專利名稱：利用太陽能制冷的蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用太陽能制冷的蓄能式空調(diào)系統(tǒng)，屬于節(jié)能和制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，夏季制冷的空調(diào)器在城市得到了普及。普通的電制冷空調(diào)器需要消耗大量的電力資源，而且還需要面對氟利昂對環(huán)境的污染問題。在這種情況下，太陽能的制冷系統(tǒng)的利用得到了廣泛的研究。但目前利用太陽能實現(xiàn)制冷的系統(tǒng)，大多采用吸附式制冷循環(huán)，這種循環(huán)多以活性炭、分子篩、硅膠、氯化鈣等作為吸附劑，制冷劑主要采用甲醇、氨、水?，F(xiàn)有的太陽能制冷系統(tǒng)由于解吸過程的滯后性，在白天不能提供制冷，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是在于提供一種利用太陽能制冷的蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案在于采用了一種利用太陽能制冷的蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩組金屬氫化物反應(yīng)器，第一組包括高溫反應(yīng)器1和低溫反應(yīng)器3，兩者之間通過導(dǎo)管的氫氣流量調(diào)節(jié)閥5連通，第二組包括高溫反應(yīng)器2和低溫反應(yīng)器4，兩者之間通過導(dǎo)管和流量調(diào)節(jié)閥6連通，該系統(tǒng)包括一個太陽能熱水器16、太陽能熱水器的出水口通過一個電磁三通閥8分別與高溫反應(yīng)器1、2的I側(cè)的進出水口相連，太陽能熱水器的進水口通過一個水泵15和電磁三通閥10分別與高溫反應(yīng)器1、2的II側(cè)的進出水口相連；該系統(tǒng)還包括一個蓄冷器26，蓄冷器內(nèi)充有高溫相變材料27，蓄冷器26的一組換熱盤管25出水口經(jīng)過電磁三通閥13分別與低溫反應(yīng)器3、4的I側(cè)的進出水口相連，其入水口通過電磁三通閥12分別與低溫反應(yīng)器3、4的II側(cè)的進出水口相連，蓄冷器26的進水口或出水口上串有水泵31；該系統(tǒng)還包括一個出水管19、入水管18、水泵20的地?zé)崴畵Q熱管路，出水管19、水泵20的出水口分兩支路，其中一個支路通過電磁三通閥9分別與兩高溫反應(yīng)器1、2的II側(cè)的進出水口相連，入水口18通過電磁三通閥7分別與高溫反應(yīng)器1、2的I側(cè)的進出水口相連，另一支路通過電磁三通閥11分別與低溫反應(yīng)器3、4的II側(cè)的進出水口相連，入水口18通過電磁三通閥14分別與低溫反應(yīng)器3、4的I側(cè)的進出水口相連；蓄冷器26內(nèi)的另一組換熱盤管28的出入水口上串接有水泵30和風(fēng)機盤管29。
所述的地?zé)崴畵Q熱管路的高溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)崴芘c入水管18之間串裝有一換熱器17，太陽能熱水器16的進水管串接在換熱器17的受熱管上。
所述的低溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)崴畵Q熱管路的回水管路與入水管18之間串裝有一生活熱水蓄水槽23，蓄水槽上裝有放水閥24。
兩條支路上分別串裝有流量調(diào)節(jié)閥21、22。
本實用新型把太陽能技術(shù)、地?zé)崮芗夹g(shù)、貯氫技術(shù)、蓄能技術(shù)和空調(diào)技術(shù)結(jié)合起來，提供一種能夠在白天同時實現(xiàn)制冷空調(diào)和生活熱水的空調(diào)器，同時利用蓄能裝置，在夜間沒有太陽時也能提供部分空調(diào)，該空調(diào)器只消耗少量的電力，能夠部分緩解夏季空調(diào)制冷用電的矛盾。本實用新型除了水泵和電磁閥需要消耗少量電能外，沒有壓縮機等高耗電部件，利用太陽能為驅(qū)動熱源實現(xiàn)制冷空調(diào)的目的。本實用新型利用貯氫合金具有吸氫放熱和吸熱放氫特性，實現(xiàn)制冷空調(diào)的目的，采用由具有不同氫氣平衡壓力的貯氫合金對組成四個兩兩相同的貯氫合金反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)部埋設(shè)傳熱管，水等傳熱介質(zhì)可以與貯氫合金進行熱交換；采用攜帶地?zé)崮艿牡叵滤?，利用大地作為蓄熱體，常年能夠提供溫度恒定在15℃左右的水，提供較大的傳熱溫差，能夠加速與貯氫合金之間的熱交換，提高傳熱速度和系統(tǒng)的效率，并且能夠提供生活用熱水；用太陽能加熱的90℃左右的熱水為貯氫合金反應(yīng)器的驅(qū)動熱源，不需要耗電量大的壓縮機，只需要少量的電力用于水泵，實現(xiàn)節(jié)能的目的。


