一種太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)及其制冷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)及其制冷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空調(diào)能耗已經(jīng)成為我國許多大城市夏季電力供應(yīng)緊張的主要因素。近年，空調(diào)能耗持續(xù)增長并已占建筑能耗的50%以上。此外，巨大的空調(diào)耗電量還嚴(yán)重制約我國節(jié)能減排的進(jìn)一步提高。因此降低空調(diào)能耗將有效緩解電力供應(yīng)矛盾，顯著促進(jìn)社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。太陽能是一種資源量極其龐大的綠色潔凈能源，其逐時輻射量與商業(yè)建筑空調(diào)冷負(fù)荷具有一致性變化特征，從而太陽能制冷技術(shù)的應(yīng)用將顯著降低空調(diào)能耗、有效減少化石能源消耗量，產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。
[0003]太陽能吸收式空調(diào)是較易實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用的太陽能制冷裝置之一。當(dāng)太陽能作為系統(tǒng)唯一驅(qū)動能源時，太陽能集熱器陣列采光面積是系統(tǒng)額定制冷量的主要影響因素。因為將集熱器安裝于建筑物側(cè)面會導(dǎo)致其熱效率出現(xiàn)顯著衰減，故集熱器僅能安裝于建筑物頂層。除部分小型建筑外，建筑總面積通常大于甚至遠(yuǎn)大于其頂層面積，所以采用太陽能作為唯一驅(qū)動能源的太陽能吸收式空調(diào)無法滿足建筑冷負(fù)荷。因此系統(tǒng)需要配備輔助驅(qū)動能源裝置以解決驅(qū)動能源不足問題。太陽能空調(diào)常用的輔助驅(qū)動能源主要有熱能和電能。經(jīng)濟性分析表明，除非具備可供利用和回收的工業(yè)廢熱等廉價能源，否則僅有采用電能作為輔助驅(qū)動能源的太陽能吸收壓縮復(fù)合式制冷系統(tǒng)具有可行性。
[0004]太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)是一種技術(shù)可行性較高、工作效率較好的吸收壓縮復(fù)合制冷裝置。其吸收子系統(tǒng)驅(qū)動流體溫度因太陽輻射變化也具有非定常特征。當(dāng)太陽輻射出現(xiàn)顯著衰減時，驅(qū)動流體溫度將迅速降低并引起吸收子系統(tǒng)驅(qū)動能源消耗過大，從而使吸收子系統(tǒng)出現(xiàn)長時間停機，造成系統(tǒng)節(jié)能效果的大幅降低。此外，當(dāng)建筑實時冷負(fù)荷大幅下降時，過冷器(同時作為吸收子系統(tǒng)蒸發(fā)器)溫度將同步衰減，也能誘發(fā)吸收子系統(tǒng)出現(xiàn)長時間停機現(xiàn)象，又導(dǎo)致系統(tǒng)節(jié)能效果出現(xiàn)衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)及其制冷方法。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]一種太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱器1、蓄熱箱2、發(fā)生器3、第一冷凝器4、第一節(jié)流閥5、過冷器6、吸收器7、溶液熱交換器8、第二冷凝器9、第二節(jié)流閥10、蒸發(fā)器11、壓縮機12、驅(qū)動流體泵13、溶液泵14、第一溫度傳感器15、第二溫度傳感器16、第一控制器17、第二控制器18、變頻器19 ；
[0008]所述太陽能集熱器I出口端依次與蓄熱箱2、發(fā)生器3、驅(qū)動流體泵13、太陽能集熱器I進(jìn)口端相連接；
[0009]所述發(fā)生器3依次與第一冷凝器4、第一節(jié)流閥5、過冷器6、吸收器7、溶液泵14、溶液熱交換器8相連接；
[0010]所述第二冷凝器9依次與過冷器6、第二節(jié)流閥10、蒸發(fā)器11、壓縮機12相連接；
[0011]所述第一控制器17分別與驅(qū)動流體泵13、溶液泵14、第一溫度傳感器15相連接，用于接收溫度信號并傳輸控制信號；
[0012]所述第二控制器18分別與驅(qū)動流體泵13、變頻器19、第二溫度傳感器16相連接，用于接收溫度信號并傳輸控制信號。
[0013]所述第一溫度傳感器15設(shè)置在蓄熱箱2的中部；所述第二溫度傳感器16設(shè)置在第二節(jié)流閥10進(jìn)口端。
[0014]所述的第一控制器17包括繼電器裝置。
[0015]所述的第二控制器18包括PID控制裝置。
[0016]所述第一溫度傳感器15和第二溫度傳感器16設(shè)有保溫裝置。
[0017]上述太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)的制冷方法如下:
[0018](一 )吸收子系統(tǒng)工作循環(huán)步驟
[0019]太陽能集熱器I通過吸收太陽輻射，使其自身工作流體溫度增高，然后通過熱量傳遞作用使蓄熱箱2內(nèi)的流體溫度也同步上升，加熱后的流體流至發(fā)生器3，并使發(fā)生器3內(nèi)產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽首先在第一冷凝器4內(nèi)被冷凝，并經(jīng)過第一節(jié)流閥5進(jìn)入過冷器6對來自壓縮機子系統(tǒng)的制冷劑(R410A)進(jìn)行冷卻、過冷，接著自身被蒸發(fā)后進(jìn)入吸收器7，在吸收器7內(nèi)被來自發(fā)生器3的溴化鋰濃溶液吸收，被溶液泵14輸送經(jīng)溶液熱交換器8進(jìn)入發(fā)生器3，完成吸收子系統(tǒng)工作循環(huán)；
