一种太阳能利用综合节能系统
阅读说明：本技术 一种太阳能利用综合节能系统 (Comprehensive energy-saving system for solar energy utilization ) 是由 宁小虎 左文礼 王伟 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种太阳能利用综合节能系统,由太阳能热水、溴化锂溶液、溴化锂溶液中的冷剂水、蒸发室冷剂水、冷凝冷却水、压缩机六个循环回路组成。来自高温发生器的稀溶液受热蒸发一部分水分后进入低温发生器,受热继续蒸发水分,变为浓溶液,进入吸收室,吸收来自冷剂水蒸发室的水蒸汽变回稀溶液,完成溴化锂溶液的工作循环；高温发生器中产生的水蒸汽进入低温发生器换热管的管内侧被冷凝为水,进入冷剂水蒸发室与冷剂水混合,冷剂水在低压力的状态下闪蒸为水蒸汽,完成冷剂水降温过程；冷剂水作为压缩机的冷却水,降低了压缩机冷凝温度,完成压缩机的节能过程。本发明机组效率高,所需热源温度低,具有良好的应用前景。(The invention discloses a solar energy utilization comprehensive energy-saving system which consists of six circulation loops, namely solar hot water, a lithium bromide solution, refrigerant water in the lithium bromide solution, refrigerant water in an evaporation chamber, condensed cooling water and a compressor. The dilute solution from the high-temperature generator is heated to evaporate a part of moisture, then enters the low-temperature generator, is heated to continuously evaporate the moisture, becomes a concentrated solution, enters the absorption chamber, absorbs the water vapor from the refrigerant water evaporation chamber, and returns to the dilute solution, thereby completing the working cycle of the lithium bromide solution; the water vapor generated in the high-temperature generator enters the inner side of the heat exchange tube of the low-temperature generator to be condensed into water, enters the refrigerant water evaporation chamber to be mixed with the refrigerant water, and the refrigerant water is flashed into water vapor in a low-pressure state to finish the cooling process of the refrigerant water; the refrigerant water is used as the cooling water of the compressor, so that the condensation temperature of the compressor is reduced, and the energy-saving process of the compressor is completed. The invention has high efficiency of the machine set, low temperature of the required heat source and good application prospect.)
技术领域
本发明涉及太阳能节能技术领域，尤其是一种太阳能利用综合节能系统。
背景技术
太阳能热水系统发展迅速，节能效果明显，在南方主要用在冬季制取热水，到了夏季，太阳能制取的热水用不完，浪费了大量资源；吸收式制冷技术可以将废热转化为冷量，使废热得到再利用，达到节能的目的。
