太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)。太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的蓄熱器所蓄存的熱量傳遞到吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的第二發(fā)生器驅(qū)動(dòng)吸收式制冷子單元循環(huán)；太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的蓄熱器所蓄存的熱量同時(shí)傳遞到有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的第一發(fā)生器驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)，有機(jī)朗肯循環(huán)當(dāng)中膨脹機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷子單元循環(huán)。本實(shí)用新型綜合了太陽能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷循環(huán)和太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)間接驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，兩制冷循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能，具有較低的初投資成本，較低的運(yùn)行成本，無需額外提供電能，可利用低品位熱源，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可獲得較高的制冷效率等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]制冷系統(tǒng)目前應(yīng)用最廣泛的是蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)和吸收式制冷系統(tǒng)。蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)以消耗電能為代價(jià)，能效比較低，運(yùn)行成本高。常規(guī)的吸收式制冷系統(tǒng)都是利用燃燒天然氣提供的熱量來驅(qū)動(dòng)制冷，天然氣是含有多種成分的混合物，燃燒時(shí)除了排放二氧化碳和熱量外，還會(huì)排放二氧化硫、硫化氫等多種有害氣體，而二氧化碳是溫室氣體，二氧化碳的排放增加了地球的溫室效應(yīng)。
[0003]太陽能是一種豐富、清潔的可再生能源，太陽能吸收式制冷技術(shù)是利用太陽能驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)的一種新型制冷技術(shù)，與常規(guī)的燃燒天然氣驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷技術(shù)相比，由于太陽能吸收式制冷技術(shù)以太陽能作為制冷機(jī)的熱源，不僅能節(jié)約大量的化石能源，還可以起到保護(hù)環(huán)境的作用。
[0004]有機(jī)朗肯循環(huán)則可以利用低品位熱源(太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，與常規(guī)的電能驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)相比，減少了能量轉(zhuǎn)化的損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種綜合了太陽能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷和太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)間接驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷的復(fù)合式制冷系統(tǒng)，在陰雨天或晚上則開動(dòng)壓縮機(jī)，這時(shí)壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥構(gòu)成一個(gè)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，它可以和吸收式制冷系統(tǒng)聯(lián)合工作或單獨(dú)工作，來維持制冷量的穩(wěn)定，防止由于太陽能集熱器供熱波動(dòng)而引起的波動(dòng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取了以下的技術(shù)方案:太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)，所述太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器、蓄熱器、第一水泵、第二水泵和第三水泵組成；所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器、膨脹機(jī)、回?zé)崞?、凝汽器和工質(zhì)泵組成；所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由吸收式制冷子單元和蒸汽壓縮制冷子單元組成，所述吸收式制冷子單元由冷凝器、蒸發(fā)器、第二節(jié)流閥、第二發(fā)生器、溶液熱交換器、第三節(jié)流閥、吸收器和循環(huán)泵組成，所述蒸汽壓縮制冷子單元由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和第一節(jié)流閥組成。
[0007]進(jìn)一步地，所述太陽能集熱器將熱能通過水介質(zhì)傳遞至所述蓄熱器，經(jīng)過換熱后水介質(zhì)由所述第一水泵輸送至所述太陽能集熱器，完成所述太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的循環(huán)；所述蓄熱器當(dāng)中的熱量傳遞到所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的所述第二發(fā)生器驅(qū)動(dòng)所述吸收式制冷子單元循環(huán)。
