一种吸收式太阳能空调专用热泵机组 |
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| 申请号 | CN201610095389.1 | 申请日 | 2016-02-22 | 公开(公告)号 | CN105627616A | 公开(公告)日 | 2016-06-01 |
| 申请人 | 南京索罗英辰新能源有限公司; | 发明人 | 阳健; 李春林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种吸收式 太阳能 空调 专用 热 泵 机组，属于吸收式热泵制造领域，包括太阳能集热系统和主机机组；通过设置一个专用的太阳能低压发生器，太阳能低压发生器独立于冷 水 机主体，平衡并兼顾两种工作状态，同时太阳能低压发生器可以设置在太阳能系统的最高温处减小了输送的能耗与损耗，太阳能低压发生器与 冷凝器 之间串入卫生热水换热器，实现 能量 梯级 利用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，其特征在于：包括太阳能集热系统和热泵主机机组； |
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| 说明书全文 | 一种吸收式太阳能空调专用热泵机组技术领域[0001] 本发明属于吸收式热泵制造领域。 背景技术[0002] 吸收式热泵分为单效机组和双效机组。单效机组热源输入一般在75-95℃，制冷系数COP在0.65.-0.85.之间；双效机组热源输入一般在140-160℃，制冷系数COP在1.1.-1.3.之间。吸收式热泵采用常规能源时一般采用双效机组，使用低温热源时采用单效机组。 [0003] 目前常见太阳能集热系统可提供的热水温度在100℃以内，可以很好的提供单效溴化锂机组工作。在太阳能不足时系统一般以燃气或燃油作为辅助能源，燃气可以为机组稳定提供140℃以上的高温热源，因此太阳能吸收式空调在用太阳能时应为单效机组，用辅助能源时应为双效机组，同时太阳能产生的热水如何高效的输送到热泵主体也是太阳能空调面临的问题。 发明内容[0004] 本发明所述的一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，通过设置一个专用的太阳能低压发生器，太阳能低压发生器独立于冷水机主体，平衡并兼顾两种工作状态，同时太阳能低压发生器可以设置在太阳能系统的最高温处减小了输送的能耗与损耗，太阳能低压发生器与冷凝器之间串入卫生热水换热器，实现能量梯级利用。 [0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，包括太阳能集热系统和热泵主机机组； [0006] 太阳能集热系统包括：太阳能系统循环泵、太阳能集热板、太阳能低压发生器、管道风机、太阳能低发换热器和卫生热水换热器，太阳能低压发生器设于热泵主机机组外；太阳能低压发生器设在太阳能集热系统的最高温处； [0008] 所述太阳能低压发生器内设有三根真空管道，所述三根真空管道分别为太阳能水蒸气管、太阳能稀溶液输送管和太阳能浓溶液输送管； [0009] 太阳能水蒸气管连接卫生热水换热器的太阳能水蒸气管路入口，太阳能水蒸气管内设有管道风机，卫生热水换热器的太阳能水蒸气管路出口连接冷凝器的太阳能水蒸气管路入口，冷凝器的冷凝水管路出口与蒸发器的冷凝水管路入口连接，冷水循环管设于蒸发器中； [0010] 太阳能集热板的出水口通过第一三通切换阀连接太阳能低压发生器的进水口，太阳能低压发生器的出水口通过所述太阳能系统循环泵连接太阳能集热板的进水口； [0011] 