圖1為本實用新型的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的利用太陽能制冷的蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)包括兩組金屬氫化物反應(yīng)器，第一組包括高溫反應(yīng)器1和低溫反應(yīng)器3，兩者之間通過導(dǎo)管的氫氣流量調(diào)節(jié)閥5連通，第二組包括高溫反應(yīng)器2和低溫反應(yīng)器4，兩者之間通過導(dǎo)管和流量調(diào)節(jié)閥6連通，該系統(tǒng)包括一個太陽能熱水器16、太陽能熱水器的出水口通過一個電磁三通閥8分別與高溫反應(yīng)器1、2的I側(cè)的進出水口相連，太陽能熱水器的進水口通過一個水泵15和電磁三通閥10分別與高溫反應(yīng)器1、2的II側(cè)的進出水口相連；該系統(tǒng)還包括一個蓄冷器26，蓄冷器內(nèi)充有高溫相變材料27，蓄冷器26的一組換熱盤管25出水口經(jīng)過電磁三通閥13分別與低溫反應(yīng)器3、4的I側(cè)的進出水口相連，其入水口通過電磁三通閥12分別與低溫反應(yīng)器3、4的II側(cè)的進出水口相連，蓄冷器26的進水口或出水口上串有水泵31；該系統(tǒng)還包括一個出水管19、入水管18、水泵20的地?zé)崴畵Q熱管路，出水管19、水泵20的出水口分兩支路，其中一個支路通過電磁三通閥9分別與兩高溫反應(yīng)器1、2的II側(cè)的進出水口相連，入水口18通過電磁三通閥7分別與高溫反應(yīng)器1、2的I側(cè)的進出水口相連，另一支路通過電磁三通閥11分別與低溫反應(yīng)器3、4的II側(cè)的進出水口相連，入水口18通過電磁三通閥14分別與低溫反應(yīng)器3、4的I側(cè)的進出水口相連；蓄冷器26內(nèi)的另一組換熱盤管28的出入水口上串接有水泵30和風(fēng)機盤管29。
地?zé)崴畵Q熱管路的高溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)崴芘c入水管18之間串裝有一換熱器17，太陽能熱水器16的進水管串接在換熱器17的受熱管上。低溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)崴畵Q熱管路的回水管路與入水管18之間串裝有一生活熱水蓄水槽23，蓄水槽上裝有放水閥24，兩條支路上分別串裝有流量調(diào)節(jié)閥21、22。
本實用新型中用到的高溫相變材料27的相變溫度在4-8℃間。低溫反應(yīng)器3和4的氫氣平衡壓力大于高溫反應(yīng)器1和2的氫氣平衡壓力。出水管19和入水管18內(nèi)的水可以是直接從地下抽出的攜帶地?zé)崮艿牡叵滤蛲ㄟ^地下埋管換熱器而攜帶地?zé)崮艿难h(huán)水。地下埋管換熱器可以采用水平埋管或豎直埋管的形式，換熱器17可以采用套管式、盤管式或殼管式熱交換器。
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的工作原理，本技術(shù)主要由以下五個循環(huán)構(gòu)成。
第一個循環(huán)太陽能熱水器16提供的熱水通過三通電磁閥8的A口進C口出進入到高溫反應(yīng)器1，在反應(yīng)器1內(nèi)發(fā)生吸熱放氫反應(yīng)，放出的氫氣通過氫氣流量調(diào)節(jié)閥5上的連接管進入到反應(yīng)器3。反應(yīng)器1出來的循環(huán)水通過三通電磁閥10的C口進入到A口，并進入到換熱器17進行預(yù)熱，預(yù)熱的水通過水泵15送回到太陽能熱水器16，完成熱水水路的循環(huán)。與此同時，反應(yīng)器3發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)，放出的熱量被攜帶地?zé)崮艿牡叵滤?，地下水在水?0作用下通過出水管19進入流量調(diào)節(jié)閥22和三通電磁閥11的A口，并從B口流出進入到反應(yīng)器3去吸收反應(yīng)器發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)釋放的熱量，吸熱后的水依次通過三通電磁閥14的C口和A口，進入到蓄水槽23，一部分通過放水閥24提供生活熱水，其余部分通過連接蓄水槽23和回?zé)崞?7出口的地下水回水管回到地下，完成地下水的循環(huán)。