[0008]進(jìn)一步地，所述蓄熱器的熱量通過水介質(zhì)被傳遞至所述第一發(fā)生器加熱有機(jī)工質(zhì)，使其升溫，氣態(tài)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)，經(jīng)過所述回?zé)崞鲹Q熱后，進(jìn)入所述凝汽器冷凝成液體工質(zhì)，經(jīng)過所述工質(zhì)泵加壓至所述回?zé)崞鲹Q熱后進(jìn)入所述第一發(fā)生器中，完成有機(jī)朗肯循環(huán)。
[0009]進(jìn)一步地，所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)中的所述膨脹機(jī)與所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的所述壓縮機(jī)是通過聯(lián)軸器同軸連接的，利用所述膨脹機(jī)輸出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的所述壓縮機(jī)，完成所述蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)。
[0010]進(jìn)一步地，所述吸收式制冷子單元循環(huán)與所述蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能。
[0011]優(yōu)選地，所述膨脹機(jī)采用徑向軸流式的透平膨脹機(jī)，所述壓縮機(jī)采用螺桿式壓縮機(jī)。
[0012]優(yōu)選地，所述聯(lián)軸器采用套筒聯(lián)軸器。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)只需增加有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)，即可提供吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中蒸汽壓縮制冷單元所需的動(dòng)力，減少了電能的消耗；此外，膨脹機(jī)和壓縮機(jī)同軸結(jié)構(gòu)，膨脹機(jī)輸出的機(jī)械功直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，避免了能量轉(zhuǎn)化損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的太陽能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]如圖1所示，太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)。其中:太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器1、蓄熱器2、第一水泵3、第二水泵4和第三水泵6組成；有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器5、膨脹機(jī)7、回?zé)崞?、凝汽器9和工質(zhì)泵10組成；吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由吸收式制冷子單元和蒸汽壓縮制冷子單元組成，吸收式制冷子單元由冷凝器13、蒸發(fā)器15、第二節(jié)流閥16、第二發(fā)生器17、溶液熱交換器18、第三節(jié)流閥19、吸收器20和循環(huán)泵21組成，蒸汽壓縮制冷子單元由壓縮機(jī)12、冷凝器13、蒸發(fā)器15和第一節(jié)流閥14組成。有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的膨脹機(jī)7與吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)的壓縮機(jī)12是通過聯(lián)軸器11同軸連接的。
[0017]由于太陽能的間歇性和不確定性，設(shè)置蓄熱器2來保證系統(tǒng)能夠較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。太陽能集熱器I將熱能通過水介質(zhì)傳遞至蓄熱器2，經(jīng)過換熱后水介質(zhì)由第一水泵3輸送至太陽能集熱器I，完成太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的循環(huán)。
[0018]太陽能集熱器I將熱量通過水介質(zhì)傳遞至蓄熱器2中之后，熱量被傳遞至第一發(fā)生器5和第二發(fā)生器17中。一方面，在第二發(fā)生器17內(nèi)，由蓄熱器2傳遞過來的熱量加熱溴化鋰溶液后產(chǎn)生的水蒸汽，進(jìn)入冷凝器13被冷卻，經(jīng)第二節(jié)流閥16減壓節(jié)流，變成低溫的制冷劑水，進(jìn)入蒸發(fā)器15，在蒸發(fā)器15里面蒸發(fā)形成低溫低壓的制冷劑氣體，最后進(jìn)入吸收器20形成稀溶液；吸收器20里的稀溶液，由循環(huán)泵21送往溶液熱交換器18后溫度升高，最后進(jìn)入第二發(fā)生器17，在第二發(fā)生器17中稀溶液被加熱，成為最終濃溶液。濃溶液流經(jīng)溶液熱交換器18，溫度被降低，進(jìn)入吸收器20，吸收來自蒸發(fā)器15的制冷劑水蒸汽，成為稀溶液。如此往復(fù)完成吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的吸收式制冷子單元循環(huán)。另一方面，有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)的有機(jī)工質(zhì)在第一發(fā)生器5中吸收蓄熱器2傳遞過來的熱量蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)；之后高溫高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)7中進(jìn)行膨脹，輸出機(jī)械功；從膨脹機(jī)7中出來的有機(jī)工質(zhì)溫度已大大降低，在進(jìn)入凝汽器9之前先進(jìn)入回?zé)崞?中，與進(jìn)入第一發(fā)生器5之前的工質(zhì)進(jìn)行換熱，從回?zé)崞?出來的有機(jī)工質(zhì)在凝汽器9中被環(huán)境冷源凝結(jié)為液態(tài)有機(jī)工質(zhì)，之后經(jīng)過工質(zhì)泵10加壓被送入回?zé)崞?換熱升溫，最后進(jìn)入第一發(fā)生器5，如此往復(fù)循環(huán)，完成有機(jī)朗肯循環(huán)。
[0019]有機(jī)朗肯系統(tǒng)增設(shè)回?zé)崞?，從膨脹機(jī)7出來的有機(jī)工質(zhì)溫度已大大降低，但仍然高于從工質(zhì)泵10出來的工質(zhì)溫度，增設(shè)回?zé)崞?將有助于減輕第一發(fā)生器5的熱負(fù)荷，同時(shí)還可以提高有機(jī)朗肯的熱效率。
