本發(fā)明涉及太陽能制冷空調(diào)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能雙效制冷和熱水聯(lián)合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國是能源消耗大國，每年用于建筑空調(diào)和熱水的能耗占總能耗的很大一部分，為了減少常規(guī)能源，研究太陽能驅(qū)動的空調(diào)系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)對保護自然環(huán)境都具有十分重要的意義。

目前，實現(xiàn)太陽能制冷有兩條途徑：太陽能光電轉(zhuǎn)換，利用產(chǎn)生的電制冷，但是光電轉(zhuǎn)換效率都很低，成本較高，不能推廣使用；太陽能光熱轉(zhuǎn)換，利用熱能制冷，近年來，成本相對較低，可以大規(guī)模推廣使用。

近年來，隨著科技水平的提高，在單效溴化鋰-水吸收式空調(diào)的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)發(fā)生器的工作方式和溶液的循環(huán)流程進行改進，又衍生出了雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)。但是雙效吸收式制冷循環(huán)對集熱器溫度有了更高的要求，現(xiàn)有的真空集熱管難以滿足雙效溴化鋰-水吸收式制冷空調(diào)的要求。普通的太陽能空調(diào)系統(tǒng)只是單純的用于制冷，在太陽能輻射豐富的時候，會造成能量的浪費；在太陽能輻射不足的時候，系統(tǒng)就不能正常運行。

單純的集熱器把熱量傳遞給生活用水系統(tǒng)，也能供給用戶使用，但是這種形式通常用于板式換熱器，此傳熱方式只能以正溫差(集熱器的溫度要始終高于生活用水系統(tǒng)的溫度)傳熱，且效率不高。比如說太陽能熱水器，太陽能熱水器固然在中國乃至全時間都有巨大的市場，它是太陽能利用的宜一個重要方式，但是它也存在許多缺陷，它受天氣的影響比較大，當天氣不好或者冬季時，太陽能熱水器都不能正常使用。鑒于此，我們可以借助與雙效吸收式制冷系統(tǒng)，利用雙效循環(huán)的特性可以實現(xiàn)逆溫差傳熱，且效率也會提高。當人們需求的制冷量較少或者不需要制冷時，通常的太陽能空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性就不會太好，還會造成能源和設(shè)備的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種太陽能雙效制冷和熱水聯(lián)合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以把太陽能雙效制冷空調(diào)系統(tǒng)多余的熱量通過雙效吸收式循環(huán)轉(zhuǎn)化為生活熱水系統(tǒng)(二次水系統(tǒng))，不僅能夠制冷，還能為用戶提供熱水。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種太陽能雙效制冷和熱水聯(lián)合系統(tǒng)，包括一次水系統(tǒng)、并聯(lián)雙效吸收式制冷系統(tǒng)、二次水系統(tǒng)；

所述并聯(lián)雙效吸收式制冷系統(tǒng)包括冷凝器、蒸發(fā)器、低溫熱交換器、吸收器、高溫濃溶液熱交換器、高溫稀溶液熱交換器、低壓發(fā)生器、高壓發(fā)生器；所述高壓發(fā)生器的高壓蒸汽沿第一管道進入低壓發(fā)生器，換熱后沿第二管道進入冷凝器；低壓發(fā)生器的低壓蒸汽通過低壓管道進入冷凝器；從冷凝器流出的高壓水經(jīng)節(jié)流后沿第三管道進入蒸發(fā)器，低壓水在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱變?yōu)榈蛪核魵庋氐谒墓艿肋M入吸收器；吸收器中的溴化鋰稀溶液分為兩支流出，一支沿第五軌道在低溫熱交換器中換熱后進入低壓發(fā)生器，另一支沿第六管道在高溫稀溶液熱交換器換熱后進入高壓發(fā)生器；高壓發(fā)生器流出的溴化鋰濃溶液沿第七管道在高溫濃溶液熱交換器中換熱后進入吸收器，低壓發(fā)生器流出的溴化鋰濃溶液沿第八管道在低溫熱交換器中換熱后進入吸收器；

所述一次水系統(tǒng)包括集熱器、儲熱水箱、高溫稀溶液熱交換器、高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、溫驅(qū)換熱器；所述儲熱水箱流出的熱水沿第九管道依次在高壓發(fā)生器、高溫稀溶液熱交換器、低壓發(fā)生器、溫驅(qū)換熱器進行逆流換熱后，再重新進入集熱器中集熱；

