太陽能空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明使用太陽能或工藝余熱作為動力和熱源，采用水或無害的制冷劑作為循環(huán)介質(zhì)，利用壓力差和壓縮式制冷循環(huán)原理，進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。它由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，是一種環(huán)保節(jié)能的空調(diào)產(chǎn)品。
【專利說明】太陽能空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)制冷領(lǐng)域，具體涉及利用太陽能進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)式冷卻空調(diào)利用空氣的濕度差制冷，適用于室外空氣干燥的地區(qū)，其缺點(diǎn)是使用地域受限制，處理后的空氣相對濕度高，人體感覺不舒服。電壓縮制冷空調(diào)耗電量大，制冷劑破壞大氣層，正在逐步淘汰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽能或工藝余熱作為動力和熱源，采用水或無害的制冷劑進(jìn)行制冷和采暖的空調(diào)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的解決方案是:太陽能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成。倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成；蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管、增壓泵等；熱源包括太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽能由太陽能空氣集熱器或太陽能熱水器提供；冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻等；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)等。
[0005]在倒“U”形管的加熱段裝有太陽能空氣集熱器、工藝余熱加熱器，上部與水平段相通，下部與蒸發(fā)水箱和室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)相通；水平段位于倒“U”形管的上部，兩端與加熱段、冷卻段相通，并與室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)相通；冷卻段裝有冷卻器，采用水冷卻或空氣冷卻等，上部與水平段相通，下部與大氣、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，或蒸發(fā)水箱相通；蒸發(fā)水箱裝有水或無害的制冷劑，當(dāng)水箱內(nèi)液面水蒸氣分壓力降低時，水或制冷劑蒸發(fā)吸熱，為空調(diào)提供冷凍水；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)夏季與倒“U”形管隔斷，冬季采暖時開通。因此，由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱組成了一個夏季開式或閉式的制冷循環(huán)系統(tǒng)，由倒“U”形管、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成了一個冬季閉式的采暖循環(huán)系統(tǒng)。
[0006]工作原理是這樣的:當(dāng)夏季制冷時，倒“U”形管加熱段的太陽能空氣集熱器或余熱加熱器加熱管中的濕空氣或氣體制冷劑等，在冷卻段，冷卻器冷卻這些氣體。這樣，由于溫度不同，氣體的容重也不同，加熱段的氣體溫度高，容重小，冷卻段的氣體溫度低，容重大。根據(jù)流體力學(xué)原理，在倒“U”形管的兩邊的管段形成重力差或壓力差，冷卻段底部氣體的壓力大于加熱段底部(即蒸發(fā)水箱液體表面上)的氣體的壓力，液體表面的飽和氣體壓力大于空氣中的分壓力，對液體表面形成抽吸作用，液體蒸發(fā)吸熱，溫度降低，從而為空調(diào)提供冷凍水。當(dāng)加熱段和冷卻段高度越高，兩端的溫差越大，兩端的壓力差也越大，液體蒸發(fā)也越強(qiáng)烈，制冷量也越大。
[0007]當(dāng)?shù)埂癠”形管與膨脹節(jié)流器、蒸發(fā)水箱、增壓設(shè)備(或增壓泵、增壓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等)組成一個閉式循環(huán)回路時，它可以進(jìn)行壓縮制冷循環(huán)，工作原理是這樣的:夏季制冷時，增壓設(shè)備將蒸發(fā)水箱的制冷劑送入倒“U”形管加熱段，被加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段被冷卻為高壓液體，經(jīng)過膨脹節(jié)流器，節(jié)流為低溫、低壓的制冷劑，在蒸發(fā)水箱中吸熱，從而完成制冷循環(huán)。當(dāng)冬季采暖時，蒸發(fā)水箱、冷卻段不工作，室內(nèi)外冷空氣被加熱段的太陽能或工藝余熱加熱，然后送入空調(diào)房間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是開式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 圖2是閉式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖
圖3是閉式無太陽能空氣集熱器的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 圖4是壓縮式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖 附圖標(biāo)記說明:
1、加熱段，2、太陽能空氣集熱器，3、水平段，4、冷卻段，5、冷卻器，6、11、16、18、19、20、21、閥門，7、送風(fēng)口，8、排風(fēng)口，9、風(fēng)道，10、加熱器，12、蒸發(fā)水箱，13、空調(diào)水換熱器，14、循環(huán)水泵，15、補(bǔ)水閥，17、風(fēng)機(jī)，22、增壓泵，23、膨脹節(jié)流器
具體實(shí)施辦法
圖1是開式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，由加熱段1、水平段3、冷卻段4構(gòu)成倒“U”形管，宜采用鋼管制作并保溫。在加熱段I上有太陽能空氣集熱器2，加熱空氣和水蒸汽，當(dāng)太陽能不足時，加熱器10用于加熱空氣和水蒸汽，熱源采用工藝余熱或電等輔助熱能；在冷卻段4上裝有冷卻器5，圖中為水冷套管式冷卻器，冷卻水溫度宜在35°C以下，由冷卻塔或天然水體提供；加熱段I的底端與蒸發(fā)水箱12密閉連接，裝有空調(diào)水換熱器13、循環(huán)水泵14、補(bǔ)水閥15、噴淋管等；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與加熱段1、水平段3、冷卻段4相連通，可以滿足不同季節(jié)和工況的需要，閥門6、11、16、18、19、20、21應(yīng)采用密閉性能更好的液體閥門。
[0009]夏季設(shè)備工作時，閥門6、11、20關(guān)閉，閥門21打開，由于太陽能空氣集熱器2不斷加熱，管內(nèi)空氣和水蒸汽變成高溫氣體，進(jìn)入冷卻段4，冷卻水不斷冷卻高溫空氣和水蒸汽，變成低溫空氣和水蒸汽，最后從閥門21排到大氣中，還可能有凝結(jié)水從閥門21排出，由于兩端形成壓力差，冷卻段底部的水蒸汽壓力大于加熱段底部(即蒸發(fā)水箱水表面上)水蒸汽的壓力，對蒸發(fā)水箱12的水形成抽吸作用，水蒸發(fā)冷卻，通過空調(diào)水換熱器13熱交換，為空調(diào)提供冷凍水。當(dāng)太陽能空氣集熱器2和冷卻器5的高差為100米、兩端的空氣溫差為100°C時，有較好的制冷效果，空氣溫差越大，高差就可以降低，因此該系統(tǒng)適用于高層建筑，將太陽能空氣集熱器2裝在建筑外立面上，它可以保證有足夠的高差。當(dāng)閥門6、11、18、19、21關(guān)閉，閥門16、20打開，風(fēng)機(jī)17啟動，向外排風(fēng)、排氣，可以增強(qiáng)對蒸發(fā)水箱12的抽吸作用，水蒸發(fā)更強(qiáng)烈，制冷效果更好。
[0010]冬季設(shè)備工作時，閥門6、11、18、19打開，閥門20關(guān)閉，風(fēng)機(jī)17啟動，室內(nèi)空氣和室外新風(fēng)被送入加熱器10、太陽能空氣集熱器2加熱，再從送風(fēng)口 7送入房間，也可以啟動循環(huán)水泵14對空氣加濕。
[0011]圖2是閉式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，在冷卻段4的底部接凝結(jié)水管，與蒸發(fā)水箱12相連通，形成閉式循環(huán)系統(tǒng)，與圖1相同，它依靠倒“U”形管兩端的壓力差循環(huán)工作。夏季工作時，蒸發(fā)水箱12的液體在壓力差的作用下，蒸發(fā)吸熱，提供空調(diào)冷凍水，蒸汽被加熱器10、在太陽能空氣集熱器2不斷加熱，管內(nèi)蒸汽變成高溫氣體，進(jìn)入冷卻段4，冷卻水不斷冷卻高溫氣體，凝結(jié)成低溫液體，通過凝結(jié)水管回流到蒸發(fā)水箱12，完成制冷循環(huán)。由于冷卻段4與加熱段I的壓力差，蒸發(fā)水箱12內(nèi)的液體表面應(yīng)高于冷卻段4底部的液體表面，高差應(yīng)大于這個壓力差，否則應(yīng)在凝結(jié)水管上設(shè)節(jié)流設(shè)備，如:節(jié)流閥、U形管等。循環(huán)介質(zhì)可以采用水或其它無害制冷劑，系統(tǒng)啟動前應(yīng)抽真空，然后加注循環(huán)介質(zhì)。冬季工作時，將循環(huán)介質(zhì)從系統(tǒng)抽出，閥門6、11打開，風(fēng)機(jī)17啟動，進(jìn)行制熱循環(huán)。
[0012]圖3是閉式無太陽能空氣集熱器的空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，在加熱段I不設(shè)太陽能空氣集熱器2，在底部設(shè)加熱器10，利用充足的工藝余熱作為熱源，工作原理同上。
[0013]圖4是壓縮式太陽能空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造圖，它由加熱段1、水平段3、冷卻段4、膨脹節(jié)流器23、蒸發(fā)水箱12、增壓泵22組成閉式循環(huán)制冷系統(tǒng)。工作原理是這樣的:夏季制冷時，增壓泵22 (或增壓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等增壓設(shè)備)將蒸發(fā)水箱12的制冷劑送入加熱段1，被加熱器10和太陽能空氣集熱器2加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段4被冷卻為高壓液體，經(jīng)過膨脹節(jié)流器23，節(jié)流為低溫、低壓的制冷劑，在蒸發(fā)水箱12中吸熱，提供空調(diào)冷凍水，從而完成制冷循環(huán)。因此，它是壓縮式制冷循環(huán)，與圖1、2、3的壓力差制冷原理不同，它不需要高差，對加熱段1、冷卻段4的高度沒有更高的要求，適用于任何高度的建筑。當(dāng)冬季采暖時，蒸發(fā)水箱12、冷卻段4不工作，室內(nèi)外冷空氣被加熱段I的太陽能或工藝余熱加熱，然后送入空調(diào)房間。
