；所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器、膨脹機(jī)、回?zé)崞鳌⒛骱陀袡C(jī)工質(zhì)泵組成；所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由噴射式制冷子單元和蒸汽壓縮式制冷子單元組成，所述噴射式制冷子單元由中間冷卻器、第二發(fā)生器、噴射器、冷凝器、工質(zhì)泵和第二節(jié)流閥組成，所述蒸汽壓縮式制冷子單元由壓縮機(jī)、中間冷卻器、第一節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成。
[0006]進(jìn)一步地，所述蓄熱器當(dāng)中的熱量通過水介質(zhì)被傳遞到所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的所述第二發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)所述噴射式制冷子單元循環(huán)。
[0007]進(jìn)一步地，所述蓄熱器的熱量通過水介質(zhì)被傳遞至所述第一發(fā)生器加熱有機(jī)工質(zhì)，使有機(jī)工質(zhì)升溫，氣態(tài)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)，經(jīng)過所述回?zé)崞鲹Q熱后，進(jìn)入所述凝汽器冷凝成液體有機(jī)工質(zhì)，經(jīng)過所述有機(jī)工質(zhì)泵加壓至所述回?zé)崞鲹Q熱后進(jìn)入所述第一發(fā)生器中，完成有機(jī)朗肯循環(huán)。
[0008]進(jìn)一步地，所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)中的所述膨脹機(jī)通過所述聯(lián)軸器與所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的所述壓縮機(jī)同軸連接，所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的所述壓縮機(jī)由所述膨脹機(jī)輸出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)，完成所述蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)。
[0009]進(jìn)一步地，所述噴射式制冷子單元循環(huán)與所述蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能，所述中間冷卻器既是所述噴射式制冷子單元循環(huán)當(dāng)中的蒸發(fā)器，又是所述蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)當(dāng)中的冷凝器。
[0010]優(yōu)選地，所述膨脹機(jī)采用徑向軸流式的透平膨脹機(jī)，所述壓縮機(jī)采用螺桿式壓縮機(jī)，所述聯(lián)軸器采用套筒聯(lián)軸器。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)只需增加有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)，即可提供噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)所需的動(dòng)力，減少了電能的消耗；此外，膨脹機(jī)和壓縮機(jī)同軸結(jié)構(gòu)，膨脹機(jī)輸出的機(jī)械功直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，避免了能量轉(zhuǎn)化損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0014]如圖1所示，太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)。其中:太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器1、蓄熱器2、第一水泵3、第二水泵4和第三水泵6組成；有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器5、膨脹機(jī)7、回?zé)崞?、凝汽器9和有機(jī)工質(zhì)泵10組成；噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由噴射式制冷子單元和蒸汽壓縮式制冷子單元組成，噴射式制冷子單元由中間冷卻器
13、第二發(fā)生器16、噴射器17、冷凝器18、工質(zhì)泵19和第二節(jié)流閥20組成，蒸汽壓縮式制冷子單元由壓縮機(jī)12、中間冷卻器13、第一節(jié)流閥14和蒸發(fā)器15組成。有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的膨脹機(jī)7通過聯(lián)軸器11與噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)的壓縮機(jī)12同軸連接。
[0015]由于太陽能的間歇性和不確定性，設(shè)置蓄熱器2來保證系統(tǒng)能夠較長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。太陽能集熱器1將熱能通過水介質(zhì)傳遞至蓄熱器2，傳遞至蓄熱器2的熱量被傳遞至第二發(fā)生器16和第一發(fā)生器5中。一方面，制冷劑在第二發(fā)生器16中熱交換后汽化，產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽進(jìn)入噴射器17，在噴嘴部分絕熱膨脹，壓力降低，流速提高，將中間冷卻器13中的蒸汽吸入噴射器17，與工作蒸汽在混合室內(nèi)混合后進(jìn)入擴(kuò)壓部分，動(dòng)能下降，蒸汽的壓力提高后進(jìn)入冷凝器18放熱，冷凝成液體，從冷凝器18出來的制冷劑則分成兩個(gè)支路，一路經(jīng)過工質(zhì)泵19升壓后進(jìn)入第二發(fā)生器16，另一路經(jīng)過第二節(jié)流閥20后進(jìn)入中間冷卻器13，然后被工作蒸汽再次抽吸入噴射器17，完成噴射式制冷子單元循環(huán)；另一方面，有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)的有機(jī)工質(zhì)在第一發(fā)生器5中吸收蓄熱器2傳遞過來的熱量蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，之后高溫高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)7中進(jìn)行膨脹，輸出機(jī)械功，從膨脹機(jī)7中出來的有機(jī)工質(zhì)溫度已大大降低，在進(jìn)入凝汽器9之前先進(jìn)入回?zé)崞?中，與進(jìn)入第一發(fā)生器5之前的工質(zhì)進(jìn)行換熱，從回?zé)崞?出來的有機(jī)工質(zhì)在凝汽器9中被環(huán)境冷源凝結(jié)為液態(tài)有機(jī)工質(zhì)，之后經(jīng)過有機(jī)工質(zhì)泵10加壓被送入回?zé)崞?換熱升溫，最后進(jìn)入第一發(fā)生器5，如此往復(fù)循環(huán)，完成有機(jī)朗肯循環(huán)。
