一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明通過以下技術方案完成：一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，包括太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)、貯熱系統(tǒng)及翅片管式連續(xù)吸附制冷系統(tǒng)，其特征是采用太陽能槽式聚光系統(tǒng)收集太陽能，采用貯熱油箱儲存熱量，采用連續(xù)式吸附制冷機實現(xiàn)冷熱聯(lián)供；由太陽能槽式聚光鏡、腔體接收器和連接管道構成的集熱系統(tǒng)，以導熱油為傳熱介質，通過油泵傳輸?shù)劫A熱油箱，各部件通過循環(huán)管道連接；由貯熱油箱、水泵、循環(huán)管道構成的換熱加熱系統(tǒng)，通過水泵將熱水送入連續(xù)式吸附制冷機；連續(xù)式吸附制冷機的兩個翅片管吸附床交替受熱/降溫，解吸/吸附制冷劑，并通過冷凝器冷凝，最終儲存于蒸發(fā)器中，然后另一床由于降溫而吸附蒸發(fā)器內的制冷劑，實現(xiàn)制冷；而經過吸附床吸熱后的熱水對外輸出，最終實現(xiàn)冷熱聯(lián)供。
【專利說明】一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能熱利用系統(tǒng)，特別涉及一種基于太陽能槽式聚光冷熱聯(lián)產吸附式制冷系統(tǒng)，屬于太陽能利用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]吸附式制冷在原理和技術上都已經趨于成熟，但是在應用太陽能作為能源供應的時候，多數(shù)都采用直接吸附床與集熱器作為一體的技術，這就不可避免只能實現(xiàn)間歇制冷。對于采用平板集熱器收集太陽能，再通過熱水加熱吸附床的系統(tǒng)，由于集熱器在80°C以上時的集熱效率不高，造成整個系統(tǒng)的制冷性能較低。對于采用真空管集熱器收集太陽能的再用于驅動吸附式制冷的系統(tǒng)，國內外學者對此做了大量的研究和試驗，結果都不太理想，主要原因還是集熱器收集的熱水溫度不夠高，一般都低于100°C，導致吸附式制冷效率不聞。
[0003]太陽能槽式聚光系統(tǒng)可以對太陽光進行有效聚光，并通過高效的聚光吸收集熱器接收太陽輻射，根據聚光比的不同，最終可以穩(wěn)定獲得90°C -500°C的中高溫工質。目前，槽式聚光系統(tǒng)已經在美國、西班牙等發(fā)達國家投入工業(yè)應用，具有良好的性價比和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0004]一般來說，普通的間歇式吸附制冷機制冷效率約0.4，連續(xù)式吸附制冷機制冷效率可以大于1.2。連續(xù)式吸附制冷機可以實現(xiàn)連續(xù)制冷，相比間歇式吸附制冷技術，更有實用前景和技術優(yōu)勢投入市場應用。
[0005]綜合以上分析，采用一種能穩(wěn)定獲得100°C以上的太陽能槽式聚光集熱器，配合連續(xù)式吸附制冷機，將會獲得較高的系統(tǒng)制冷效率和穩(wěn)定的系統(tǒng)制冷性能?；谔柲懿凼骄酃饫錈崧?lián)產吸附式制冷系統(tǒng)，在實現(xiàn)高效率制冷和穩(wěn)定連續(xù)運行的同時，還對外輸出一定溫度的熱水，對于太陽能吸附式制冷產品的商業(yè)化具有重要意義。
[0006]
【發(fā)明內容】

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有的太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的不足，提供一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，利用槽式聚光系統(tǒng)收集熱量，驅動吸附式制冷機，在實現(xiàn)制冷的過程中對外輸出熱水。本發(fā)明保證了常規(guī)天氣下系統(tǒng)制冷性能的高效和穩(wěn)定，克服了太陽能制冷技術的間歇式制冷的現(xiàn)象，同時還能對外輸出熱水，做到了能量的梯級利用，提高了整個系統(tǒng)的運行效率。
