專利名稱：太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用涉及一種直燃式冷熱水機(jī)組，尤其涉及一種空調(diào)用太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組。
背景技術(shù)：
國際制冷學(xué)會IIR (The International Institute of Refrigeration)做出的估計 表明世界上的15%電能消耗于各種各樣的制冷和空調(diào)行業(yè)，空調(diào)的能耗占家居和商業(yè)建 筑的45%。我國建筑能耗占全部終端用戶總能耗的比例將在近年內(nèi)達(dá)到35 % 。在建筑能耗 方面的研究表明，空調(diào)能耗占辦公樓建筑總能耗的比例最高可達(dá)60 %，在我國隨著經(jīng)濟(jì)條 件的改善使得建筑空調(diào)能耗不斷上升，由此給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力。因此節(jié) 能是關(guān)系到國計民生的大事。而節(jié)能的兩個主要途徑就是提高能源的利用效率、使用可 再生能源。
直燃型吸收式冷水機(jī)組是以天然氣等燃料為驅(qū)動能源的空調(diào)冷熱源設(shè)備，以其工質(zhì)對 臭氧層無破壞、有效減少由于電力空調(diào)引起電力供應(yīng)的峰谷差，利于平衡冬夏燃?xì)庀奶?高天然氣輸送管道的利用率，降低天然氣輸送成本等特點(diǎn)日益得到推廣。為緩解能源需求、 環(huán)境保護(hù)、負(fù)荷平衡諸矛盾，在天然氣氣源充足的地區(qū)，直接使用天然氣為動力的直燃式 吸收式制冷機(jī)獲得應(yīng)用，可取代中央空調(diào)的電動制冷機(jī)。但是，理論分析和實(shí)際運(yùn)行都表 明，吸收式制冷機(jī)在能源消耗、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)管理和運(yùn)行壽命等方面指標(biāo)都較電動式冷水 機(jī)組差。如何讓直燃機(jī)能夠更好的發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)和正在做大量的研究，如直燃 機(jī)的循環(huán)研究，如三效機(jī)、四效機(jī)循環(huán)的研究；吸收式熱泵研究；吸收器和發(fā)生器中的表 面活性劑強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)研究；緩蝕劑研究；燃燒效率研究等。其中三效溴化鋰吸收式制冷 循環(huán)中溶液的溫度較單效機(jī)、雙效機(jī)有了較大幅度的提高。但目前雙效溴化鋰機(jī)組中常用 的緩蝕劑已不能滿足要求，加之高溫區(qū)溴化鋰溶液的物理性質(zhì)缺乏標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，開展試驗(yàn) 研究存在許多困難，目前的研究主要是理論分析，國內(nèi)尚沒有比較成熟的技術(shù)，國外一些 研究機(jī)構(gòu)和公司也是處于試驗(yàn)研究階段。市場上常用的雙效直燃機(jī)高壓發(fā)生器內(nèi)的發(fā)生溫 度，達(dá)到16(TC左右，實(shí)際運(yùn)行時，煙氣排放溫度一般在190 20(TC以上，這么高的排煙 溫度不僅浪費(fèi)能源，對環(huán)境也造成熱污染。國內(nèi)已有人做過研究，并提出煙氣余熱回收的 直燃式冷熱水機(jī)。但是由于煙氣的回收量有限，使其經(jīng)濟(jì)性不能充分體現(xiàn)。而另一方面， 太陽能是一種輻射能，不帶任何化學(xué)物質(zhì)，是最潔凈，最可靠的巨大能源寶庫。近年來太 陽能光熱技術(shù)得到了長足的發(fā)展，在此基礎(chǔ)之上的太陽能吸收式空調(diào)一度受到業(yè)內(nèi)的重
視，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出許多太陽能空調(diào)，但是由于太陽能密度較低，大多數(shù)太陽能光熱技 術(shù)得到的熱源品位較低。同時由于太陽能的不穩(wěn)定性從而限制了單純太陽能空調(diào)的推廣。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組，以緩解現(xiàn)有直 燃式冷熱水技術(shù)中能源利用效率低下和燃料耗量高的缺陷。 技術(shù)方案
