本实用新型涉及暖通制冷技术领域,具体的涉及一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统。
背景技术:
太阳能喷射制冷由于其可利用低品位热源、较好的环保性能、运行维护方便等优点,因而受到了广泛关注。
专利号为cn1995869a的专利公开了一种太阳能喷射与变速压缩一体化的制冷装置,该装置可以根据太阳辐射变化使压缩机与喷射器协调工作,并实现增强喷射制冷与压缩制冷的平稳过渡,从而以一套装置实现全天候高效制冷的目的,但该系统构成复杂,且压缩机功耗高,成本高,经济性欠佳。
专利号为cn103398498a的专利公开了一种太阳能喷射制冷与热泵集成系统及控制方法,该系统在常规蒸气压缩的基础上集成了太阳能喷射制冷系统以提高能源利用效率,但系统非常复杂,成本较高,且控制难度大;
专利号为cn105423613a的的专利公开了一种机械增压式太阳能喷射制冷系统及方法,该系统增设了膨胀机和压缩机来提高系统能效,该系统复杂,膨胀机与压缩机的成本较高,且无法实现制热运行。
此外,以上专利都只利用了太阳光的光热能量,未利用太阳光的光伏能量,并且太阳能集热器和制冷系统发生器分开布置,中间有换热过程,工质容易出现工质泄露或低温冻结等问题,且工质泵能耗大、系统体积大、成本高、系统复杂,同时,水泵需消耗电能。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服上述技术问题,提供一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统。
为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统,包括喷射器、冷凝器、蒸发器、工质泵,还包括光伏集热发生器,所述光伏集热发生器用于进行光伏发电和吸收光热能量,所述光伏集热发生器一端分别与所述喷射器、所述蒸发器连接用于进行制冷或者供暖,另一端与所述工质泵连接用于接收工质泵输送的循环工质并为工质泵供电,所述喷射器与所述冷凝器连接,所述冷凝器与所述工质泵连接,所述蒸发器与所述工质泵连接。
进一步的,所述光伏集热发生器包括光伏集热板、传热组件、发生器缸体,所述传热组件设置在所述发生器缸体上,所述光伏集热板覆盖于所述传热组件上用于吸收热量对所覆盖的传热组件加热。
进一步的,所述光伏集热板是光伏板、光伏薄膜电池中的任意一种。
进一步的,所述传热组件是热管、套管换热器中的任意一种。
进一步的,所述光伏集热发生器还包括辅助加热的电加热组件,所述电加热组件设置在所述发生器缸体内部,所述光伏集热板与所述电加热组件连接用于吸收太阳能并转化为电能对所述电加热组件供电。
进一步的,所述光伏集热发生器依次与所述喷射器、所述冷凝器、所述工质泵构成第一循环回路,所述光伏集热发生器依次还与所述蒸发器、所述工质泵构成第二循环回路,所述蒸发器依次与所述喷射器、所述冷凝器构成第三循环回路。
进一步的,还包括第一电磁阀、第二电磁阀,所述第一电磁阀设置在第一循环回路的所述冷凝器与所述工质泵之间,所述第二电磁阀设置在所述第二循环回路的所述光伏集热发生器与所述蒸发器之间,所述第一电磁阀、所述第二电磁阀工作状态相反。
进一步的,还包括节流阀,所述节流阀设置在第三循环回路的所述第一电磁阀与所述蒸发器之间。
进一步的,还包括第一单向阀、第二单向阀,所述第一单向阀设置在所述第一电磁阀与所述蒸发器之间,所述第一单向阀与所述节流阀并联连接,所述第二单向阀设置在第三循环回路的所述喷射器与所述蒸发器之间。
进一步的,所述蒸发器、所述冷凝器上设有换热装置,所述换热装置是翅片管换热器、微通道换热、微尺度换热器中任意一种。
由上述对本实用新型的描述可知,与现有技术相比,本实用新型提供的一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统,将光伏集热板、传热组件、发生器缸体集成在一起形成光伏集热发生器,同时利用太阳能的光伏和光热能量,提高太阳能利用率,且中间无换热过程,避免工质发生泄露或者低温冻结等问题,同时集成了喷射制冷系统和非喷射制冷制热系统,极大地提高制冷制热的效率,且通过电磁阀切换控制喷射制冷和非喷射制冷制热系统,在实现制冷和制热的同时,解决了集成系统体积大,成本高,系统复杂等问题,同时也解决了工质泵能耗问题,降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型高效太阳能喷射制冷及供暖系统连接示意图;
图2为本实用新型高效太阳能喷射制冷及供暖系统的光伏集热发生器结构示意图。
具体实施方式
以下将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