[0020]有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)中的膨脹機(jī)7通過聯(lián)軸器11將機(jī)械功傳遞至吸收壓縮復(fù)合式子系統(tǒng)的壓縮機(jī)12，壓縮機(jī)12利用膨脹機(jī)7輸出的動(dòng)力，把低溫低壓有機(jī)工質(zhì)蒸汽壓縮成高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)蒸汽，在冷凝器13中高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)蒸汽被冷凝成高壓的有機(jī)工質(zhì)液體，從冷凝器13中出來的有機(jī)工質(zhì)制冷劑液體經(jīng)過第一節(jié)流閥14節(jié)流成低溫低壓的液體進(jìn)入蒸發(fā)器15，在蒸發(fā)器15里面蒸發(fā)形成低溫低壓的有機(jī)工質(zhì)制冷劑氣體，最后這些有機(jī)工質(zhì)制冷劑氣體進(jìn)入到壓縮機(jī)12進(jìn)行壓縮，如此往復(fù)完成復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的蒸汽壓縮子單元循環(huán)。
[0021]吸收式制冷子單元循環(huán)與蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能?？紤]到長(zhǎng)期運(yùn)行過程中存在泄露的可能性，為避免泄露引起的工質(zhì)摻混，有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)采用同種有機(jī)工質(zhì)，為R236fa或R245fa或RC318或R141b等低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)；吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中吸收制冷子單元循環(huán)采用溴化鋰-水工質(zhì)對(duì)。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能集熱子系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)，所述太陽能集熱子系統(tǒng)由太陽能集熱器(I)、蓄熱器(2)、第一水泵(3)、第二水泵(4)和第三水泵(6)組成；所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)由第一發(fā)生器(5)、膨脹機(jī)(7)、回?zé)崞?8)、凝汽器(9)和工質(zhì)泵(10)組成；所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)由吸收式制冷子單元循環(huán)和蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)組成，所述吸收式制冷子單元由冷凝器(13)、蒸發(fā)器(15)、第二節(jié)流閥(16)、第二發(fā)生器(17)、溶液熱交換器(18)、第三節(jié)流閥(19)、吸收器(20)和循環(huán)泵(21)組成，所述蒸汽壓縮制冷子單元由壓縮機(jī)(12)、冷凝器(13)、第一節(jié)流閥(14)和蒸發(fā)器(15)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:太陽能集熱器(I)將熱能通過水介質(zhì)傳遞至蓄熱器(2)，經(jīng)過換熱后水介質(zhì)由第一水泵(3)輸送至太陽能集熱器(I)，完成所述太陽能集熱子系統(tǒng)當(dāng)中的循環(huán)；蓄熱器(2)當(dāng)中的熱量傳遞到所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)當(dāng)中的第二發(fā)生器(17)驅(qū)動(dòng)所述吸收式制冷子單元循環(huán)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:蓄熱器(2)的熱量通過水介質(zhì)被傳遞至第一發(fā)生器(5)加熱有機(jī)工質(zhì)，使其升溫，氣態(tài)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)(7)，經(jīng)過回?zé)崞?8)換熱后，進(jìn)入凝汽器(9)冷凝成液體工質(zhì)，經(jīng)過工質(zhì)泵(10)加壓至回?zé)崞?8)換熱后進(jìn)入第一發(fā)生器(5)中，完成有機(jī)朗肯循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)中的膨脹機(jī)(7)與所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的壓縮機(jī)(12)是通過聯(lián)軸器(11)同軸連接的，利用膨脹機(jī)(7)輸出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)所述吸收壓縮復(fù)合式制冷子系統(tǒng)中的壓縮機(jī)(12)，完成所述蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)。
5.如權(quán)利要求書I或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收式制冷子單元循環(huán)與所述蒸汽壓縮制冷子單元循環(huán)聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制冷功能。
6.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:膨脹機(jī)(7)采用徑向軸流式的透平膨脹機(jī)，壓縮機(jī)(12)采用螺桿式壓縮機(jī)。
7.如權(quán)利要求4所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的有機(jī)朗肯-吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)，其特征在于:聯(lián)軸器(11)采用套筒聯(lián)軸器。
【文檔編號(hào)】F25B25/02GK204141889SQ201420569028
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】邵振華, 于文遠(yuǎn), 張良, 張培培, 羅謨嬌, 凌錫祥, 余思敏 申請(qǐng)人:邵振華