混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及到一種混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)，包括：儲能裝置，溶液儲罐，冷凝器，節(jié)流裝置，冷卻器，蒸發(fā)器，高壓儲罐，低壓儲罐，精餾柱，該系統(tǒng)通過儲能裝置和溶液儲罐對太陽能及溶液潛能的儲存和釋放，并結(jié)合變濃度容量調(diào)節(jié)方法，使空調(diào)系統(tǒng)滿足全天候的工作需求。本實(shí)用新型可以克服現(xiàn)有太陽能吸收式制冷技術(shù)中太陽能利用間歇和不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)太陽能吸收式制冷的全天候運(yùn)行，提高了制冷系數(shù)，具有高效節(jié)能、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種太陽能驅(qū)動的吸收式熱泵系統(tǒng)，具體指具有能量儲存功能的混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]吸收式制冷可以采用太陽能等低品位熱能驅(qū)動，并且使用環(huán)境友好工質(zhì)作為制冷齊U，具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢。但以太陽能為驅(qū)動熱源時，因太陽能的間歇性及非穩(wěn)定性，使吸收式制冷機(jī)不能全天候運(yùn)行。通常，吸收式制冷傳統(tǒng)的制冷量調(diào)節(jié)主要通過改變熱源溫度或熱源流體流量來實(shí)現(xiàn)，但以太陽能等非穩(wěn)定熱源為驅(qū)動能源時，上述調(diào)節(jié)方法往往不能起到預(yù)期的調(diào)節(jié)作用，使吸收式制冷的冷量調(diào)節(jié)受到限制。為了解決上述問題，將變濃度容量調(diào)節(jié)方法和能量儲存思想應(yīng)用于吸收式制冷，實(shí)現(xiàn)低品位非穩(wěn)定熱源吸收制冷的容量調(diào)節(jié)，以此來降低太陽能驅(qū)動吸收式制冷循環(huán)的能量消耗、節(jié)約高品位電能，使吸收式制冷獲得更寬的制冷量調(diào)節(jié)范圍并提高吸收式制冷循環(huán)變工況的性能系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種具有能量儲存功能的混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:該混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)，包括:吸收器、發(fā)生器、冷凝器和蒸發(fā)器，其特征在于:
[0005]從所述發(fā)生器的I的氣相介質(zhì)出口送出的氣相分為兩路，其中第一路直接連接所述冷凝器的入口，第二路通過第四電磁閥連接精餾柱的第一入口 ；所述發(fā)生器的液體出口連接溶液熱交換器的第一入口，所述發(fā)生器的低溫入口連接所述溶液熱交換器的第二出口 ；所述發(fā)生器通過第二換熱管路連接儲能裝置，并且，所述第二換熱管路上設(shè)有第七電磁閥；第二換熱管路內(nèi)設(shè)有第二換熱介質(zhì)，通過第二換熱介質(zhì)的循環(huán)從而在儲能裝置和發(fā)生器之間循環(huán)輸送能量；
[0006]所述儲能裝置通過第一換熱管路連接集熱器；所述第一換熱管路內(nèi)設(shè)有第一換熱介質(zhì)；所述第一換熱管路的進(jìn)、出路段上分別連接有第一換熱旁路和第二換熱旁路，所述第一換熱旁路的出口端連接所述第二換熱管的進(jìn)路段，所述第二換熱旁路的進(jìn)口端連接所述第二換熱管路的出路段；所述第一換熱旁路或第二換熱旁路上設(shè)有第六電磁閥，
[0007]所述儲能裝置內(nèi)填充有儲能材料；
[0008]溶液熱交換器，對來自發(fā)生器的高溫工質(zhì)和吸收器的低溫工質(zhì)進(jìn)行換熱；溶液熱交換器的第一出口通過第二溶液儲罐連接所述吸收器的第二入口，溶液熱交換器的第二入口通過溶液泵連接所述吸收器的出口，