本實(shí)用提供了一種太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組，包括高壓發(fā)生器、氣水換熱器、余 熱發(fā)生器、煙氣管、太陽能集熱器、低壓發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、冷卻塔、冷 卻(加熱)盤管、低溫溶液熱交換器、高溫溶液熱交換器以及閥門和泵。該機(jī)組在傳統(tǒng)的 雙效吸收式循環(huán)的基礎(chǔ)上增加了一個由余熱發(fā)生器、汽水換熱器和太陽能集熱器組成的余 熱回路，整個循環(huán)相當(dāng)于一個雙效循環(huán)加一個由余熱回路驅(qū)動的單效循環(huán)。利用太陽能集 熱器加熱循環(huán)水并使溫度初步升高后再通入氣水換熱器使其溫度進(jìn)一步升高，由氣水換熱 器流出的高溫?zé)崴M(jìn)入余熱發(fā)生器產(chǎn)生冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器。
所述的太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組其特征是從吸收器出來的稀溶液經(jīng)過低溫溶液 熱交換器后分為三路， 一路經(jīng)過高溫溶液熱交換器去向高壓發(fā)生器、另兩路分別進(jìn)入低壓 發(fā)生器和余熱發(fā)生器。最后，三路濃縮后的溶液在低溫溶液熱交換器前匯合后經(jīng)熱交換器 進(jìn)入吸收器，被稀釋后開始新一輪的循環(huán)。 有益效果
本實(shí)用太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組由于使用了更加優(yōu)化的循環(huán)系統(tǒng)， 一方面能充分 利用低品位的太陽能將低溫?zé)嵩催\(yùn)用于吸收式空調(diào)冷熱水機(jī)組中；另一方面余熱發(fā)生器和 太陽能集熱器的同時使用可以在減少燃料消耗的同時，提高能源利用效率。既降低了常規(guī) 雙效直燃式循環(huán)的排煙溫度，又使得單純使用太陽能集熱器的吸收式空調(diào)易受天氣影響的 不穩(wěn)定性得到克服。提高了一次能源效率PER，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，適用范圍廣。

圖l 太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組原理圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用 而不用于限制本實(shí)用的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。
實(shí)施例1
如圖1所示，太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組主要由高壓發(fā)生器1、氣水換熱器2、 余熱發(fā)生器3、煙氣管4、太陽能集熱器5、低壓發(fā)生器6、冷凝器7、吸收器8、蒸發(fā)器9、 冷卻塔10、冷卻(加熱)盤管11、低溫溶液熱交換器12、高溫溶液熱交換器13以及閥門 和泵組成。
利用太陽能集熱器5初步加熱循環(huán)太陽能水，將升溫后的太陽能熱水通入到氣水換熱 器2中，使得太陽能熱水和煙氣充分換熱后通入到余熱發(fā)生器3中，余熱回路中降溫后的 熱水再回流到太陽能集熱器重復(fù)循環(huán)，廢氣由煙氣管4排出。從吸收器8出來的稀溶液經(jīng) 過低溫溶液熱交換器12后分為三路， 一路經(jīng)過高溫溶液熱交換器13去向高壓發(fā)生器1、 另兩路分別進(jìn)入低壓發(fā)生器6和余熱發(fā)生器3。溶液在高壓發(fā)生器1內(nèi)受熱濃縮，高壓發(fā) 生器1產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入低壓發(fā)生器6作為低溫?zé)嵩?，加熱其中的溶液后進(jìn)入冷凝器7冷凝， 低壓發(fā)生器6產(chǎn)生的蒸汽直接進(jìn)入冷凝器7冷凝，第三路溶液進(jìn)入余熱發(fā)生器3進(jìn)一步利 用煙氣和太陽能中的熱量，產(chǎn)生的蒸汽也進(jìn)入冷凝器7。最后，三路濃縮后的溶液在低溫 溶液熱交換器12前匯合后經(jīng)熱交換器換熱制冷時，閥門14關(guān)閉、15開啟，自低溫溶液 熱交換器12流出的濃溶液進(jìn)入吸收器8吸收來自蒸發(fā)器9的冷劑蒸汽，被稀釋后開始新 一輪的循環(huán)，同時由冷卻塔IO、冷凝器7和吸收器8組成的冷卻水回路將向大氣環(huán)境排放 空調(diào)熱負(fù)荷和吸收式制冷循環(huán)的補(bǔ)償熱能，由蒸發(fā)器9和冷卻盤管組成的冷水回路完成為 冷卻(加熱)盤管11提供冷量。制熱時，閥門14開啟、15關(guān)閉，自低溫溶液熱交換器 12流出的濃溶液直接被來自冷凝器7的冷劑水稀釋，冷凝器7、吸收器8與冷卻塔10脫 開和加熱盤管連接構(gòu)成熱水回路，即將冷卻水回路切換成熱水回路完成為冷卻(加熱)盤 管ll提供熱量。