然而，由于太阳能热水温度偏低，在100℃以下，仅能驱动单效溴化锂吸收式制冷机组，转化效率低，而且现有的双效溴化锂吸收式热泵机组需要120℃以上的热源驱动，换热设备庞大，投资成本高，这就导致了太阳能利用综合节能系统效率低，实用性差，在使用场合和环境都受到很大的限制。
其中现有的作为热水制冷部分的双效溴化锂吸收式制冷机组，如图2所示，包括：高温发生器201，冷凝室202，冷凝换热管203，冷凝水U型管Ⅰ204，蒸发室205，蒸发室换热管206，冷剂泵207，溶液泵208，吸收室换热管209，吸收室210，低温溶液U型管211，冷凝水U型管Ⅱ212，低温发生器换热管213，低温发生器214，高温溶液U型管215等，来自吸收器的溴化锂稀溶液经溶液泵208驱动，进入高温发生器201，在内部受热沸腾，产生水蒸汽，高温溶液经高温溶液U型管215节流减压后进入低温发生器214，受到来自高温发生器201的水蒸汽加热，在低压状态下继续沸腾，变为浓度较高的溶液，经低温溶液U型管211节流减压后进入吸收室210，吸收来自蒸发室205的水蒸汽，变回到稀溶液，构成溴化锂溶液的循环回路；来自高温发生器201的水蒸汽进入低温发生器换热管213换热冷凝为冷凝水，经冷凝水U型管Ⅱ212进入蒸发室205，低温发生器214中的溶液受低温发生器换热管213加热沸腾产生水蒸汽进入冷凝室202，与冷凝换热管203内的冷却水换热冷凝为冷凝水，经冷凝水U型管Ⅰ204节流降压后进入蒸发室205，在蒸发室205内与蒸发室换热管206 管内的循环水换热，蒸发为水蒸汽，被吸收室210内的溴化锂溶液吸收，构成冷剂水的循环回路。
上述机组效率低，并且在热水温度低于100℃、冷却水温度为32~37℃的情况下并不能制取20℃以下的冷水，原因如下：由于蒸发室换热管206的换热温差，蒸发温度需要到15℃，根据溴化锂溶液的气液平衡状态图可知，在吸收温度为42℃时，质量分数为0.54；在低温发生器214中，冷凝水温37℃，由于冷凝换热管203的换热温差，冷凝温度在42℃，这就需要低温发生器214内的发生温度在75℃，同样由于换热温差，低温发生器换热管213内的水蒸汽冷凝温度需要在80℃，高温发生器201的发生温度需要在115℃，这就要求热源温度需要达到120℃以上。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的不足，提供一种利用太阳能热水作为热源即能实现的太阳能利用综合节能系统。
本发明为了解决上述技术问题的技术解决方案是这样的：一种太阳能利用综合节能系统，包括高温发生器、高温发生器换热管、冷凝水电磁阀、冷凝吸收室、冷却水塔、冷凝水单向阀、冷却水泵、冷剂水电磁阀、压缩机、冷凝器、室内机、节流阀、冷剂水蒸发室、冷剂水泵、冷剂水单向阀、溶液泵、吸收室换热管、吸收室、低温溶液U型管、冷剂水U型管、低温发生器换热管、低温发生器、高温溶液U型管、太阳能集热装置、热水泵、热水储罐，其特征在于：该系统由太阳能热水的循环回路、溴化锂溶液的循环回路、溴化锂溶液中冷剂水的循环回路、蒸发室冷剂水的循环回路、冷凝和冷却水的循环回路、压缩机的工作循环回路组成；所述太阳能集热装置的出口端与热水储罐的进口端相连，热水储罐的出口端与热水泵的进口端相连，热水泵的出口端与高温发生器换热管的进口端相连，高温发生器换热管的出口端与太阳能集热装置的进口端相连，构成太阳能热水的循环回路；所述高温发生器1底部的溶液出口端与高温溶液U型管的进口端相连，高温溶液U型管的出口端与低温发生器的溶液进口端相连，低温发生器的溶液出口端与低温溶液U型管的进口端相连，低温溶液U型管的出口端与吸收室的溶液进口端相连，吸收室的溶液出口端与溶液泵的进口端相连，溶液泵的出口端与高温发生器的溶液进口端相连，构成溴化锂溶液的循环回路；所述高温发生器的气体出口端与低温发生器换热管的进口端相连，低温发生器换热管的出口端与冷剂水U型管的进口端相连，冷剂水U型管的出口端与冷剂水蒸发室的冷剂水进口端相连，构成溴化锂溶液中冷剂水的循环回路；所述冷剂水蒸发室的冷水出口端与冷剂水单向阀的进口端相连，冷剂水单向阀的出口端与冷剂水泵的进口端相连，冷剂水泵的出口端与冷凝器的冷却水进口端相连，冷凝器的冷却水出口端与冷剂水电磁阀的进口端相连，冷剂水电磁阀的出口端与冷剂水蒸发室的冷剂水进口端相连，构成蒸发室冷剂水的循环回路；所述冷却水塔的出口端与冷凝水电磁阀的进口端相连，冷凝水电磁阀的出口端与冷凝吸收室的进口端相连，冷凝吸收室的出口端与冷凝水单向阀的进口端相连，冷凝水单向阀的出口端与冷却水泵的进口端相连，冷却水泵的出口端与吸收室换热管的进口端相连，吸收室换热管的出口端与冷却水塔的进口端相连，构成冷凝和冷却水的循环回路；所述压缩机的出口端与冷凝器的氟利昂进口端相连，冷凝器的氟利昂出口端与节流阀的进口端相连，节流阀的出口端与室内机的进口端相连，室内机的出口端与压缩机的进口端相连，构成压缩机的工作循环回路。