[0009]所述冷凝器的出口連接第一溶液儲罐的入口，第一溶液儲罐的出口通過節(jié)流裝置連接所述蒸發(fā)器的入口 ；所述第一溶液儲罐內(nèi)儲存有制冷劑；
[0010]精餾柱，用于分離不同沸點(diǎn)的工質(zhì)，精餾柱上設(shè)有第一入口、第二入口、氣相出口和液相出口 ；其中，所述精餾柱的第一入口通過第四電磁閥連接所述發(fā)生器的氣相出口，所述精餾柱的第二入口通過第三電磁閥連接所述高壓儲罐的第一出口 ；精餾柱的氣相出口經(jīng)第一電磁閥連接空氣冷卻器的入口，精餾柱的液相出口連接低壓儲罐的入口 ；
[0011]高壓儲罐，用于儲存低沸點(diǎn)工質(zhì)，所述高壓儲罐的第一出口通過第三電磁閥連接精餾柱的液體入口，高壓儲罐的入口連接空氣冷卻器的出口，所述高壓儲罐的第二出口通過第二電磁閥連接所述冷凝器的入口；
[0012]低壓儲罐，用于儲存高沸點(diǎn)工質(zhì)，所述低壓儲罐的入口連接所述精餾柱的液相出口，低壓儲罐的出口通過第五電磁閥連接所述冷凝器的入口 ；
[0013]所述儲能材料可以為水或相變材料石蠟，也可以根據(jù)需要選用其它的儲能材料。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出了一種新的全天候混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)中安裝儲能裝置，儲能材料為水或石蠟等相變材料等，在太陽能充足時用儲能裝置和溶液儲罐分別儲存太陽能和溶液潛能，在太陽能不足或沒有時，釋放以上能量；在環(huán)境溫度變化時，開啟分離裝置，運(yùn)用變濃度容量調(diào)節(jié)來節(jié)省熱泵能耗，綜合以上可以克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽能利用間歇和不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)太陽能吸收式制冷的全天候運(yùn)行，提高了制冷系數(shù)，具有高效節(jié)能、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，該混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)包括:集熱器19、儲能裝置17、吸收器2、發(fā)生器1、冷凝器4、蒸發(fā)器3和溶液儲罐等。其中，
[0018]集熱器19，為太陽能吸收裝置，通過第一換熱管路20連接儲能裝置17，用于吸收太陽能等光能，吸收的能量用于加熱第一換熱管路20中的第一換熱介質(zhì)，本實(shí)施例中的第一換熱介質(zhì)為水；集熱器19為真空管或平板集熱器。
[0019]儲能裝置17，用于儲存集熱器19所收集的熱量，其內(nèi)填充有儲能材料，本實(shí)施例中采用相變材料石蠟做為儲能材料；其通過第二換熱管路21連接發(fā)生器I。第二換熱管路21自成一個封閉的循環(huán)管路，并且第二換熱管路21上設(shè)有第七電磁閥25 ;第二換熱管路內(nèi)裝填有第二換熱介質(zhì)，本實(shí)施例中的第二換熱介質(zhì)為水；儲能裝置中所儲存的能量先加熱第二換熱介質(zhì)，通過第二換熱介質(zhì)在第二換熱管路內(nèi)的循環(huán)將能量輸送至發(fā)生器1，用于加熱發(fā)生器I中的吸收制冷工質(zhì)對，使其中的制冷劑變成蒸汽經(jīng)發(fā)生器上部的氣相出口逸出。
[0020]儲能裝置17通過第一換熱管路20連接集熱器19 ;第一換熱管路20的進(jìn)、出路段上分別連接有第一換熱旁路26和第二換熱旁路28，第一換熱旁路的出口端連接第二換熱管的進(jìn)路段，第二換熱旁路的進(jìn)口端連接第二換熱管路的出路段；第一換熱旁路或第二換熱旁路上設(shè)有第六電磁閥24，
[0021]從發(fā)生器的I的氣相出口送出的氣相分為兩路，第一路直接連接冷凝器4的入口，第二路通過第四電磁閥15連接精餾柱7的第一入口 ；第一路和第二路的流量比為2-8:8-2 ;發(fā)生器I的液體出口連接溶液熱交換器5的第一入口，所述發(fā)生器I的低溫入口連接所述溶液熱交換器5的第二出口 ；所述發(fā)生器內(nèi)通過第二換熱介質(zhì)經(jīng)第二換熱管路21連接儲能裝置17，所述儲能裝置17通過第一換熱介質(zhì)經(jīng)第一換熱管路20連接集熱器19。