[0014]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施辦法而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制。依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施辦法所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.太陽能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管，熱源包括太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽能由太陽能空氣集熱器或太陽能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與蒸發(fā)水箱密閉連接，加熱段裝有加熱器和太陽能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時，加熱段的濕空氣被熱源加熱、冷卻段的濕空氣被冷卻源冷卻，冷卻段底部壓力大于加熱段底部壓力，水蒸氣不斷從冷卻段底部排出，對蒸發(fā)水箱的水面形成抽吸作用，水蒸發(fā)吸熱被冷卻，為空調(diào)提供冷凍水，當(dāng)冬季采暖時，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
2.太陽能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱包括空調(diào)水換熱器、循環(huán)水泵、噴淋管，熱源包括太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽能由太陽能空氣集熱器或太陽能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與蒸發(fā)水箱密閉連接，加熱段裝有加熱器和太陽能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，冷卻段的底部通過凝結(jié)水管與蒸發(fā)水箱相連通，這樣，倒“U”形管、蒸發(fā)水箱組成一個閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時，加熱段的水蒸氣或氣態(tài)制冷劑被熱源加熱、冷卻段的水蒸氣或氣態(tài)制冷劑被冷卻源冷卻，水蒸氣或氣態(tài)制冷劑不斷從冷卻段底部凝結(jié)，流回蒸發(fā)水箱，冷卻段底部壓力大于加熱段底部壓力，對蒸發(fā)水箱的水面或制冷劑液面形成抽吸作用，水或制冷劑蒸發(fā)吸熱被冷卻，為空調(diào)提供冷凍水，蒸發(fā)水箱內(nèi)的液體表面應(yīng)高于冷卻段底部的液體表面，高差應(yīng)大于冷卻段底部與加熱段底部的壓力差，或在凝結(jié)水管上設(shè)節(jié)流設(shè)備，當(dāng)冬季采暖時，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
3.太陽能空調(diào)系統(tǒng)是由倒“U”形管、蒸發(fā)水箱、熱源、冷卻源、增壓設(shè)備、膨脹節(jié)流器、室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)組成，倒“U”形管由加熱段、水平段、冷卻段組成，蒸發(fā)水箱中有空調(diào)水換熱器，熱源包括太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源，太陽能由太陽能空氣集熱器或太陽能熱水器提供，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)道、風(fēng)口、閥門、風(fēng)機(jī)，其特征在于，倒“U”形管的加熱段底部與增壓設(shè)備相連，加熱段裝有加熱器和太陽能空氣集熱器，加熱器的熱源由太陽能、工藝余熱、或其它輔助熱源提供，倒“U”形管的冷卻段上裝有冷卻器，冷卻源包括水冷卻或空氣冷卻，冷卻段的底部通過膨脹節(jié)流器與蒸發(fā)水箱相連通，增壓設(shè)備與蒸發(fā)水箱相連通，這樣，倒“U”形管、膨脹節(jié)流器、蒸發(fā)水箱、增壓設(shè)備組成一個閉式壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)與倒“U”形管的加熱段、水平段、冷卻段相連通，當(dāng)夏季制冷時，增壓設(shè)備把水或制冷劑從蒸發(fā)水箱提升到加熱段，水或制冷劑被熱源加熱成高溫、高壓氣體，在冷卻段被冷卻源冷卻成高壓液體，再被膨脹節(jié)流器節(jié)流成低溫、低壓液體，流入蒸發(fā)水箱，與空調(diào)水換熱器換熱，為空調(diào)提供冷凍水，當(dāng)冬季采暖時，打開室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，利用加熱段加熱室內(nèi)外空氣。
【文檔編號】F24F5/00GK103542474SQ201310515311
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】榮國華 申請人:榮國華