交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及一種熱工交換設(shè)備，具體說涉及一種交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為人類社會提供優(yōu)質(zhì)的制冷、供暖及生活熱水服務(wù)，現(xiàn)已成為世界各國文明進步的重要標志之一。但是，滿足人類社會對制冷、供暖及生活熱水不斷增長的強烈要求，必須依靠充足有效的能源供給予以保障；目前傳統(tǒng)的石化能源消耗急劇攀升，由此引發(fā)的能源危機和大氣環(huán)境污染壓力也日趨嚴重。
[0003]我國人口眾多，地域遼闊，冬夏南北溫度差異較大，對制冷、供暖及生活熱水的社會需求量極大，需要提供能源供給保障的數(shù)量也十分巨大。目前我國向社會提供制冷、供暖及生活熱水服務(wù)，絕大多數(shù)都依賴燃煤發(fā)電、燃煤或燃油(氣)鍋爐等傳統(tǒng)石化能源，而且絕大多數(shù)地區(qū)實現(xiàn)的制冷、供暖及生活熱水服務(wù)，一般都由不同能源系統(tǒng)分別提供，在極端氣候條件下很多城市都不同程度存在工業(yè)停產(chǎn)躲峰讓電、跨區(qū)域借電調(diào)壓、電網(wǎng)短時間超負荷運行等能源緊缺問題，這種現(xiàn)狀不僅使我國日顯緊缺的能源供給面臨巨大挑戰(zhàn)，而且因燃煤排放有害氣體給大氣環(huán)境污染帶來極大壓力。但是隨著人類社會不斷發(fā)展進步，人民群眾的生活方式和消費觀念都將日漸提高，特別是伴隨農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐不斷邁進，對制冷、供暖及生活熱水的社會需求量必將大幅度提升。為廣大人民群眾提供優(yōu)質(zhì)的制冷、供暖及生活熱水服務(wù)，滿足小康社會提高人民生活質(zhì)量的社會需求，是直接關(guān)系民生大計的社會問題；各級地方政府現(xiàn)已納入議事日程給以高度關(guān)注，國內(nèi)很多高等院校、科研單位和生產(chǎn)企業(yè)也都紛紛把提供制冷、供暖及生活熱水服務(wù)列入前沿熱點科研課題進行開發(fā)研制。
[0004]本專利針對我國目前制冷、供暖及生活熱水服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域存在的弱點或不足，有針對性研宄設(shè)計出一種交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)；該系統(tǒng)采用人工空腔黑體技術(shù)，高效收集吸收室外空間環(huán)境中廣泛存在的太陽光、紅外線、電磁波、聲波、輻射能等多種自然能量做動力源，通過熱泵驅(qū)動工質(zhì)進行自然能量的傳遞、吸收、交換運動，促使中間介質(zhì)發(fā)生相變產(chǎn)生蓄存冷量、熱能，為用戶提供優(yōu)質(zhì)充足穩(wěn)定可調(diào)節(jié)的制冷、供暖及生活熱水服務(wù)，較好地解決了現(xiàn)有制冷、供暖及生活熱水服務(wù)依賴燃煤發(fā)電、燃煤或燃油(氣)鍋爐等傳統(tǒng)石化能源存在的能源緊缺、熱效率不高、過低或過高溫度環(huán)境運行困難等技術(shù)問題，可以取得節(jié)約石化能源、減輕環(huán)境污染、降低運行費用等多重效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本專利擬解決的主要技術(shù)問題。
[0006]本專利針對我國目前制冷、供暖及生活熱水服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域存在的不足或弱點，有針對性研宄設(shè)計出一種由空間環(huán)境集能器、冷熱能量交換蓄存器、用戶應用終端、循環(huán)輔助系統(tǒng)、智能調(diào)節(jié)控制裝置組成的交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)，解決好采用人工空腔黑體技術(shù)，高效收集吸收空間環(huán)境中廣泛存在的太陽光、紅外線、電磁波、聲波、輻射能等多種自然能量做動力源問題，解決好利用熱泵驅(qū)動工質(zhì)進行自然能量的傳遞、吸收、交換運動，促使中間介質(zhì)發(fā)生相變產(chǎn)生蓄存冷量、熱能問題，解決好依賴傳統(tǒng)石化能源存在能源緊缺、熱效率不高、過低或過高溫度環(huán)境運行困難問題，實現(xiàn)隨時為用戶提供優(yōu)質(zhì)充足穩(wěn)定可調(diào)節(jié)的制冷、供暖及生活熱水服務(wù)技術(shù)目標。
[0007]本專利解決技術(shù)問題采取的技術(shù)方案