[0022]本實(shí)施例中，發(fā)生器中的溶液為兩種或兩種以上沸點(diǎn)不同的吸收劑與制冷劑的混合物，為常規(guī)物。
[0023]溶液熱交換器5，對來自發(fā)生器I的高溫工質(zhì)和來自吸收器2的低溫工質(zhì)進(jìn)行換熱；溶液熱交換器5的第一出口通過第二溶液儲罐23連接吸收器2的第二入口，溶液熱交換器5的第二入口通過溶液泵6連接吸收器2的出口。
[0024]第二溶液儲罐用于儲存濃溶液(即富含吸收劑的溶液)，在潛能利用時，和第一溶液儲罐配合使用，即，第一溶液儲罐釋放制冷劑，到蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷后進(jìn)入吸收器，這時第二溶液儲罐釋放濃溶液到吸收器，吸收來自第一溶液儲罐的制冷劑，使制冷過程順利進(jìn)行。
[0025]冷凝器4的出口連接第一溶液儲罐18的入口，第一溶液儲罐18的出口通過節(jié)流裝置9連接蒸發(fā)器3的入口 ；第一溶液儲罐18內(nèi)儲存有制冷劑，為潛能儲能。
[0026]精餾柱7，用于分離不同沸點(diǎn)的工質(zhì)，精餾柱上設(shè)有第一入口、第二入口、氣相出口和液相出口 ；其中，所述精餾柱的第一入口通過第四電磁閥15連接所述發(fā)生器I的氣相出口，所述精餾柱的第二入口通過第三電磁閥連接所述高壓儲罐的第一出口；精餾柱的氣相出口連接冷卻器10的入口，精餾柱的液相出口連接低壓儲罐8的入口；
[0027]高壓儲罐11，用于儲存低沸點(diǎn)工質(zhì)，高壓儲罐11的第一出口通過第三電磁閥14連接精餾柱的第二入口，高壓儲罐的入口連接冷卻器10的出口，高壓儲罐的第二出口通過第二電磁閥13連接冷凝器的入口 ；
[0028]低壓儲罐8，用于儲存高沸點(diǎn)工質(zhì)，低壓儲罐的入口連接所述精餾柱的液相出口，低壓儲罐8的出口通過第五電磁閥16連接冷凝器4的入口。
[0029]上述精餾柱7、低壓儲罐8和高壓儲罐11構(gòu)成本實(shí)施例的分離裝置。
[0030]下面以制冷為例，分為陽光充足和陽光不充足兩種情況對本實(shí)施例中的全天候吸收式熱泵的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]當(dāng)陽光充足的白天時，集熱器19收集太陽能量，加熱第一換熱介質(zhì)，第一換熱介質(zhì)經(jīng)第一換熱管路20進(jìn)入儲能裝置17，使儲能裝置內(nèi)的儲能材料工作，儲存這部分能量。同時打開第六電磁閥24、關(guān)閉第七電磁閥25，使太陽能集熱器中收集的太陽能一部分進(jìn)入儲能裝置17儲存，另一部分直接通過第一換熱旁路26進(jìn)入發(fā)生器I直接加熱發(fā)生器內(nèi)吸收制冷工質(zhì)對，驅(qū)動發(fā)生器工作。該狀況下，分離裝置處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0032]具體實(shí)施方法描述如下:關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥13、第三電磁閥14、第四電磁閥15、第五電磁閥16。從發(fā)生器I出來的高溫高壓制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器4冷凝成高溫液體，流經(jīng)第一溶液儲罐18儲存制冷劑潛能后，經(jīng)節(jié)流裝置9、蒸發(fā)器3進(jìn)入吸收器2被吸收劑吸收，吸收器2吸收制冷劑后經(jīng)溶液泵6、溶液熱交換器5進(jìn)入發(fā)生器I ;吸收制冷工質(zhì)對在發(fā)生器內(nèi)經(jīng)熱源加熱后，釋放制冷劑氣體開始新的制冷循環(huán)，而吸收劑液體經(jīng)發(fā)生器I的液體出口進(jìn)入溶液熱交換器5與由吸收器來的吸收制冷溶液換熱后經(jīng)第二溶液儲罐進(jìn)入吸收器2。