[0016]有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的膨脹機(jī)7通過聯(lián)軸器11將機(jī)械功傳遞至噴射壓縮復(fù)合式子系統(tǒng)的壓縮機(jī)12，壓縮機(jī)12利用膨脹機(jī)7輸出的動(dòng)力，把低溫低壓有機(jī)工質(zhì)蒸汽壓縮成高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)蒸汽，高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)蒸汽在中間冷卻器13中被冷凝成高壓的有機(jī)工質(zhì)液體，從中間冷卻器13中出來的有機(jī)工質(zhì)制冷劑液體經(jīng)過第一節(jié)流閥14節(jié)流成低溫低壓的有機(jī)工質(zhì)液體進(jìn)入蒸發(fā)器15，在蒸發(fā)器15里面蒸發(fā)形成低溫低壓的有機(jī)工質(zhì)制冷劑氣體，最后這些有機(jī)工質(zhì)氣體進(jìn)入到壓縮機(jī)12進(jìn)行壓縮，如此往復(fù)完成復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)。噴射式制冷子單元循環(huán)與蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能。
[0017]有機(jī)朗肯系統(tǒng)增設(shè)回?zé)崞?，從膨脹機(jī)7出來的有機(jī)工質(zhì)溫度已大大降低，但仍然高于從有機(jī)工質(zhì)泵10出來的工質(zhì)溫度，增設(shè)回?zé)崞?將有助于減輕第一發(fā)生器5的熱負(fù)荷，同時(shí)還可以提高有機(jī)朗肯的熱效率。考慮到長期運(yùn)行過程中存在泄露的可能性，為避免泄露引起的工質(zhì)摻混，有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)采用同種工質(zhì)，為R236fa或R245fa或RC318或R141b等低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)。
[0018]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)，所述太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器(1)、蓄熱器(2^第一水泵(3^第二水泵(4)和第三水泵(6)組成；所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器(5)、膨脹機(jī)(7)、回?zé)崞?8)、凝汽器(9)和有機(jī)工質(zhì)泵(10)組成；所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由噴射式制冷子單元和蒸汽壓縮式制冷子單元組成，所述噴射式制冷子單元由中間冷卻器(13)、第二發(fā)生器(16)、噴射器(17)、冷凝器(18)、工質(zhì)泵(19)和第二節(jié)流閥(20)組成，所述蒸汽壓縮式制冷子單元由壓縮機(jī)(12)、中間冷卻器(13)、第一節(jié)流閥(14)和蒸發(fā)器(15)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱器(2)當(dāng)中的熱量傳遞到所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的第二發(fā)生器(16)驅(qū)動(dòng)所述噴射式制冷子單元循環(huán)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)中的膨脹機(jī)(7)通過聯(lián)軸器(11)同軸連接所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的壓縮機(jī)(12),所述噴射壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的壓縮機(jī)(12)由膨脹機(jī)(7)輸出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)，完成所述蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述中間冷卻器(13)既是所述噴射式制冷子單元循環(huán)當(dāng)中的蒸發(fā)器，又是所述蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)當(dāng)中的冷凝器。
5.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述膨脹機(jī)(7)采用徑向軸流式的透平膨脹機(jī)，所述壓縮機(jī)(12)采用螺桿式壓縮機(jī)。
6.如權(quán)利要求3所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-噴射壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述聯(lián)軸器采用套筒聯(lián)軸器。
【文檔編號】F25B9/08GK204202233SQ201420618241
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】邵振華, 王遠(yuǎn), 于文遠(yuǎn), 胡永攀, 徐安波 申請人:邵振華