[0008]本專利解決的技術(shù)問題，通過研宄設(shè)計出一種交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)的技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0009]本專利研宄設(shè)計的交換吸收相變制冷供暖及生活熱水系統(tǒng)，包括空間環(huán)境集能器、冷熱能量交換蓄存器、用戶應用終端、循環(huán)輔助系統(tǒng)、智能調(diào)節(jié)控制裝置等相對獨立的作業(yè)功能裝置。
[0010]所述的空間環(huán)境集能器，設(shè)計成由三組結(jié)構(gòu)形狀相同的長方形箱體并聯(lián)連接組成，通過安裝固定支架整體傾斜安裝固定在使用用戶樓房的屋頂上；通過制冷劑進液管接頭，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與副機冷凝器的出液管相連接，通過制冷劑出氣管接頭，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與副壓縮機的吸氣口相連接。
[0011]空間環(huán)境集能器的每組箱體，均由金屬波紋翅片、制冷劑循環(huán)管、固定側(cè)壁、循環(huán)聯(lián)結(jié)彎管、制冷劑進液管接頭、制冷劑出氣管接頭等零部件組成。金屬波紋翅片，選擇使用金屬波紋板按設(shè)計的規(guī)格尺寸制成長條形翅片，在翅片上按縱向兩行、橫向并列的布置形式制有制冷劑循環(huán)管安裝孔，翅片表面噴涂有黑體聚合物；制冷劑循環(huán)管，表面噴涂有黑體聚合物，以連續(xù)穿過形式安裝布置在金屬波紋翅片上留有的安裝孔內(nèi)，按固定間隔尺寸采用壓力脹管技術(shù)方法將密集排列的金屬波紋翅片組聯(lián)結(jié)固定成剛性整體；固定側(cè)壁，安裝固定在金屬波紋翅片組左、右兩側(cè)露出的制冷劑循環(huán)管上，通過設(shè)有的安裝連接孔與安裝固定支架連接固定；循環(huán)聯(lián)結(jié)彎管，在左、右固定側(cè)壁外部分別對左右、上下相接的兩根制冷劑循環(huán)管進行聯(lián)結(jié)密封固定；制冷劑進液管接頭，安裝連接在金屬波紋翅片組下部前行的制冷劑循環(huán)管上；制冷劑出氣管接頭，安裝連接在金屬波紋翅片組上部后行的制冷劑循環(huán)管上。
[0012]研宄設(shè)計的空間環(huán)境集能器，通過選擇使用金屬波紋板做翅片，使每片翅片都能有較大表面積；通過采取將所有翅片按固定間隔尺寸密集排列、將全部翅片底邊的間隙用黑體聚合物封嚴塞實，形成具有一定寬度和深度的半開放人工空腔；通過采取在所有金屬波紋翅片和制冷劑循環(huán)管外表面噴涂分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在大量微小空腔的黑體聚合物，使空間環(huán)境集能器整體成為一種具有足夠大比表面積和極強吸收能力的人工空腔黑體；同時通過選擇使用具有低溫蒸發(fā)技術(shù)特性的化合物做制冷劑，讓制冷劑循環(huán)管內(nèi)連續(xù)不間斷流動處于低溫狀態(tài)的制冷劑，使空間環(huán)境集能器整體始終保持一種溫度大大低于周圍環(huán)境的低溫能場狀態(tài)?？臻g環(huán)境集能器的這種結(jié)構(gòu)布置形式，使空間環(huán)境中廣泛存在的太陽光、紅外線、電磁波、聲波、福射能等多種自然能量，都能連續(xù)不間斷向空間環(huán)境集能器全波射入；空間環(huán)境集能器可以全部收集捕獲不會產(chǎn)生能量波散射或穿越逸出損失，而且能對收集捕獲到的多種自然能量全部吸收，并以極高轉(zhuǎn)換率快速轉(zhuǎn)換成熱能應用。同時在低溫能場作用下，在制冷劑循環(huán)管內(nèi)連續(xù)不間斷流動的低溫制冷劑始終處于完全吸熱狀態(tài)，能將自然能量轉(zhuǎn)換成的熱能全部吸收；在足夠熱能作用下，制冷劑自身會被蒸發(fā)氣化；攜帶大量熱能的氣體形態(tài)制冷劑通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施進入到副壓縮機后，在副壓縮機驅(qū)動下能順利完成自然能量的傳遞、吸收、交換運動，成為促使中間介質(zhì)發(fā)生相變產(chǎn)生蓄存冷量、熱能的動力源。
[0013]所述的冷熱能量交換蓄存器，設(shè)計成由主、副兩臺壓縮機分別驅(qū)動制冷劑在兩套相對封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)進行自然能量的傳遞、吸收、交換運動，促使中間介質(zhì)發(fā)生相變產(chǎn)生蓄存冷量、熱能的結(jié)構(gòu)布置形式，由箱體、蓄冷作業(yè)箱、壓縮機工作箱、蓄熱作業(yè)箱、安裝固定基座組成，整體安裝布置在使用用戶樓房中的獨立房間內(nèi)。箱體設(shè)計成一種與外界絕熱封閉的長方形箱體形狀，蓄冷作業(yè)箱、壓縮機工作箱、蓄熱作業(yè)箱均安裝固定在箱體內(nèi)，相互之間使用隔熱保溫材料進行絕熱分隔處理，通過箱體上口連接法蘭盤與蓋板連接封閉固定。