参照图1-2所示,一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统,包括喷射器3、冷凝器7、蒸发器6、工质泵1、光伏集热发生器2、第一电磁阀8、第二电磁阀4、节流阀9、第一单向阀10、第二单向阀5,所述光伏集热发生器2用于进行光伏发电和吸收光热能量;所述喷射器3利用来自所述光伏集热发生器2的高温高压气态循环工质抽吸来自所述蒸发器6的引射循环工质;所述冷凝器7用于将来自所述喷射器3的循环工质冷凝为液;所述蒸发器6用于将节流后低温低压两相态工质蒸发为气态;所述工质泵1用于将来自所述冷凝器7的液体循环工质送入所述光伏集热发生器2;第一电磁阀8、第二电磁阀4用于控制系统的运行模式,该电磁阀均为常闭电磁阀,电磁阀开表示通路,此时制冷工质可以通过,电磁阀关表示断路,此时制冷工质无法通过;所述节流阀9用于将高温高压循环工质节流至低温低压状态;所述光伏集热发生器2一端分别与所述喷射器3、所述蒸发器6连接用于进行制冷或者供暖,另一端与所述工质泵1连接用于接收工质泵1输送的循环工质并为工质泵1供电,所述喷射器3与所述冷凝器7连接,使从喷射器3出来的循环工质冷凝为液态,所述冷凝器7与所述工质泵1连接,所述蒸发器6与所述工质泵1连接。
所述光伏集热发生器2包括光伏集热板21、传热组件22、发生器缸体23、辅助加热的电加热组件24,所述传热组件22设置在所述发生器缸体23上,所述光伏集热板21覆盖于所述传热组件22上用于吸收热量对所覆盖的传热组件22加热。所述光伏集热板21是光伏板、光伏薄膜电池中的任意一种,本实施例优选光伏板。光伏板能吸收太阳能的光伏和光热能量,将光伏能量转化成电能为工质泵1供电,同时与传热组件22连接,将光热能量传递到发生器缸体23上,对工质进行加热,由于热量被传热组件22带走,光伏板温度降低,避免由于光伏板温度过高而导致发电效率降低的问题。所述传热组件22是热管、套管换热器中的任意一种,本实施例优选热管。所述电加热组件24设置在所述发生器缸体内部,所述电加热组件24用于对工质进一步加热,所述光伏集热板21与所述电加热组件24连接用于吸收太阳能并转化为电能对所述电加热组件24供电,使所述电加热组件24无需外部电源供电,节约电能。
所述光伏集热发生器2依次与所述喷射器3、所述冷凝器7、所述工质泵1构成第一循环回路,所述光伏集热发生器2依次还与所述蒸发器6、所述工质泵1构成第二循环回路,所述蒸发器6依次与所述喷射器3、所述冷凝器7构成第三循环回路。所述第一电磁阀8设置在第一循环回路的所述冷凝器7与所述工质泵1之间用于当工质在第二循环回路中流动时阻止工质进入冷凝器7中,所述第二电磁阀4设置在所述第二循环回路的所述光伏集热发生器2与所述蒸发器6之间用于当工质在第一循环回路中流动时阻止工质进入蒸发器6中,使第一循环回路和第三循环回路配合进行制冷,所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀4工作状态相反。所述节流阀9设置在第三循环回路的所述第一电磁阀8与所述蒸发器6之间。所述第一单向阀10设置在所述第一电磁阀8与所述蒸发器6之间,所述第一单向阀10与所述节流阀9并联连接,所述第二单向阀5设置在第三循环回路的所述喷射器3与所述蒸发器6之间。
所述蒸发器6、所述冷凝器7上设有换热装置,其换热形式可以是风-冷媒强制对流换热,也可以是自然对流换热,所述换热装置是翅片管换热器、微通道换热、微尺度换热器中任意一种。本实施例优选翅片管换热器。
本实用新型的工作原理如下:
光伏集热发生器2最外层表面为光伏板或光伏薄膜电池,起到光伏发电的作用,光伏板(或薄膜电池)背后布置了高效热管和发生器,热管将吸收光伏板(或薄膜电池)热量,传递到发生器缸体23内部,起到加热发生器缸体23内部的作用;在夜间无太阳光照的时候,该光伏板不发电,而是吸收室外环境冷/热量,此时热管可将该冷/热量传递到发生器缸体23内部,对发生器缸体23内部进行加热或冷却。
本实用新型的高效太阳能喷射制冷及供暖系统可实现夏季制冷和冬季供暖运行,可以实现三种运行模式,具体如下:
运行模式1:喷射制冷运行
在室内需要制冷的情况下,第一电磁阀8开启,第二电磁阀4关闭,光伏集热发生器2工作,将太阳光的光能转化为电能给工质泵1供电,将太阳光的热能传输给发生器缸体23内部,加热发生器缸体23内部的制冷循环工质,该循环工质可以但不限于如下介质或其混合物:r123、r134a、r141b、r142b、r11、水、r744、r41、r32、r1270、r290、r161、re170、r170、r152a、r1234yfr1234ze(e)、r717、rc270、re143a、r1123、r1243zf、r1141、r1225ye(z)、r1252ye、r1261ze、r134、r1132(e)、r1336mzz(e)、r1336mzz(z)、r1233zd(e)、cf3i、r1234ze、r227ea;循环工质被加热为高温高压状态后进入喷射器3,喷射器3的引射口与蒸发器6出口相连,且喷射器3的引射口与蒸发器6出口之间设有第二单向阀5,使来自蒸发器6的引射工质只能从蒸发器6流向喷射器3,因此,来自光伏集热发生器2的过热流体和与来自蒸发器6的引射工质在喷射器3内混合增压,增压后的混合循环工质进入冷凝器7冷凝,冷凝后的液体一部分进入节流阀9,经过节流后成为低温低压状态后进入蒸发器6,吸收室内环境的热量,另一部分被工质泵1输送到光伏集热发生器2内,自此完成了喷射制冷循环。
