[发明专利]应用太阳能的扩散吸收制冷和热水系统

说明书

技术领域

本发明一种应用太阳能的扩散吸收制冷和热水系统，涉及的是暖通空调技术领域，特别是涉及利用太阳能的制冷和制热水技术领域，应用于家庭的制冷和热水以及办公区和生活区的冷热联供。

背景技术

国内外的制冷技术中，多数采用机械压缩式，以氟利昂及其替代工质或者氨作为制冷剂，系统复杂，设备昂贵，能耗大。采用氨水作为工质的吸收制冷技术，由于制冷剂氨和吸收剂水的标准沸点差只有133.4℃，发生器的蒸汽中会含有少量水蒸气，为此需要设置精馏器，将水蒸气从氨气中分离出来，致使设备庞大。氨水吸收式制冷系统压力高，系统很容易达到2MPa的压力，为安全考虑，管道壁要加厚，导致系统投资大。而且氨水对人体有害，腐蚀碳钢和铜，在金属材料的选择方面受限。利用太阳能制冷水和热水的技术，目前主要有：吸附式冷热联产技术，溴化锂吸收式冷热联产技术，太阳能热水器技术。对于吸附式冷热联产技术，由于受吸附剂性能的限制，制冷系统整体性能始终无法迈出大的步伐。溴化锂吸收技术由于机组难以小型化，系统庞大，造价高，而且真空度要求高，技术复杂，目前普及率较小。对于太阳能热水器产热水，目前应用比较多，普及率也很大，但是太阳能热水器只能产热水不能产冷水。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种克服上述缺陷的冷热联产技术。理论和实验证实，以TFE-TEGDME作为吸收制冷工质时，系统性能较好，但是蒸发器侧的真空度较大，系统容易漏进空气，影响制冷性能。为此，本发明提出了充入氦气作为辅助气体，提高整个系统压力，系统采用TFE-He-TEGDME三工质的扩散吸收制冷制热水方式。该制冷制热水方式整个系统的压力维持在一个大气压附近，采用太阳能集热器驱动，集热温度达到80℃即可使本系统正常运行。与压缩式制冷相比，扩散吸收式制冷系统没有任何运动部件(由于系统压力平衡，没有溶液泵、也没有节流阀和压缩机)，运行时无震动与噪声，可以采用多种能源驱动，无CFC替代问题，是一种有广泛应用前景的吸收式制冷方式。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：应用太阳能的扩散吸收制冷和热水系统，包括依次连接的太阳能集热器、气泡提升泵、稀溶液罐、上升管、冷凝器、U形管、蒸发器、气体热交换器、浓溶液罐、吸收器、溶液热交换器，还包括有氦气瓶，所述氦气瓶连接在蒸发器上，溶液热交换器的外管和稀溶液罐的一端相连，内管和浓溶液罐连接，所述吸收器还与气体热交换器连接；以及与吸收器连接的自来水接管、与冷凝器连接的热水出口，冷凝器和吸收器之间通过管道连通。

所述的系统将太阳能集热器和气泡提升泵直接连在一起，无需沸腾室，简化了系统结构，实现了系统的无泵循环；所述的系统采用溶液热交换器和气体热交换器回收热量；所述的太阳能扩散吸收制冷系统可以同时产生冷水和热水，既可以制冷也可以提供生活热水，可以代替夏季空调以及太阳能热水器；所述的太阳能扩散吸收制冷系统运行压力在一个大气压附近，运行压力小，工质对金属无腐蚀，因此可以采用全铝结构，制造容易，造价小。

所述系统采用TFE-He-TEGDME三组分作为工质。所采用的系统将太阳能，工质TFE-He-TEGDME以及扩散吸收制冷方式紧密的结合在一起，既合理利用了太阳能集热器的集热温度范围、又巧妙的将工质TFE-He-TEGDME的工作压力和工作温度范围以及扩散吸收特有的工作方式进行了有机的结合。

在所述蒸发器内充入有作为工质TFE-TEGDME的辅助气体氦气，解决了系统的真空度过大的问题，防止系统漏进空气影响系统性能。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：TFE蒸发温度在-25～10℃之间，系统运行压力低，运行安全可靠。制冷工质对金属无腐蚀，可以采用全铝结构，制造方便，而且造价低。吸附器采用喷淋降膜吸收技术，传热系数大，吸收效果好。整个系统无震动、无噪声、不需消耗电能，只需放在有阳光的地方即可以生产冷水和热水，系统无需人看管，寿命长。采用真空集热器，每平米集热器每天可产7℃冷水55L，50℃热水100-120L。经济效益可观，完全可以替代现有的制冷系统和太阳能热水器，节约大量能源，拥有巨大的推广价值。虽然本发明是应用太阳能进行制冷水和热水，但研究成果也可以推广到其它驱动热源，比如工业余热驱动，也可以利用地热能或者其它中低温热源驱动，拓宽了吸收制冷的应用范围。另外，应用TFE-He-TEGDME工质的制冷系统也可以用来制冰。

附图说明

图1为本发明的应用太阳能的扩散吸收制冷和热水系统；