所述二次水系統(tǒng)包括冷水入口、高溫濃溶液熱交換器、吸收器、水冷式冷凝器、溫驅(qū)換熱器；所述冷水入口連接三支管道，冷水沿第十管道進入高溫濃溶液熱交換器進行換熱，冷水沿第十一管道經(jīng)過先后進入吸收器、冷凝器進行換熱，冷水沿第十二管道進入溫驅(qū)換熱器進行換熱，第十管道、第十一管道、第十二管道匯流后進入生活用熱水系統(tǒng)。

進一步的，所述集熱器為中溫槽式集熱器，包括中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管和中溫槽式聚光鏡。

更進一步的，所述中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管采用熔封結(jié)構(gòu)，其吸收管涂層為氧化氮鈦涂層。

更進一步的，所述中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管吸收管內(nèi)徑54mm，外徑60mm，玻璃管內(nèi)徑90mm，外徑102mm。

進一步的，所述冷凝器為盤管式水冷冷凝器；蒸發(fā)器為盤管式水冷蒸發(fā)器。

進一步的，所述一次水系統(tǒng)還包括燃氣加熱器；燃氣加熱器的進水口和出水口分別與儲熱水箱的出水口和進水口連通。

本發(fā)明的有益效果是：

1、能調(diào)峰，本系統(tǒng)在太陽能充足的時候，可以把多余的能量以熱水的形式儲存起來；2、能連續(xù)運行，即使太陽輻射不足或者沒有太陽輻射時，本系統(tǒng)也可運行，普通的太陽能雙效吸收式制冷系統(tǒng)，在太陽能輻射不足或者沒有太陽輻射的時候，設(shè)備就會被閑置，但是本系統(tǒng)就可連續(xù)運行，它不僅是制冷，而且也是生活熱水系統(tǒng)；3、太陽輻射能利用率高；4、可以大規(guī)模的示范應(yīng)用；5、本雙效制冷系統(tǒng)的高溫熱交換器一分為二，一為高溫濃溶液熱交換器，一為高溫稀溶液熱交換器，提高了熱量的有效利用率；6、本系統(tǒng)的一次水系統(tǒng)和二次水系統(tǒng)在溫驅(qū)換熱器里進行熱交換，保證系統(tǒng)的熱平衡和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為太陽能雙效制冷和熱水聯(lián)合系統(tǒng)簡圖；

圖2為改進的并聯(lián)雙效吸收式制冷系統(tǒng)簡圖；

圖3為拋物面槽式聚光-真空集熱管原理圖；

圖4為一次水系統(tǒng)供回水流程圖；

圖5為二次水系統(tǒng)供回水流程圖；

圖6為燃氣加熱器控制系統(tǒng)簡圖

圖7為真空集熱管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標號：1、冷凝器；2、蒸發(fā)器；3、低溫熱交換器；4、吸收器；5-1、高溫濃溶液熱交換器；5-2、高溫稀溶液熱交換器；6、低壓發(fā)生器；7、高壓發(fā)生器；8、集熱器；9、第二管道；10、儲熱水箱；11、溫驅(qū)換熱器；12、燃氣加熱器；13、中溫直通式金屬—玻璃真空集熱管；14、中溫槽式聚光鏡；15、第三管道；16、第四管道；17、第五管道；18、第六管道；19、第七管道；20、第八管道；21、第一管道；22、低壓管道；23、第九管道；24、第十管道；25、第十一管道；26、第十二管道；27、控制器；28、外玻璃管；29、真空層；30、吸熱涂層；31、玻璃-金屬融封裝置；32、金屬集熱管。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種太陽能雙效制冷和熱水聯(lián)合系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于雙效吸收式制冷的工作原理，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，驅(qū)動雙效吸收式制冷系統(tǒng)的運行，并且產(chǎn)生的冷卻水還可以作為生活熱水使用。當用戶所需的制冷量較少或者不要要系統(tǒng)制冷時，系統(tǒng)的可以把多余的熱量用于產(chǎn)生生活熱水，此生活熱水的熱量是通過雙效吸收式循環(huán)系統(tǒng)傳遞的，不僅可以逆溫差傳熱，而且效率也比較高。

