[发明专利]太阳能驱动单双效耦合型溴化锂制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用与空调技术领域，具体为一种太阳能驱动单双效耦合型溴化锂制冷机。

背景技术

太阳能是分布广泛、使用清洁的可再生能源，有望在未来社会能源结构中发挥更加重要的作用。其中利用太阳能进行供热、采暖和制冷是实现规模化、低成本利用太阳能的重要途径。特别是，近年来随着太阳能集热和采暖系统的规模化应用，夏季太阳能热量过剩现象十分突出，各国学者都在积极寻找能够实现夏季利用太阳能进行空调制冷的有效方法，目的在于可以提高太阳能集热器的全年利用效率，另一方面可以开辟一条利用太阳能解决空调制冷需求的崭新技术途径。太阳能空调制冷的最大优点在于它有很好的季节匹配性，天气越热、越需要制冷的时候，太阳辐射条件越好，太阳能制冷系统的制冷量也越大。

由于目前太阳能集热器主要用于热水系统，通常集热温度在90℃以下，因此以往太阳能空调研究应用重点在与普通太阳能集热器匹配的太阳能空调技术方面，特别是生产技术相对成熟的单效吸收式制冷机组，应用较多。但是与低温太阳能集热技术结合的太阳能空调也存在一些问题，一方面由于热源温度低（60-90℃），与其匹配的吸收或吸附制冷机组一般制冷热力COP在0.4-0.7之间。另一方面为了保障太阳能空调的连续性问题，一般采用燃气或燃油锅炉作为辅助热源。对于太阳能保证率低的太阳能空调系统，往往会由于热力COP低而失去应有的优势（与常规空调系统相比）。与溴化锂吸收式空调匹配可以选用制冷热力COP为1.2的双效产品，但其需要150℃的热源，常规的直燃式溴化锂吸收式制冷机就是采用燃油或燃气锅炉驱动的溴化锂吸收式双效制冷机。若要采用太阳能驱动，则系统需要匹配相应的中温集热器。

另外，对太阳能集热器而言，受太阳辐射水平的限制，一天当中，集热器供热温度在早晚时候较低，中午前后达到最高。对中温集热器驱动的太阳能空调系统，一般在接近中午时，集热温度才能满足双效制冷运行要求，在上午和下午一部分时间，仅能满足单效制冷运行条件。因此，要延长太阳能空调制冷系统制冷时间，最好的办法是采用单效/双效自动切换的运行模式，根据一天中太阳能集热器供热温度变化，自动在单效和双效模式之间切换，以满足高效、长时间制冷需求。

通过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请公布号为：CN101886854A，发明名称为：单双效吸收式冷冻机。提出了一种单双效切换的制冷机，重点在于阐述如何根据制冷负载的变更来控制中间稀溶液泵的运转能力。从结构上来看，其在原直燃双效吸收式制冷机的基础上额外增加了用于单效运行的发生器和冷凝器，其用于单效运行的发生器需要其他的热源水进行供应。并且当单效运行时，原直燃式双效机组的高低压发生器以及冷凝器均不工作，系统部件利用率低。

中国专利申请公开号为：CN101231043A，发明名称为：单双效吸收式制冷机及其操作控制方法。提出的单双效制冷机结构与CN10188854A中的单双效吸收式冷冻机相似，同样是增加了额外的用于单效运行的发生器和冷凝器。并且双效运行仅靠燃气锅炉作为热源，并未涉及太阳能利用，一次能源消耗大。

中国专利申请公开号为：CN101526283A，发明名称为：烟气热水单双效复合型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组。提出的烟气热水单双效复合型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组与上述公开号为CN101231043A和CN101886854A所公开的技术方案的主要区别在于其在原双效机组上只增加了用于单效运行的热水发生器，结构较以上两者简单。其与本发明的主要区别在于其双效运行热源采用的是其他装置产生高温烟气，属于余热利用领域，而本发明中双效运行时的热源由太阳能中温集热器提供，为新能源与可再生资源利用领域，且由于两者发生器热源的形式不同，其结构形式也必将会有显著的区别。并且其在单效运行时额外增加了一台溶液泵，而本发明中仅靠管路阀门切换实现功能。

发明内容

本发明针对以上现有技术中的问题和不足，提出了一种太阳能驱动单双效耦合型溴化锂吸收式制冷机。通过在低压发生器中加入单效热水换热器，并进行相关阀门启闭的控制，实现在不同水温的情况下制冷机组单效工况与双效工况的切换。可以充分利用不同时段的太阳能集热系统热水的品位，实现单双效自动切换，高效地利用太阳能制冷，解决太阳能系统夏季热量过剩的问题并且太阳能集热系统可同时提供生活热水，冬季也可用于采暖。太阳辐照不足但有制冷需求时采用燃气锅炉驱动双效制冷工况运行。