[0033]在早晚等太陽能不足或者沒有太陽能的情況下，此時太陽能集熱器吸收的熱能優(yōu)先通過第一換熱旁路直接進(jìn)入發(fā)生器中，加熱發(fā)生器內(nèi)吸收制冷工質(zhì)對。此時關(guān)閉第七電磁閥25，打開第六電磁閥24。如太陽能不足以驅(qū)動制冷系統(tǒng)，則用儲能裝置17中儲能材料所儲存的能量來驅(qū)動吸收制冷循環(huán)，即關(guān)閉第六電磁閥24，打開第七電磁閥25，利用第二換熱管路21中的能量加熱發(fā)生器內(nèi)吸收制冷工質(zhì)對。或者利用第一溶液儲罐中儲存的制冷劑使其流經(jīng)節(jié)流閥9、蒸發(fā)器3，同時釋放第二溶液儲罐中的濃溶液，使其不斷吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑實(shí)現(xiàn)制冷過程。此時為了節(jié)省儲能，啟動分離裝置，開啟變濃度系統(tǒng)，以提高吸收式制冷系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。
[0034]具體實(shí)施方法如下:
[0035]當(dāng)系統(tǒng)容量與用戶負(fù)荷近似相等時，系統(tǒng)定容量進(jìn)行。此時關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥13、第三電磁閥14、第四電磁閥15、第五電磁閥16。從發(fā)生器I出來的高溫高壓制冷劑氣體介質(zhì)進(jìn)入冷凝器4冷凝成高溫液體，流經(jīng)第一溶液儲罐18儲存溶液潛能，經(jīng)節(jié)流裝置9、冷卻器10、蒸發(fā)器3、最后進(jìn)入吸收器2頂端被吸收劑吸收，吸收器2吸收制冷介質(zhì)后在底部經(jīng)溶液泵6、溶液熱交換器5進(jìn)入發(fā)生器I ;吸收制冷工質(zhì)對在發(fā)生器內(nèi)經(jīng)熱源加熱后，釋放制冷劑氣體開始新的制冷循環(huán)，而吸收劑液體經(jīng)發(fā)生器I的液體出口經(jīng)溶液熱交換器5進(jìn)入吸收器2。
[0036]如果系統(tǒng)容量比用戶負(fù)荷大時，系統(tǒng)需要減容。此時打開第四電磁閥15、第五電磁閥16，第二電磁閥13關(guān)閉。從發(fā)生器I的介質(zhì)出口出來的高溫高壓氣體分兩路:第一路經(jīng)第四電磁閥15進(jìn)入精餾柱7產(chǎn)生熱的氣體，該氣體上升經(jīng)精餾柱7的氣相出口、第一電磁閥1、空氣冷卻器10進(jìn)入高壓儲罐11 ;第二路經(jīng)冷凝器4、第一溶液儲罐18、節(jié)流裝置9，空氣冷卻器10將精餾柱7送來的氣體冷卻成液體，這部分液體經(jīng)高壓儲罐11的液體出口、第三電磁閥14，從精餾柱7的液體入口進(jìn)入精餾柱7下流，與上升的氣體相遇發(fā)生精餾，分離出的富含高沸點(diǎn)工質(zhì)的混合物進(jìn)入低壓罐8，經(jīng)第五電磁閥16與第一路高溫高壓氣體并流，進(jìn)入冷凝器4，經(jīng)第一溶液儲罐18、節(jié)流裝置7、蒸發(fā)器3，從吸收器2的介質(zhì)入口進(jìn)入吸收器2被吸收劑吸收，吸收器底部的液體經(jīng)溶液泵6、溶液熱交換器5進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)。完成減容過程。此時，第四電磁閥15、第五電磁閥16都關(guān)閉，系統(tǒng)在新的容量下進(jìn)行定容量運(yùn)行。如果系統(tǒng)容量比用戶負(fù)荷小時，系統(tǒng)需要增容。此時，第四電磁閥15、第二電磁閥13打開，第五電磁閥16關(guān)閉。從發(fā)生器I的介質(zhì)出口出來的高溫高壓氣體分成兩路:第一路經(jīng)第四電磁閥15進(jìn)入精餾柱7產(chǎn)生氣體，該氣體上升進(jìn)入高壓儲罐11內(nèi)；第二路經(jīng)冷凝器4進(jìn)入節(jié)流裝置7、冷卻器10在高壓儲罐11中將精餾柱7送來的氣體冷卻成液體，這部分液體進(jìn)入精餾柱7下流，與上升的第一路氣體相遇進(jìn)行精餾，分離出的富含高沸點(diǎn)的工質(zhì)混合物進(jìn)入低壓儲罐8儲存，分離出的富含低沸點(diǎn)工質(zhì)的混合物從高壓儲罐11的氣體出口流出，經(jīng)第二電磁閥13與第二路并流進(jìn)入冷凝器4，經(jīng)節(jié)流裝置7、蒸發(fā)器進(jìn)入吸收器2被吸收劑吸收，吸收器2吸收工質(zhì)后在底部經(jīng)溶液泵6、溶液熱交換器5進(jìn)入發(fā)生器I。增容完畢時，第四電磁閥15、第五電磁閥16都關(guān)閉，系統(tǒng)在新的容量下進(jìn)行定容量運(yùn)行。