所述第一三通切换阀的其中一个端口通过第二三通切换阀连接冷水循环管的进水口，第二三通切换阀的其中一个端口连接冷水循环进水管；冷水循环管的出水口通过第三三通切换阀连接太阳能系统循环泵的进口，第三三通切换阀的其中一个端口连接冷水循环出水管； [0012] 所述吸收器的稀溶液管路出口连接调速溶液泵，调速溶液泵连接太阳能低发换热器的稀溶液管路入口，太阳能低发换热器的稀溶液管路出口连接太阳能低压发生器的太阳能稀溶液输送管； [0013] 吸收器的稀溶液管路出口还连接溶液泵，溶液泵分别连接低发换热器和高发换热器的稀溶液管路入口；吸收器的浓溶液管路入口分别连接低发换热器和高发换热器的浓溶液管路出口。 [0014] 所述蒸发器的过冷水蒸气管路的出口连接吸收器的过冷水蒸气管路的入口； [0015] 太阳能低压发生器的浓溶液输送管连接太阳能低发换热器的浓溶液入口，太阳能低发换热器的浓溶液出口连接吸收器的太阳能浓溶液入口； [0016] 高压发生器的水蒸气管路出口与低压发生器的水蒸气管路入口连接，低压发生器的水蒸气管路出口连接冷凝器的水蒸气管路入口； [0017] 高发换热器的稀溶液管路出口连接高压发生器的稀溶液管路入口，高发换热器的浓溶液管路入口连接高压发生器的浓溶液管路出口； [0018] 低发换热器的稀溶液管路出口连低压发生器的稀溶液管路入口，低发换热器的浓溶液管路入口连接低压发生器的浓溶液管路出口； [0019] 低压发生器的蒸汽出口连接冷凝器的蒸汽入口。 [0021] 所述太阳能低压发生器设有观察窗。 [0022] 所述管道风机为变频调速管道风机。 [0023] 本发明所述的一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，通过设置一个专用的太阳能低压发生器，太阳能低压发生器独立于冷水机主体并设在太阳能系统的最高温处，解决了太阳能水系统热量输送的损耗问题，同时太阳能与常规能源系统分别设置可调速的稀溶液泵解决了太阳能与常规能源兼容的问题，使燃气为能源时溴化锂机组可在太阳能和燃气两种工作状态下高效工作，更加经济合理，卫生热水换热器的串入减小了冷却塔的负担，实现能量梯级利用，由于白天采用洁净的太阳能加热，具有很好的环保效益，符合国家对环保型能源的开发和应用的要求。附图说明 [0024] 图1是本发明的系统图； [0025] 具体标号如下： [0026] 1、太阳能系统循环泵，2、太阳能集热板，3、太阳能低压发生器，4、管道风机，5、卫生热水换热器，6、低压发生器，7、低发换热器，8、高压发生器，9、冷却水系统，10、高发换热器，11、冷凝器，12、吸收器，13、溶液泵，14、调速溶液泵，15、蒸发器，16、冷冻水循环系统，17、太阳能低发换热器18、第一三通切换阀，19、第二三通切换阀，20、第三三通切换阀，21冷水循环进水管、22冷水循环出水管。 具体实施方式[0027] 由图1所示的一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，包括太阳能集热系统和热泵主机机组。 [0028] 太阳能集热系统包括：太阳能系统循环泵1、太阳能集热板2、太阳能低压发生器3、管道风机4、太阳能低发换热器17和卫生热水换热器5，太阳能低压发生器3设于热泵主机机组外，太阳能低压发生器3设在太阳能集热系统的最高温处,如果太阳能集热系统是自然循环系统，太阳能集热系统的最高温处在太阳能集热系统的物理位置最高处，如果太阳能集热系统是强制循环系统(即由循环泵带动的循环系统)，则太阳能集热系统的最高温处在太阳能集热系统的出口处。 [0029] 热泵主机机组包括：低压发生器6、低发换热器7、冷却水系统9、高发换热器10、冷凝器11、吸收器12、溶液泵13、调速溶液泵14、蒸发器15、冷水循环管16和高压发生器8。 [0030] 太阳能集热板2的出水口通过第一三通切换阀18连接与太阳能低压发生器3的进水口，太阳能低压发生器3的出水口通过所述太阳能系统循环泵1连接太阳能集热板2的进水口。 [0031] 太阳能集热板2、太阳能低压发生器3、太阳能系统循环泵1构成一个太阳能热水循环管路，太阳能集热板2用于吸收太阳能热量，加热太阳能热水循环管道中的太阳能热水。 [0032] 太阳能系统循环泵1用于保证太阳能热水的循环流动。 [0033] 太阳能低压发生器3设在太阳能集热系统的最高处，使太阳能系统在自然循环状态下也可工作。 [0034] 太阳能低压发生器3内设有三根真空管道与热泵主机机组连通，所述三根真空管道分别为太阳能水蒸气管、太阳能稀溶液输送管和太阳能浓溶液输送管；太阳能热水不断的在太阳能热水循环管道中流动，加热太阳能低压发生器3中的溴化锂稀溶液，将溴化锂稀溶液的水蒸气蒸发出来，送到所述太阳能水蒸气管，太阳能低压发生器3和高压发生器8均为现有技术，故不详细叙述。 [0035] 太阳能水蒸气管连接卫生热水换热器5的太阳能水蒸气管路入口，太阳能水蒸气管内设有管道风机4，所述管道风机4为变频调速管道风机，所述管道风机4与太阳能水蒸气管道是真空密封连接，卫生热水换热器5的太阳能水蒸气管路出口连接冷凝器11的太阳能水蒸气管路入口，管道风机4将水蒸气抽入卫生热水换热器5的太阳能水蒸气管路和冷凝器11的太阳能水蒸气管路，太阳能热水加热太阳能低压发生器3中的溴化锂稀溶液，将其中的水分蒸发出来，通过管道风机4将水蒸汽送到卫生热水换热器5，水蒸气部分在卫生热水换热器5中冷凝，加热卫生热水，另一部分进入冷凝器11中，水蒸气在冷凝器11中放出热量通过冷却水循环系统带走，冷凝器11的冷凝水管路出口与蒸发器15的冷凝水管路入口连接，冷冻水循环管16设在蒸发器15中，用于让流入蒸发器15中的冷剂水吸收冷冻水循环管16中的冷水的热量，使所述冷剂水变成过冷水蒸气。 [0036] 所述第一三通切换阀18的其中一个端口通过第二三通切换阀19连接冷水循环管16的进水口，第二三通切换阀19的其中一个端口连接冷水循环进水管21；冷水循环管16的出水口通过第三三通切换阀20连接太阳能系统循环泵1的进口，第三三通切换阀20的其中一个端口连接冷水循环出水管22。即第一三通切换阀18的三个端口分别连接太阳能集热板 2的出液口、太阳能低压发生器3的进液口以及第二三通切换阀19的其中一个端口，第二三通切换阀19的另外两个端口分别连接冷水循环管16的进水口和冷水循环进水管21；第三三通切换阀20的三个端口分别连接冷水循环管16的出水口、太阳能系统循环泵1的进口和冷水循环出水管22。 [0037] 蒸发器15的过冷水蒸气管路的出口连接吸收器12的过冷水蒸气管路的入口，过冷水蒸气进入吸收器12中，在吸收器12中溴化锂浓溶液吸收过冷水蒸气中的水份，保持蒸发器15中的真空度，溴化锂浓溶液吸湿后变成稀溶液。 [0038] 吸收器12的稀溶液管路出口连接调速溶液泵14，调速溶液泵14连接太阳能低发换热器17的稀溶液管路入口，太阳能低发换热器17的稀溶液管路出口连接太阳能低压发生器3的太阳能稀溶液输送管，溴化锂稀溶液通过太阳能低压发生器3的稀溶液输送管流入太阳能低压发生器3中，在太阳能低压发生器3中被太阳能热水加热，浓缩，变成溴化锂浓溶液。 [0039] 太阳能低压发生器3的浓溶液输送管(指溴化锂浓溶液输送管)连接太阳能低发换热器17的浓溶液入口，太阳能低发换热器17的浓溶液出口连接吸收器12的太阳能浓溶液入口；溴化锂浓溶液经太阳能低压发生器换热器17进入吸收器12中吸收水蒸气，然后继续循环。以上为冷水机工作在只用太阳能下的过程。 [0040] 高压发生器8的水蒸气管路出口与低压发生器6的水蒸气管路入口连接，低压发生器6的水蒸气管路出口连接冷凝器11的水蒸气管路入口。 [0041] 吸收器12的稀溶液管路出口还连接溶液泵13，溶液泵13分别连接低发换热器7的稀溶液管路入口和高发换热器10的稀溶液管路入口，吸收器12的浓溶液管路入口分别连接低发换热器7的浓溶液管路出口和高发换热器10的浓溶液管路出口。 [0042] 高发换热器10的稀溶液管路出口连接高压发生器8的稀溶液管路入口，高发换热器10的浓溶液管路入口连接高压发生器8的浓溶液管路出口。 [0043] 低发换热器7的稀溶液管路出口连接低压发生器6的稀溶液管路入口，低发换热器7的浓溶液管路入口连接低压发生器6的浓溶液管路出口。 [0044] 低压发生器(6)的蒸汽出口连接冷凝器(11)的蒸汽入口。 [0045] 当在晚上或阴天太阳不足时，冷水机由锅炉(燃气、燃油)或市政供热，通过高压发生器8加热溴化锂稀溶液产生水蒸气，进入低压发生器6放出冷凝热，加热低压发生器6中的溴化锂稀溶液，然后水蒸气进入冷凝器11冷凝为水，流入蒸发器15中蒸发制冷，在蒸发器15中蒸发的水蒸气被吸收器12中的溴化锂浓溶液吸收，放出热量被冷却水带走，吸收了水蒸气的浓溶液变稀后经溶液泵13送到高压发生器10和低压发生器6中进行浓缩，进行循环。 [0046] 当有太阳而又不足以供应全部制冷负荷时，太阳能与常规能源同时启用，通过溶液泵13和调速溶液泵14分别向常规能源的高、低压发生器和太阳能低压发生器输送溴化锂稀溶液，并分配控制输送量的大小。同时通过管道风机4，对太阳能低压发生器与冷凝器之间的压力进行控制，使太阳能低压发生器与常规能源高低压发生器能达到压力均衡，同步工作。 [0047] 所述太阳能低压发生器3的浓溶液输送管道上设有流量控制装置，并设有旁通阀，流量控制装置控制浓溶液的流速，保证稀溶液在太阳能低压发生器内浓缩的程度达到要求，旁通阀用于结晶时进行融晶。 [0048] 所述太阳能低压发生器3设有观察窗。 [0049] 本发明所述的一种吸收式太阳能空调专用热泵机组具有两种使用状态：制冷状态和供暖状态，当夏天制冷状态时：热泵机组做冷水机使用，太阳能为高温热源为用户提供冷水；第一三通切换阀18仅连通太阳能集热板2和太阳能低压发生器3，此时，第二三通切换阀19仅连通冷水循环进水管21和冷水循环管16的进水口，第三三通切换阀20仅连通冷水循环出水管22和冷水循环管16的出水口。当冬天供暖时，热泵机组作为第一类热泵使用，太阳能作为低温热源，燃气作为高温热源，通过冷却水管道提供供暖热水；第一三通切换阀18仅连通太阳能集热板2和冷水循环管16的进水口，第二三通切换阀19相应切换开关使太阳能集热板2和冷水循环管16的进水口连通即可，此时，第三三通切换阀仅连通冷水循环管16的出水口和太阳能循环泵1的入口。太阳能集热管路制冷时通过太阳能低压发生器3而不通过蒸发器15，制热的时候通过蒸发器15循环，不通过太阳能低压发生器3。 [0050] 本发明所述的一种吸收式太阳能空调专用热泵机组，通过设置一个专用的太阳能低压发生器，太阳能低压发生器独立于冷水机主体并设在太阳能系统的最高温处，解决了太阳能水系统热量输送的损耗问题，同时太阳能与常规能源系统分别设置可调速的稀溶液泵解决了太阳能与常规能源兼容的问题，使燃气为能源时溴化锂机组可在太阳能和燃气两种工作状态下高效工作，更加经济合理，卫生热水换热器的串入减小了冷却塔的负担，实现能量梯级利用，由于白天采用洁净的太阳能加热，具有很好的环保效益，符合国家对环保型能源的开发和应用的要求。 |
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