发明内容
[0003] 本发明提供一种太阳能吸收式制冷空调的三相蓄能方法,通过改变蓄能装置在系统中的联接方式,使得白天太阳能蓄能过程与同步的太阳能空调用能过程实现了内部解耦,方便系统构建,实现驱动热源与空调负荷的优良匹配,简化了控制系统;该三相蓄能方法不仅可避免结晶带来的危险,还以汽液固三相的高蓄能密度实现蓄能系统对太阳能空调的调荷作用,解决太阳能供能与空调用冷的不平衡问题。
[0004] 一种太阳能吸收式制冷空调的三相蓄能方法,其特征在于:应用如下一种三相蓄能装置,该装置包括传统太阳能吸收式制冷空调系统和三相蓄能器,传统太阳能吸收式制冷空调系统2包括太阳能集热器5,太阳能集热器集热介质箱6、发生器7、冷凝器8、吸收器9、蒸发器10、节流装置11、冷却塔12和空调末端13;
[0005] 将三相蓄能器1联接到传统太阳能吸收式制冷空调系统2,三相蓄能器1由三相蓄能罐3和液态制冷剂蓄罐4组合而成,二者共用太阳能集热器5,吸收器9、蒸发器10和节流装置11;太阳能集热器集热介质箱6出口端被分为两个并联管路,分别连接到三相蓄能罐3和发生器7上;
[0006] 制冷剂蓄罐4中的换热装置与冷却塔12连成一个回路,制冷剂蓄罐4通过管路经过节流装置11连接到蒸发器10,三相蓄能罐3中的换热装置与太阳能集热器集热介质箱6连成一个回路,三相蓄能罐3与吸收器9连成一个回路;制冷剂蓄罐4底部通过液态制冷剂喷淋泵15及管路连接到制冷剂蓄罐4顶部;三相蓄能罐3底部通过溶液喷淋泵14及管路连接到三相蓄能罐3顶部;
[0007] 采用吸收式制冷工质对作为蓄能介质,太阳能集热器集热介质箱6出口端被分为两个并联管路,作为热源分别为三相蓄能罐3和发生器7提供热量,在满足空调冷量需求的基础上,通过实时调节进入三相蓄能器1的集热介质流量,将多余的太阳能集热量以蓄能介质化学势能形式蓄存在三相蓄能罐3中,蓄能时,太阳能集热介质直接为三相蓄能罐3提供热量,加热三相蓄能罐3中的蓄能介质,产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐4,制冷剂蒸汽在液态制冷剂蓄罐4中受来自冷却塔12冷却水的冷却,由蒸汽冷凝为制冷剂液体,并蓄存在液态制冷剂蓄罐4中;释能时,液态制冷剂蓄罐4中的液态制冷剂经节流装置11降压后进入蒸发器10,在蒸发器10中吸收空调水的热量而汽化,制冷剂蒸汽进入吸收器9,而三相蓄能罐3中的溶液也流到吸收器9,吸收来自蒸发器10的制冷剂蒸汽,随后,吸收器9中被稀释后的溶液又流回到三相蓄能罐3中,蒸发器10中被吸热的空调冷水流经空调末端13,提供空调所需冷量。
[0008] 所述的传统太阳能吸收式制冷空调系统2提供白天所需空调冷量,来自集热介质箱6的集热介质为发生器7提供发生用热,产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器8,被来自冷却塔12的冷却水冷却冷凝成液态制冷剂,液态制冷剂经节流装置11降压后进入蒸发器10,在蒸发器10吸热汽化为制冷剂蒸汽,制冷剂蒸汽进入吸收器9,被吸收器9中的浓溶液吸收,变稀的溶液流回到发生器7、再次被加热,再次产生制冷剂蒸汽,发生器7中的浓溶液再次流入吸收器9,而蒸发器10产生的空调冷水提供给空调末端13,满足空调所需冷量。