第二個循環(huán)太陽能熱水器16提供的熱水通過三通電磁閥8的A口進B口出進入到高溫反應(yīng)器2，在反應(yīng)器2內(nèi)發(fā)生吸熱放氫反應(yīng)，放出的氫氣通過氫氣調(diào)節(jié)閥6上的連接管進入到反應(yīng)器4。反應(yīng)器2出來的循環(huán)水通過三通電磁閥10的B口進入到A口，并進入到換熱器17進行預(yù)熱，預(yù)熱的水通過水泵15送回到太陽能熱水器16，完成熱水水路的循環(huán)。與此同時，反應(yīng)器2發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)，放出的熱量被攜帶地?zé)崮艿牡叵滤?，地下水在水?0作用下通過出水管19進入流量調(diào)節(jié)閥22和三通電磁閥11的A口，并從C口流出進入到反應(yīng)器2去吸收反應(yīng)器發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)釋放的熱量，吸熱后的水依次通過三通電磁閥14的B口和A口，進入到蓄水槽23，一部分通過放水閥24提供生活熱水，其余部分通過連接蓄水槽23和換熱器17出口的地下水回水管回到地下，完成地下水的循環(huán)。
第三個循環(huán)反應(yīng)器4發(fā)生放氫吸熱反應(yīng)，釋放的氫氣通過氫氣調(diào)節(jié)閥6的連接管路進入到反應(yīng)器2，使得反應(yīng)器2發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)。水泵31輸送的水通過三通電磁閥13的A口和B口進入到反應(yīng)器4，被反應(yīng)器4冷卻后的低溫冷凍水通過三通電磁閥12的C口進A口出回到換熱盤管25，并通過換熱盤管25把冷量傳遞給高溫相變材料27，把冷量蓄存起來供需要時使用。通過水泵20從地下水出水管19抽出的地下水的一部分通過流量調(diào)節(jié)閥21進入到三通電磁閥9的A口，并從B口流出進入到反應(yīng)器2，以吸收反應(yīng)器2發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)釋放的熱量，被加熱的熱水從三通電磁閥的C口進、A口出流向回?zé)崞鳎诨責(zé)崞鲀?nèi)把熱量傳遞給三通電磁閥10的A口流出的水，同時其自身被降溫，降溫后通過入水管18回到地下，完成一個循環(huán)。
第四個循環(huán)反應(yīng)器3發(fā)生放氫吸熱反應(yīng)，釋放的氫氣通過氫氣流量調(diào)節(jié)閥5的連接管路進入到反應(yīng)器1，使得反應(yīng)器1發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)。水泵31輸送的水通過三通電磁閥13的A口和C口進入到反應(yīng)器3，被反應(yīng)器3冷卻后的低溫冷凍水通過三通電磁閥12的B口進A口出回到換熱盤管25，并通過換熱盤管25把冷量傳遞給高溫相變材料27，把冷量蓄存起來供需要時使用。通過水泵20從地下水出水管19抽出的地下水的一部分通過流量調(diào)節(jié)閥21進入到三通電磁閥9的A口，并從C口流出進入到反應(yīng)器1，以吸收反應(yīng)器1發(fā)生吸氫放熱反應(yīng)釋放的熱量，被加熱的熱水從三通電磁閥的C口進、A口出流向換熱器，在換熱器內(nèi)把熱量傳遞給三通電磁閥10的A口流出的水，同時其自身被降溫，降溫后通過入水管18回到地下，完成一個循環(huán)。
以上四個循環(huán)，在進行第一個循環(huán)的同時發(fā)生第三個循環(huán)，在第二個循環(huán)進行的同時發(fā)生第四個循環(huán)，通過以上循環(huán)的交替可以把冷量積蓄在蓄冷器26的高溫相變材料27中供需要用冷時使用。需要空調(diào)制冷時進行下述的第五個循環(huán)。
第五個循環(huán)水泵30輸出的冷凍水輸送到風(fēng)機盤管29，在風(fēng)機盤管29處提供需要的空調(diào)用冷，被空氣加熱后的水回到換熱盤管28與高溫相變材料27進行熱交換，換熱后的冷凍水又通過水泵30輸送給風(fēng)機盤管，完成用冷的循環(huán)。通過設(shè)置第五個循環(huán)，可以把白天多余的冷量積蓄起來，供夜間沒有太陽時使用。這樣既解決了普通吸附制冷的滯后問題，又解決了冷量的積蓄問題。