太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組由于使用了雙效循環(huán)加余熱回路驅(qū)動的單效循環(huán)提高 了能源利用效率，同時由于清潔能源太陽能的使用使得能源消耗進(jìn)一步減少，計算數(shù)據(jù)表 明，該循環(huán)系統(tǒng)可較常規(guī)雙效直燃機(jī)的一次能源效率PER提高9%，同時可以使得煙氣排放 溫度降低到12(TC，節(jié)能效果明顯。
權(quán)利要求1. 太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組由高壓發(fā)生器(1)、氣水換熱器(2)、余熱發(fā)生器(3)、煙氣管(4)、太陽能集熱器(5)、低壓發(fā)生器(6)、冷凝器(7)、吸收器(8)、蒸發(fā)器(9)、冷卻塔(10)、冷卻(加熱)盤管(11)、低溫溶液熱交換器(12)、高溫溶液熱交換器(13)以及閥門和泵組成，其特征在于在傳統(tǒng)的雙效吸收循環(huán)的基礎(chǔ)上增加了一個由余熱發(fā)生器(3)、汽水換熱器(2)和太陽能集熱器(5)組成的余熱回路，整個循環(huán)相當(dāng)于一個雙效循環(huán)加一個由余熱回路驅(qū)動的單效循環(huán)。
2. 如權(quán)利要求l所述的太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組，其特征是從吸收器(8)出來的 稀溶液經(jīng)過低溫溶液熱交換器(12)后分為三路， 一路經(jīng)過高溫溶液熱交換器(13) 去向高壓發(fā)生器(1)、另兩路分別進(jìn)入低壓發(fā)生器(6)和余熱發(fā)生器(3)。最后，三 路濃縮后的溶液在低溫溶液熱交換器(12)前匯合后經(jīng)熱交換器進(jìn)入吸收器(8)，被 稀釋后開始新一輪的循環(huán)。
3. 如權(quán)利要求l、 2所述的太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組，其特征是所述的氣水換熱器(2)可以為間壁式換熱器、直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器或熱管式換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽能輔助直燃式冷熱水機(jī)組，系統(tǒng)由高壓發(fā)生器(1)、氣水換熱器(2)、余熱發(fā)生器(3)、煙氣管(4)、太陽能集熱器(5)、低壓發(fā)生器(6)、冷凝器(7)、吸收器(8)、蒸發(fā)器(9)、冷卻塔(10)、冷卻(加熱)盤管(11)、低溫溶液熱交換器(12)、高溫溶液熱交換器(13)以及閥門和泵組成。該機(jī)組在原有的雙效直燃式冷熱水機(jī)的基礎(chǔ)上引入了由太陽能集熱器、汽水換熱器和余熱發(fā)生器組成的單效循環(huán)，構(gòu)成新的循環(huán)。利用太陽能集熱器(5)加熱循環(huán)水并使溫度初步升高后再通入氣水換熱器(2)使其溫度進(jìn)一步升高，由氣水換熱器(2)流出的高溫?zé)崴M(jìn)入余熱發(fā)生器，制冷水和制熱水時作為輔助驅(qū)動熱源加熱溶液分別提供冷量和熱量，同時減少燃料消耗。本實(shí)用新型通過充分利用低品位的太陽能熱源和直燃機(jī)高壓發(fā)生器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓瑑?yōu)化了循環(huán)系統(tǒng)，故較雙效直燃式冷熱水機(jī)組提高了能源利用效率節(jié)能效果顯著，一次能源效率PER可提高9％。
文檔編號F25B15/00GK201203297SQ200820057999
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者成 劉, 曹家樅 申請人:東華大學(xué)