[0009] 进一步,三相蓄能罐3的换热装置采用表面多孔管换热器17,对三相蓄能罐3中的蓄能介质进行加热,并在加热过程中依靠溶液喷淋泵14加压及溶液喷嘴18喷淋,溶液被加热浓缩,直到产生结晶,结晶物分布在三相蓄能罐3内的结晶物分布器16中,而加热所产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐4,液态制冷剂蓄罐4的换热装置采用换热盘管20,换热盘管20对进入的制冷剂蒸汽进行冷却,使制冷剂蒸汽冷凝成为液态制冷剂,并依靠液态制冷剂喷淋泵15加压及液态制冷剂喷嘴19喷淋。
[0010] 所述的三相蓄能方法采用吸收式制冷工质对(如:溴化锂-水溶液)作为蓄能介质,将三相蓄能器联接到传统太阳能吸收式制冷空调系统,二者共用太阳能集热器,吸收器、蒸发器和节流装置。太阳能集热器集热介质箱出口端被分为两个并联管路,作为热源分别为三相蓄能罐和发生器提供热量,在满足太阳能空调负荷的基础上,通过实时调节进入三相蓄能器的集热介质流量,将多余的太阳能集热量以蓄能介质化学势能形式蓄存在三相蓄能罐中,从而实现驱动热源与空调负荷的优良匹配。具体来讲,蓄能时,太阳能集热介质直接为三相蓄能罐提供热量,加热三相蓄能罐中的蓄能介质,产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐(如,溴化锂-水溶液作蓄能介质时,水为制冷剂),制冷剂蒸汽在液态制冷剂蓄罐中受来自冷却塔冷却水的冷却,由蒸汽冷凝为制冷剂液体,并蓄存在液态制冷剂蓄罐中;释能时,液态制冷剂蓄罐中的液态制冷剂经节流装置降压后进入蒸发器,在蒸发器中吸收空调水的热量而汽化,制冷剂蒸汽进入吸收器,而三相蓄能罐中的溶液也流到吸收器,吸收来自蒸发器的制冷剂蒸汽,随后,吸收器中被稀释后的溶液又流回到三相蓄能罐中,蒸发器中被吸热的空调冷水流经空调末端,提供空调所需冷量。
[0011] 所述的传统太阳能吸收式制冷空调系统提供白天所需空调冷量,来自集热介质箱的集热介质为发生器提供发生用热,产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器,被来自冷却塔的冷却水冷却冷凝成液态制冷剂,液态制冷剂经节流装置降压后进入蒸发器,在蒸发器吸热汽化为制冷剂蒸汽,制冷剂蒸汽进入吸收器,被吸收器中的浓溶液吸收,变稀的溶液流回到发生器、再次被加热,再次产生制冷剂蒸汽,发生器中的浓溶液再次流入吸收器,而蒸发器产生的空调冷水提供给空调末端,满足空调所需冷量。
[0012] 本发明的特征还在于:蓄能是以蓄能介质汽液固三相态实现蓄能,从而有效增强蓄能能力,提高蓄能密度。利用表面多孔管换热器对三相蓄能罐中的蓄能介质进行加热,并在加热过程中依靠溶液喷淋泵加压及溶液喷嘴喷淋,溶液被加热浓缩,直到产生结晶,结晶物分布在结晶物分布器中,而加热所产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐,其内的换热盘管对进入的制冷剂蒸汽进行冷却,使制冷剂蒸汽冷凝成为液态制冷剂,并依靠液态制冷剂喷淋泵加压及液态制冷剂喷嘴喷淋。
[0013] 有益效果
[0014] 本发明专利提出的太阳能空调的三相蓄能方法,与现有技术相比,具有以下优点及突出性效果,避免了采用蓄能装置与吸收式制冷系统中的发生器串联联接中结晶带来的危险,通过简单控制进入三相蓄能器的集热介质流量,实现了驱动热源与太阳能空调负荷的优良匹配,而且释冷量稳定;系统构建简单,很容易将普通的太阳能空调系统改造成为蓄能型太阳能制冷空调系统,太阳能利用更加充分,调节方便灵活;蓄能能力强,蓄能密度比两相蓄能方式明显提高,50%的结晶率可使蓄能密度提高50%以上,换言之,50%的结晶率,蓄能装置的体积缩小一半以上。