權(quán)利要求1.一種利用太陽能制冷的蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括兩組金屬氫化物反應(yīng)器，第一組包括高溫反應(yīng)器(1)和低溫反應(yīng)器(3)，兩者之間通過導(dǎo)管和氫氣流量調(diào)節(jié)閥(5)連通；第二組包括高溫反應(yīng)器(2)和低溫反應(yīng)器(4)，兩者之間通過導(dǎo)管和流量調(diào)節(jié)閥(6)連通，該系統(tǒng)包括一個太陽能熱水器(16)、太陽能熱水器的出水口通過一個電磁三通閥(8)分別與高溫反應(yīng)器(1、2)I側(cè)的進出水口相連，太陽能熱水器的進水口通過一個水泵(15)和電磁三通閥(10)分別與高溫反應(yīng)器(1、2)II側(cè)的進出水口相連；該系統(tǒng)還包括一個蓄冷器(26)，蓄冷器內(nèi)充有高溫相變材料(27)，蓄冷器(26)的一組換熱盤管(25)出水口經(jīng)過電磁三通閥(13)分別與低溫反應(yīng)器(3、4)I側(cè)的進出水口相連，其入水口通過電磁三通閥(12)分別與低溫反應(yīng)器(3、4)II側(cè)的進出水口相連，蓄冷器(26)的進水口或出水口上串有水泵(31)；該系統(tǒng)還包括一個出水管(19)、入水管(18)、水泵(20)的地?zé)崴畵Q熱管路，出水管(19)、水泵(20)的出水口分兩支路，其中一個支路通過電磁三通閥(9)分別與兩高溫反應(yīng)器(1、2)II側(cè)的進出水口相連，入水口(18)通過電磁三通閥(7)分別與高溫反應(yīng)器(1、2)I側(cè)的進出水口相連，另一支路通過電磁三通閥(11)分別與低溫反應(yīng)器(3、4)的II側(cè)的進出水口相連，入水口(18)通過電磁三通閥(14)分別與低溫反應(yīng)器(3、4)I側(cè)的進出水口相連；蓄冷器(26)內(nèi)的另一組換熱盤管(28)的出入水口上串接有水泵(30)和風(fēng)機盤管(29)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的地?zé)崴畵Q熱管路的高溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)釁R水管與入水管(18)之間串裝有一換熱器(17)，太陽能熱水器(16)的進水管串接在換熱器(17)的受熱管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的低溫反應(yīng)器I側(cè)的地?zé)崴畵Q熱管路的回水管路與入水管(18)之間串裝有一生活熱水蓄水槽(23)，蓄水槽上裝有放水閥(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一條所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于兩條支路上分別串裝有流量調(diào)節(jié)閥(21、22)。
專利摘要本實用新型涉及一種利用太陽能制冷的蓄能式空調(diào)系統(tǒng)，屬于節(jié)能和制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型把太陽能技術(shù)、地?zé)崮芗夹g(shù)、貯氫技術(shù)、蓄能技術(shù)和空調(diào)技術(shù)結(jié)合起來，提供一種能夠在白天同時實現(xiàn)制冷空調(diào)和提供生活熱水的空調(diào)器，同時利用蓄能裝置，在夜間沒有太陽時也能提供部分空調(diào)，該空調(diào)器只消耗少量的電力，能夠部分緩解夏季空調(diào)制冷用電的矛盾。本實用新型除了水泵和電磁閥需要消耗少量電能外，沒有壓縮機等高耗電部件，利用太陽能為驅(qū)動熱源實現(xiàn)制冷空調(diào)的目的。本實用新型利用貯氫合金具有吸氫放熱和吸熱放氫特性，實現(xiàn)制冷空調(diào)的目的。
文檔編號F24F5/00GK2709884SQ20042001098
公開日2005年7月13日 申請日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者饒榮水, 周澤, 李開元, 申建軍, 孔波, 吳建國 申請人:河南新飛電器有限公司