[0037]當(dāng)陽光不足的白天、早晚和夜晚時，同前面所講的陽光充足的早晚運(yùn)行方案。這里不再描述。
【權(quán)利要求】
1.一種混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)，包括:吸收器、發(fā)生器、冷凝器和蒸發(fā)器，其特征在于: 從所述發(fā)生器的(I)的氣相介質(zhì)出口送出的氣相分為兩路，其中第一路直接連接所述冷凝器(4)的入口，第二路通過第四電磁閥(15)連接精餾柱(7)的第一入口 ；所述發(fā)生器(I)的液體出口連接溶液熱交換器(5)的第一入口，所述發(fā)生器⑴的低溫入口連接所述溶液熱交換器(5)的第二出口 ；所述發(fā)生器通過第二換熱管路(21)連接儲能裝置(17)，并且，所述第二換熱管路(21)上設(shè)有第七電磁閥(25);第二換熱管路(21)內(nèi)設(shè)有第二換熱介質(zhì)，通過第二環(huán)熱介質(zhì)的循環(huán)從而在儲能裝置(17)和發(fā)生器(I)之間循環(huán)輸送能量；所述儲能裝置(17)通過第一換熱管路(20)連接集熱器(19);所述第一換熱管路(20)內(nèi)設(shè)有第一換熱介質(zhì)；所述第一換熱管路(20)的進(jìn)、出路段上分別連接有第一換熱旁路(26)和第二換熱旁路(28)，所述第一換熱旁路的出口端連接所述第二換熱管的進(jìn)路段，所述第二換熱旁路的進(jìn)口端連接所述第二換熱管路的出路段；所述第一換熱旁路或第二換熱旁路上設(shè)有第六電磁閥(24)， 所述儲能裝置內(nèi)填充有儲能材料； 溶液熱交換器(5)，對來自發(fā)生器(I)的高溫工質(zhì)和吸收器的低溫工質(zhì)進(jìn)行換熱；溶液熱交換器(5)的第一出口通過第二溶液儲罐連接所述吸收器(2)的第二入口，溶液熱交換器(5)的第二入口通過溶液泵(6)連接所述吸收器(2)的出口， 所述冷凝器(4)的出口連接第一溶液儲罐(18)的入口，第一溶液儲罐(18)的出口通過節(jié)流裝置(9)連接所述蒸發(fā)器(3)的入口 ；所述第一溶液儲罐(18)內(nèi)儲存有制冷劑；精餾柱(7)，用于分離不同沸點(diǎn)的工質(zhì)，精餾柱上設(shè)有第一入口、第二入口、氣相出口和液相出口 ；其中，所述精餾柱的第一入口通過第四電磁閥(15)連接所述發(fā)生器(I)的氣相出口，所述精餾柱的第二入口通過第三電磁閥連接高壓儲罐的第一出口；精餾柱的氣相出口經(jīng)第一電磁閥(12)連接空氣冷卻器(10)的入口，精餾柱的液相出口連接低壓儲罐(8)的入口 ； 高壓儲罐(11)，用于儲存低沸點(diǎn)工質(zhì)，所述高壓儲罐(11)的第一出口通過第三電磁閥(14)連接精餾柱的液體入口，高壓儲罐的入口連接空氣冷卻器(10)的出口，所述高壓儲罐的第二出口通過第二電磁閥連接所述冷凝器的入口； 低壓儲罐(8)，用于儲存高沸點(diǎn)工質(zhì)，所述低壓儲罐的入口連接所述精餾柱的液相出口，低壓儲罐(8)的出口通過第五電磁閥(16)連接所述冷凝器(4)的入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1混合工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述儲能材料為水或相變材料石蠟。
【文檔編號】F25B41/04GK203629116SQ201320678022
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】張麗娜, 郭恒超 申請人:寧波工程學(xué)院