运行模式2:非喷射制冷运行
在室内需要制冷,但无太阳光照的夜间,第一电磁阀8关闭,第二电磁阀4开启,此时光伏集热发生器2不发电,喷射器3不工作,以系统室外环境的冷量对发生器缸体23进行降温,进而使循环工质在发生器缸体23内降温,工质泵1将低温工质传输到蒸发器6内,循环工质吸收室内环境的热量,此时节流阀9开度调至最大,蒸发器6出来的制冷工质经过第一单向阀10和节流阀9后进入工质泵1,然后由工质泵1传输到光伏集热发生器2中,自此完成了非喷射制冷运行。
运行模式3:冬季供暖运行
冬季室内需要供暖,在有太阳光照时,第一电磁阀8关闭,第二电磁阀4开启,此时喷射器3不工作,光伏集热发生器2工作,将太阳光的光能转化为电能给工质泵1供电,将太阳光的热能传输给发生器缸体23,加热发生器缸体23内部的制冷循环工质,被加热的工质在工质泵1的驱动下经过第二电磁阀4进入蒸发器6,向室内环境放热,同时循环工质在蒸发器6中被冷却,此时节流阀9开至最大,循环工质从蒸发器6出口经过节流阀9和第一单向阀10,进入工质泵1,被工质泵1传输进入光伏集热发生器2中,自此完成供暖运行。
上述仅为本实用新型的若干具体实施方式,但本实用新型的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动,均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
1.一种高效太阳能喷射制冷及供暖系统,包括喷射器、冷凝器、蒸发器、工质泵,其特征在于:还包括光伏集热发生器,所述光伏集热发生器用于进行光伏发电和吸收光热能量,所述光伏集热发生器一端分别与所述喷射器、所述蒸发器连接用于进行制冷或者供暖,另一端与所述工质泵连接用于接收工质泵输送的循环工质并为工质泵供电,所述喷射器与所述冷凝器连接,所述冷凝器与所述工质泵连接,所述蒸发器与所述工质泵连接。
2.根据权利要求1所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述光伏集热发生器包括光伏集热板、传热组件、发生器缸体,所述传热组件设置在所述发生器缸体上,所述光伏集热板覆盖于所述传热组件上用于吸收热量对所覆盖的传热组件加热。
3.根据权利要求2所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述光伏集热板是光伏板、光伏薄膜电池中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述传热组件是热管、套管换热器中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述光伏集热发生器还包括辅助加热的电加热组件,所述电加热组件设置在所述发生器缸体内部,所述光伏集热板与所述电加热组件连接用于吸收太阳能并转化为电能对所述电加热组件供电。
6.根据权利要求1所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述光伏集热发生器依次与所述喷射器、所述冷凝器、所述工质泵构成第一循环回路,所述光伏集热发生器依次还与所述蒸发器、所述工质泵构成第二循环回路,所述蒸发器依次与所述喷射器、所述冷凝器构成第三循环回路。
7.根据权利要求6所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:还包括第一电磁阀、第二电磁阀,所述第一电磁阀设置在第一循环回路的所述冷凝器与所述工质泵之间,所述第二电磁阀设置在所述第二循环回路的所述光伏集热发生器与所述蒸发器之间,所述第一电磁阀、所述第二电磁阀工作状态相反。
8.根据权利要求7所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:还包括节流阀,所述节流阀设置在第三循环回路的所述第一电磁阀与所述蒸发器之间。
9.根据权利要求8所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:还包括第一单向阀、第二单向阀,所述第一单向阀设置在所述第一电磁阀与所述蒸发器之间,所述第一单向阀与所述节流阀并联连接,所述第二单向阀设置在第三循环回路的所述喷射器与所述蒸发器之间。
10.根据权利要求1所述的高效太阳能喷射制冷及供暖系统,其特征在于:所述蒸发器、所述冷凝器上设有换热装置,所述换热装置是翅片管换热器、微通道换热、微尺度换热器中任意一种。
技术总结