[0007]本發(fā)明通過以下技術方案完成:一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，包括太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)、貯熱系統(tǒng)及翅片管式連續(xù)吸附制冷系統(tǒng)，其特征是采用太陽能槽式聚光系統(tǒng)收集太陽能，采用貯熱油箱儲存熱量，采用連續(xù)式吸附制冷機實現(xiàn)冷熱聯(lián)供；由太陽能槽式聚光鏡、腔體接收器和連接管道構成的集熱系統(tǒng)，以導熱油為傳熱介質，通過油泵傳輸?shù)劫A熱油箱，各部件通過循環(huán)管道連接；由貯熱油箱、水泵、循環(huán)管道構成的換熱加熱系統(tǒng)，通過水泵將熱水送入連續(xù)式吸附制冷機；連續(xù)式吸附制冷機的兩個翅片管吸附床交替受熱/降溫，解吸/吸附制冷劑，并通過冷凝器冷凝，最終儲存于蒸發(fā)器中，然后另一床由于降溫而吸附蒸發(fā)器內的制冷劑，實現(xiàn)制冷；而經過吸附床吸熱后的熱水對外輸出，最終實現(xiàn)冷熱聯(lián)供。
[0008]上述的太陽能槽式聚光系統(tǒng)由高精度槽式聚光鏡面、腔體式太陽能聚光接收器、油泵和連接管道構成。通過槽式聚光鏡面將太陽光匯聚到基于黑腔原理的腔體式接收器上，加熱導熱油，并通過油泵儲存于貯熱油箱內。
[0009]上述的換熱加熱系統(tǒng)，由貯熱油箱、水泵、循環(huán)管道構成。貯熱油箱內部設置了蛇形換熱器，通過水泵將設定溫度的熱水交替送入制冷機內的兩個吸附床。
[0010]上述的連續(xù)式吸附制冷機由兩個高效傳熱傳質的翅片管式吸附床組成，并共用冷凝器和蒸發(fā)器，通過兩個吸附床的交替加熱解吸/降溫吸附來實現(xiàn)制冷。
[0011]上述的翅片管式吸附床采用多管翅片管作為吸附床，翅片管內填充活性炭-甲醇工質對。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
1、采用槽式聚光系統(tǒng)收集太陽能，能夠獲得要求溫度的熱能供應；
2、一體拉制的鋁合金腔體式吸收集熱器，與常用的真空管集熱器相比，具有制作工藝簡單，初始投資低的優(yōu)點；
3、以貯熱油箱為熱能儲備，配以連續(xù)式吸附制冷機有利于實現(xiàn)吸附式制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運
行；
4、高效傳熱傳質的一體拉制的鋁合金吸附管，其管式結構更容易抗壓和密封。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的總體連接結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的吸附式制冷機工作原理圖；
圖3為本發(fā)明的翅片管吸附式制冷機內部結構圖；
圖4為本發(fā)明的吸附管截面圖。
[0014]【具體實施方式】:
系統(tǒng)主要組成部件如下:
本太陽能槽式聚光冷熱聯(lián)產吸附式制冷系統(tǒng)由槽式聚光鏡面1、槽式腔體接收器2、貯熱油箱3、吸附式制冷機5和水泵4、油泵6組成，各系統(tǒng)子部件通過管道相連接，見圖1。其中吸附式制冷機由翅片管式吸附床7、真空閥門8、真空閥門9、真空閥門10、真空閥門11、真空閥門12、翅片管式吸附床13、冷凝器14、蒸發(fā)器15組成，整個吸附式制冷機通過連接管道相連，如圖2。翅片管式吸附床7和13的內部結構件圖3，主要有連接口 16、連接口 17、匯流導管18、吸附管19、熱/冷水進口 20、熱/冷水出口 21構成。圖4為吸附管截面圖，主要構成有吸附管壁22、活性炭23、翅片24和傳質通道25組成。
[0015]系統(tǒng)的連接運行過程如下:
首先安裝槽式聚光鏡面I及腔體接收器2，通過管道依次連接到貯熱油箱3及油泵6，最終返回腔體接收器，構成太陽能槽式聚光集熱貯熱系統(tǒng)。其次，貯熱油箱內設有蛇形管換熱器，依靠水泵4將熱量從貯熱油箱提取出來，通過熱水進口 20注入吸附式制冷機5內的翅片管式吸附床7或者翅片管式吸附床13，吸附床吸收熱量后的熱水通過熱水進口 21向外輸出，構成連續(xù)式吸附制冷的加熱系統(tǒng)。吸附式制冷機5通過吸收水的熱量解吸制冷劑蒸汽，制冷劑蒸汽在冷凝器內冷凝，最終貯存在蒸發(fā)器內，此時另一床吸附床對液體制冷劑開始吸附，實現(xiàn)蒸發(fā)制冷構成吸附制冷系統(tǒng)；最終實現(xiàn)冷熱聯(lián)供。
[0016]連續(xù)式吸附制冷運行過程如下:
制冷系統(tǒng)通過兩個吸附床交替加熱/冷卻，并共用冷凝器和蒸發(fā)器來實現(xiàn)連續(xù)式制冷。具體過程:通過貯熱器換熱得來的熱水先注入翅片管式吸附床7，同時翅片管式吸附床13通入冷卻水。此時閥門8、閥門10打開，閥門9、閥門11、閥門12關閉，翅片管式吸附床7由于吸收熱量而解吸出吸附質蒸汽，當蒸汽壓力升至冷凝壓力時，打開閥門10，制冷劑蒸汽被冷凝器14冷凝并貯存于蒸發(fā)器15內，而翅片管式吸附床7繼續(xù)被加熱。與此同時，翅片管式吸附床13由于冷卻降溫，吸附床內壓力降低到蒸發(fā)壓力時，打開閥門12，翅片管式吸附床13開始吸附蒸發(fā)器15內的液體制冷劑，實現(xiàn)蒸發(fā)制冷。在翅片管式吸附床7完全解吸和翅片管式吸附床13完全吸附后，上述過程逆轉，從而完成循環(huán)。
[0017]實施例:根據附圖和上述結構制作成的太陽能槽式聚光吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)。采用IOm2槽式聚光集熱器對太陽聚光，聚光鏡面的幾何聚光比為20，采用上述長度為5m的腔體集熱器收集太陽能，加熱導熱油，由此構成的太陽能槽式聚光系統(tǒng)的集熱效率約50%，導熱油溫度為120°C。通過導熱油將熱量儲存于貯熱油箱內，再通過蛇形管換熱器換熱，用水泵將熱水注入上連續(xù)式吸附制冷機，此過程的中由于換熱損失和管路損失，獲得的熱水溫度約110°C。注入的熱水交替加熱連續(xù)式吸附制冷機的兩個吸附床，解吸制冷劑并冷凝液化，儲存于蒸發(fā)器內，此后另一吸附床對制冷劑吸附，實現(xiàn)蒸發(fā)制冷；而經過吸附床吸熱后的熱水對外輸出，溫度約80°C。上述連續(xù)式吸附制冷機的吸附床由兩組各9根吸附管組成，每個吸附床內填充18kg活性炭。在采用回熱回質循環(huán)技術后，該連續(xù)式吸附制冷機的制冷效率約1.2。以全天太陽輻射20MJ/m2，在本發(fā)明的系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件下，每天可實現(xiàn)制冷量50MJ，同時對外輸出80°C的熱水280L，系統(tǒng)太陽能制冷效率約25%，系統(tǒng)太陽能熱效率約32%，系統(tǒng)總效率將達到57%。
【權利要求】
1.一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，包括太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)、貯熱系統(tǒng)及翅片管式連續(xù)吸附制冷系統(tǒng)，其特征是采用太陽能槽式聚光系統(tǒng)收集太陽能，采用貯熱油箱儲存熱量，采用連續(xù)式吸附制冷機實現(xiàn)冷熱聯(lián)供；由太陽能槽式聚光鏡、腔體接收器和連接管道構成的集熱系統(tǒng)，以導熱油為傳熱介質，通過油泵傳輸?shù)劫A熱油箱，各部件通過循環(huán)管道連接；由貯熱油箱、水泵、循環(huán)管道構成的換熱加熱系統(tǒng)，通過水泵將熱水送入連續(xù)式吸附制冷機；連續(xù)式吸附制冷機的兩個吸附床交替受熱/降溫，解吸/吸附制冷齊U，并通過冷凝器冷凝，最終儲存于蒸發(fā)器中，然后另一床由于降溫而吸附蒸發(fā)器內的制冷齊U，實現(xiàn)制冷；而經過吸附床吸熱后的熱水對外輸出，最終實現(xiàn)冷熱聯(lián)供。
2.根據權利要求1所述的一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，其特征是應用基于黑腔原理的腔體式接收器收集太陽能。
3.根據權利要求1所述的一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，其特征是貯熱油箱內部設置了蛇形換熱器，通過水泵將設定溫度的熱水交替送入制冷機內的兩個吸附床。
4.根據權利要求1所述的一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，其特征是吸附式制冷機由兩個高效傳熱傳質的翅片管式吸附床組成，并共用冷凝器和蒸發(fā)器，通過兩個吸附床的交替加熱解吸/降溫吸附來實現(xiàn)制冷。
5.根據權利要求1所述的一種基于太陽能槽式聚光的吸附式冷熱聯(lián)產系統(tǒng)，其特征是翅片管式吸附床采用多管翅片管作為吸附床，翅片管內填充活性炭-甲醇工質對。
【文檔編號】F25B29/00GK103808066SQ201210443231
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權日:2012年11月8日
【發(fā)明者】李明, 羅斌, 季旭, 范介清, 王六玲, 李玉恒 申請人:云南師范大學