[0020]( 二)壓縮子系統(tǒng)工作循環(huán)步驟
[0021]來自蒸發(fā)器11的制冷劑(R410A)蒸汽被壓縮機12壓縮后送入第二冷凝器9冷凝，然后進(jìn)入過冷器6后被來自吸收子系統(tǒng)的低溫制冷劑冷卻、過冷，制冷劑(R410A)離開過冷器6后經(jīng)第二節(jié)流閥10進(jìn)入蒸發(fā)器11進(jìn)行下一個工作循環(huán)，從而完成太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)的制冷。
[0022]步驟(一)中:當(dāng)蓄熱箱2的流體溫度因太陽輻射衰減而下降時的循環(huán)步驟:當(dāng)蓄熱箱2的流體溫度因太陽輻射衰減而下降時，若其低于第一控制器17的最低設(shè)定溫度則通過繼電器裝置關(guān)閉驅(qū)動流體泵13和溶液泵14，待蓄熱箱2的流體溫度重新提高至超過第一控制器17的最低設(shè)定溫度時再通過繼電器裝置啟動驅(qū)動流體泵13和溶液泵14 ;
[0023]當(dāng)蓄熱箱2的流體溫度因太陽輻射上升而增加時的循環(huán)步驟:當(dāng)蓄熱箱2的流體溫度因太陽輻射上升而增加時，如果其高于第一控制器17的最高設(shè)定溫度則通過繼電器裝置關(guān)閉驅(qū)動流體泵13和溶液泵14，待蓄熱箱2的溫度低于第一控制器17的最高設(shè)定溫度時再通過繼電器裝置啟動驅(qū)動流體泵13和溶液泵14。
[0024]所述驅(qū)動流體泵13還包括驅(qū)動流體泵13的流量自適應(yīng)調(diào)節(jié)步驟:
[0025]當(dāng)實時冷負(fù)荷降低時，第二節(jié)流閥10的進(jìn)口溫度下降，若其低于第二控制器18的設(shè)定溫度時則通過PID控制裝置降低變頻器19的頻率，進(jìn)而降低驅(qū)動流體泵13的流量；此時發(fā)生器3內(nèi)產(chǎn)生的制冷劑蒸汽將同步減少，進(jìn)而使第二節(jié)流閥10的進(jìn)口溫度升高；當(dāng)?shù)诙?jié)流閥10的進(jìn)口溫度重新升高至第二控制器18的設(shè)定溫度時，則完成驅(qū)動流體泵13的流量自適應(yīng)調(diào)節(jié)。
[0026]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0027]本發(fā)明克服了，當(dāng)太陽輻射出現(xiàn)顯著衰減時，驅(qū)動流體溫度將迅速降低并引起吸收子系統(tǒng)驅(qū)動能源消耗過大，從而使吸收子系統(tǒng)出現(xiàn)長時間停機，造成系統(tǒng)節(jié)能效果的大幅降低的技術(shù)問題。
[0028]此外，本發(fā)明還克服了當(dāng)建筑實時冷負(fù)荷大幅下降時，過冷器(同時作為吸收子系統(tǒng)蒸發(fā)器)溫度將同步衰減，所誘發(fā)吸收子系統(tǒng)出現(xiàn)長時間停機的現(xiàn)象，使系統(tǒng)節(jié)能效果不會出現(xiàn)衰減。
[0029]綜上所述，本發(fā)明根據(jù)工作過程中工況變化特性對吸收子系統(tǒng)的驅(qū)動流體溫度及其制冷量進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，避免吸收子系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)晶及長時間停機現(xiàn)象，有效提高了系統(tǒng)在變工況條件下供冷的節(jié)能效果。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0032]實施例
[0033]如圖1所示。本發(fā)明公開了一種太陽能吸收式過冷壓縮復(fù)合制冷系統(tǒng)，包括:太陽能集熱器1、蓄熱箱2、發(fā)生器3、第一冷凝器4、第一節(jié)流閥5、過冷器6、吸收器7、溶液熱交換器8、第二冷凝器9、第二節(jié)流閥10、蒸發(fā)器11、壓縮機12、驅(qū)動流體泵13、溶液泵14、第一溫度傳感器15、第二溫度傳感器16、第一控制器17、第二控制器18、變頻器19 ；
[0034]所述太陽能集熱器I出口端依次與蓄熱箱2、發(fā)生器3、驅(qū)動流體泵13、太陽能集熱器I進(jìn)口端相連接；
[0035]所述發(fā)生器3依次與第一冷凝器4、第一節(jié)流閥5、過冷器6、吸收器7、溶液泵14、溶液熱交換器8相連接；
[0036]所述第二冷凝器9依次與過冷器6、第二節(jié)流閥10、蒸發(fā)器11、壓縮機12相連接；
[0037]所述第一控制器17分別與驅(qū)動流體泵13、溶液泵14、第一溫度傳感器15相連接，用于接收溫度信號并傳輸控制信號；
[0038]所述第二控制器18分別與驅(qū)動流體泵13、變頻器19、第二溫度傳感器16相連接，用于接收溫度信號并傳輸控制信號。
[0039]所述第一溫度傳感器15設(shè)置在蓄熱箱2的中部；所述第二溫度傳感器16設(shè)置在第二節(jié)流閥10進(jìn)口端。
[0040]所述的第一控制器17包括繼電器裝置；所述的第二控制器18包括PID控制裝置(即，PID控制器)。
[0041]所述第一溫度傳感器15和第二溫度傳感器16設(shè)有保溫裝置。