本發(fā)明包括一次水系統(tǒng)、并聯(lián)雙效吸收式制冷系統(tǒng)、二次水系統(tǒng)；

所述并聯(lián)雙效吸收式制冷系統(tǒng)包括冷凝器1、蒸發(fā)器2、低溫熱交換器3、吸收器4、高溫濃溶液熱交換器5-1、高溫稀溶液熱交換器5-2、低壓發(fā)生器6、高壓發(fā)生器7；冷凝器1為盤管式水冷冷凝器，其冷凝溫度為65℃左右；蒸發(fā)器2為盤管式水冷蒸發(fā)器，其冷媒水的進口溫度為30℃，出口溫度為20℃，蒸發(fā)溫度為18℃。高壓發(fā)生器7的高壓蒸汽沿第一管道21進入低壓發(fā)生器6，換熱后沿第二管道9進入冷凝器1；低壓發(fā)生器6的低壓蒸汽通過低壓管道22進入冷凝器1；從冷凝器1流出的高壓水經(jīng)節(jié)流后沿第三管道15進入蒸發(fā)器2，低壓水在蒸發(fā)器2中蒸發(fā)吸熱變?yōu)榈蛪核魵庋氐谒墓艿?6進入吸收器4；吸收器4中的溴化鋰稀溶液分為兩支流出，一支沿第五管道17在低溫熱交換器3中換熱后進入低壓發(fā)生器6，另一支沿第六管道18在高溫稀溶液熱交換器5-2換熱后進入高壓發(fā)生器7；高壓發(fā)生器7流出的溴化鋰濃溶液沿第七管道19在高溫濃溶液熱交換器5-1中換熱后進入吸收器4，低壓發(fā)生器6流出的溴化鋰濃溶液沿第八管道20在低溫熱交換器中換熱后進入吸收器4。

所述一次水系統(tǒng)包括集熱器8、儲熱水箱10、高溫稀溶液熱交換器5-2、高壓發(fā)生器7、低壓發(fā)生器6、溫驅(qū)換熱器11；所述儲熱水箱10流出的熱水沿第九管道23依次在高壓發(fā)生器7、高溫稀溶液熱交換器5-2、低壓發(fā)生器6、溫驅(qū)換熱器11進行逆流換熱后，再重新進入集熱器8中集熱；高壓發(fā)生器7熱源溫度可以達到150-200℃。

所述二次水系統(tǒng)包括冷水入口、高溫濃溶液熱交換器5-1、吸收器4、水冷式冷凝器1、溫驅(qū)換熱器11；所述冷水入口連接三支管道，冷水沿第十管道24進入高溫濃溶液熱交換器5-1進行換熱，冷水沿第十一管道25經(jīng)過先后進入吸收器4、冷凝器1進行換熱，冷水沿第十二管道26進入溫驅(qū)換熱器11進行換熱，第十管道24、第十一管道25、第十二管道26匯流后進入生活用熱水系統(tǒng)。

集熱器8為中溫槽式集熱器，包括中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管13和中溫槽式聚光鏡14。中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管13采用熔封結(jié)構(gòu)，其吸收管涂層為氧化氮鈦涂層，吸收管內(nèi)徑54mm，外徑60mm，玻璃管內(nèi)徑90mm，外徑102mm。中溫直通式金屬-玻璃真空集熱管13的結(jié)構(gòu)如圖7所示，從外向內(nèi)依次為外玻璃管28、真空層29、吸熱涂層30、玻璃-金屬融封裝置31、金屬集熱管32。

一次水系統(tǒng)還包括燃氣加熱器12，燃氣加熱器12的進水口和出水口分別與儲熱水箱10的出水口和進水口連通。燃氣熱水器12通過信號線連接控制器27，控制器27通過信號線分別與安裝在低壓發(fā)生器6內(nèi)的蒸汽流量計和溫度傳感器，以及安裝在高壓發(fā)生器7內(nèi)的蒸汽流量計和溫度傳感器連接。蒸汽流量計和溫度傳感器將所測高壓發(fā)生器7和低壓發(fā)生器6內(nèi)的蒸汽流量和溫度反饋給控制器27，當蒸汽流量和溫度低于設(shè)計值時，控制器27調(diào)節(jié)燃氣加熱器12對儲熱水箱10進行加熱。當太陽輻射充足時，燃氣加熱器12不工作，多余的熱水儲存在儲熱水箱10里。

本發(fā)明將傳統(tǒng)的雙效制冷系統(tǒng)的高溫熱交換器一分為二，其一為高溫稀溶液熱交換器，從高壓發(fā)生器流出的熱水(一次水系統(tǒng))和從吸收器流出的稀溶液進行熱交換；其一為高溫濃溶液熱交換器，冷水系統(tǒng)(二次水系統(tǒng))的第一支和從高壓發(fā)生器流出的溴化鋰濃溶液進行熱交換。

集熱系統(tǒng)(一次水系統(tǒng))和熱水系統(tǒng)(二次水系統(tǒng))在溫驅(qū)換熱器里進行熱交換，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

冷卻水出口溫度達到生活熱水溫度標準，可以進入生活熱水系統(tǒng)(二次水系統(tǒng))。冷卻水出口溫度可以達到60℃以上。

本發(fā)明具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。