[0014]冷熱能量交換蓄存器的蓄冷作業(yè)箱，由箱體、副機冷凝器、主機蒸發(fā)器、載冷器、溫度調(diào)節(jié)器組成；箱體設(shè)計成長方形，通過連接法蘭盤與蓋板連接固定成相對獨立的封閉空間，箱體內(nèi)裝填具有相變蓄能功能的化合物做蓄冷劑；副機冷凝器、主機蒸發(fā)器、載冷器、溫度調(diào)節(jié)器，均以浸沒在蓄冷劑中形式分別安裝固定在箱體內(nèi)。
[0015]蓄冷作業(yè)箱的副機冷凝器，選擇使用立式殼管型冷凝器，設(shè)置在上部的氣體制冷劑進氣管，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與副壓縮機的出氣口相連接，設(shè)置在下部的液體制冷劑出液管，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與空間環(huán)境集能器的進液管接頭相連接。被副壓縮機吸入壓縮的氣體形態(tài)制冷劑，經(jīng)氣體制冷劑進氣管進入到副機冷凝器內(nèi)，在換熱管束與殼管之間形成的腔體內(nèi)流動，蓄冷作業(yè)箱內(nèi)的蓄冷劑浸泡在冷凝器管殼周圍，也充滿在換熱管束內(nèi)；蓄冷劑向流經(jīng)的氣體形態(tài)制冷劑釋放冷量，同時通過交換吸收了氣體形態(tài)制冷劑中含有的大量熱量，在足夠熱能作用下蓄冷劑自身發(fā)生相變?nèi)芙?，蓄存了可供交換的足夠熱能；氣體形態(tài)制冷劑在流動過程中，向冷凝器管殼周圍及換熱管束內(nèi)的蓄冷劑釋放熱量，同時通過交換吸收了蓄冷劑中含有的大量冷量，在足夠冷量作用下，氣體形態(tài)制冷劑自身被冷凝液化成液體形態(tài)制冷劑后，從液體制冷劑出液管流出，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施進入到空間環(huán)境集能器內(nèi)。
[0016]蓄冷作業(yè)箱的主機蒸發(fā)器，選擇使用沉浸式直立管型蒸發(fā)器，設(shè)置在一端的液體制冷劑進液管，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與主機冷凝器的出液管相連接，設(shè)置在另一端的氣體制冷劑排氣管，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與主壓縮機的吸氣口相連接。被主機冷凝器吸熱冷凝的液體形態(tài)制冷劑，經(jīng)液體制冷劑進液管進入到主機蒸發(fā)器內(nèi)，在設(shè)有的直立換熱管排內(nèi)流動，蓄冷作業(yè)箱內(nèi)的蓄冷劑浸泡在直立換熱管排周圍；蓄冷劑向流經(jīng)直立換熱管排內(nèi)的液體形態(tài)制冷劑釋放熱量，同時通過交換吸收了液體形態(tài)制冷劑中含有的大量冷量，在足夠冷量作用下蓄冷劑自身發(fā)生相變結(jié)晶，蓄存了可供交換的足夠冷量；液體形態(tài)制冷劑在流動過程中，向浸泡在直立換熱管排壁外的蓄冷劑釋放冷量，同時通過交換吸收了蓄冷劑中含有的大量熱量，在足夠熱能作用下，制冷劑自身被蒸發(fā)氣化成氣體形態(tài)制冷劑后，從氣體制冷劑排氣管流出，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施進入到主壓縮機內(nèi)。
[0017]蓄冷作業(yè)箱的載冷器，選擇使用板腔邊翅結(jié)構(gòu)形式散熱器做載冷器，載冷器波紋形板片之間形成的腔體內(nèi)，流動著可以用于分別傳遞冷量或熱量的載冷劑，設(shè)置在一端上部的載冷劑進液口，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與用戶應用終端冷熱散發(fā)器的出液口相連接，設(shè)置在另一端下部的載冷劑出液口，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施與用戶應用終端冷熱散發(fā)器的進液口相連接。應用用戶房間溫度上升到需要提供制冷服務(wù)時，冷熱散發(fā)器內(nèi)已有較高溫度的載冷劑，通過系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施經(jīng)載冷劑進液口進入到載冷器內(nèi)，按順序在各波紋板片腔體內(nèi)依次流動，蓄冷作業(yè)箱內(nèi)的蓄冷劑浸泡在載冷器周圍；蓄冷劑通過板片腔體表面和邊翅向流經(jīng)載冷器內(nèi)的載冷劑釋放冷量，同時通過交換吸收了載冷劑中含有的大量熱量，在足夠熱能作用下蓄冷劑自身發(fā)生相變?nèi)芙?，蓄存了可供交換的足夠熱能；載冷劑在流動過程中，通過板片腔體表面和邊翅向浸泡在周圍的蓄冷劑釋放熱量，同時通過交換吸收了蓄冷劑中含有的大量冷量，使自身溫度大幅度下降被吸熱冷凝成低溫載冷劑；攜帶大量冷量的低溫載冷劑從載冷劑出液口流出，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)輔助設(shè)施進入到用戶應用終端冷熱