所述低温发生器与冷凝吸收室为一体化筒体结构，低温发生器与冷凝吸收室分列两侧，上部连通，下部由隔板隔开，液体互不干扰，溶低温发生器与冷凝吸收室上部均设有喷淋和除沫装置。
所述吸收室与冷剂水蒸发室为一体化筒体结构，吸收室与冷剂水蒸发室分列两侧，上部连通，下部由隔板隔开，液体互不干扰，吸收室与冷剂水蒸发室上部均设有喷淋和除沫装置。
所述高温发生器位于低温发生器与冷凝吸收室所在筒体的上侧，低温发生器与冷凝吸收室所在筒体位于吸收室与冷剂水蒸发室所在筒体的上侧，三个筒体均为密封真空装置。
所述低温发生器换热管和吸收室换热管为列管式或盘管式结构，其中低温发生器换热管内部走水蒸汽，起到冷凝器的作用，吸收室换热管内部走冷却水，起到给管外溶液冷却的作用。
所述冷凝吸收室和冷剂水蒸发室内部装有填料，没有换热装置。
所述冷凝水电磁阀、冷凝水单向阀、冷剂水电磁阀、冷剂水单向阀的作用是在停机时防止液体流到冷凝吸收室和冷剂水蒸发室。
所述冷凝水电磁阀和冷却水泵均由PLC程序或感应开关控制，为同步开启或关闭状态；冷剂水电磁阀和冷剂水泵均由PLC程序或感应开关控制，为同步开启或关闭状态。
所述冷剂水蒸发室设有补水口。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：冷凝吸收室中，冷凝水与来自低压发生器的水蒸汽直接接触，在此换热过程中冷凝水利用吸收原理来完成冷凝过程，省掉了换热设备，而且没有换热温差，降低了冷凝温度，机组效率提高，需要的热源温度低；冷剂水蒸发室中，冷剂水在真空状态下闪蒸产生大量水蒸汽，并降低了自身温度，省掉了换热设备，降低了冷剂水温度。
例如：本装置吸收式制冷部分制冷温度20℃，由于蒸发室没有换热温差，蒸发温度即为20℃，根据溴化锂溶液的气液平衡状态图可知，在吸收温度为40℃时，溶液质量分数为0.48；在低温发生器中，冷凝水温32~35℃，由于没有换热温差，冷凝温度在35℃，低温发生温度在58℃，低温发生器换热管内的水蒸汽冷凝温度需要在63℃，高温发生器的发生温度需要在87℃，需要的热源温度92℃，太阳能热水即可驱动机组。因此，本发明技术方案具有冷凝温 度低、机组效率高、换热设备少、需要热源温度低的特点。
本发明可广泛应用于低温热源丰富的地区和场所。
附图说明
图1是本发明一种太阳能利用综合节能系统的结构流程示意图。
图2是现有作为热水制冷部分的双效溴化锂吸收式制冷机组结构示意图。
图中：1、高温发生器，2、高温发生器换热管，3、冷凝水电磁阀，4、冷凝吸收室，5、冷却水塔，6、冷凝水单向阀，7、冷却水泵，8、冷剂水电磁阀，9、压缩机，10、冷凝器，11、室内机，12、节流阀，13、冷剂水蒸发室，14、冷剂水泵，15、冷剂水单向阀，16、溶液泵，17、吸收室换热管，18、吸收室，19、低温溶液U型管，20、冷剂水U型管，21、低温发生器换热管，22、低温发生器，23、高温溶液U型管，24、太阳能集热装置，25、热水泵，26、热水储罐，27、补水口；201、高温发生器201，冷凝室202，冷凝换热管203，204、冷凝水U型管Ⅰ，205、蒸发室，206、蒸发室换热管，207、冷剂泵，208、溶液泵，209、吸收室换热管，210、吸收室，211、低温溶液U型管，212、冷凝水U型管Ⅱ，213、低温发生器换热管，214、低温发生器，215高温溶液U型管。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。下述实施例以本发明的技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明技术方案的前提下所做的任何显而易见的改动，都属于本发明权利要求的保护范围。
一种太阳能利用综合节能系统，如图1，该系统由太阳能热水的循环回路、溴化锂溶液的循环回路、溴化锂溶液中冷剂水的循环回路、蒸发室冷剂水的循环回路、冷凝和冷却水的循环回路、压缩机的工作循环回路组成，其工作流程如下：太阳能集热装置24里的水受热后进入热水储罐26，经热水泵25驱动进入高温发生器换热管2管内侧，加热管外侧的溴化锂溶液后降温回到太阳能集热装置24，完成太阳能热水的工作循环。
来自吸收器18的稀溶液经溶液泵16驱动进入高温发生器1，被高温发生器换热管2加热，蒸发出一部分水分，变为中等浓度溶液，然后经高温溶液U型管23节流降压后进入低温发生器22，受到低温发生器换热管21的加热在真空状态下继续蒸发出水分，变为浓溶液，浓溶液经低温溶液U型管19节流降压后进入吸收室18，在吸收室18内部，吸收来自冷剂水蒸发室13的水蒸汽变回稀溶液，产生的吸收热被吸收室换热管17带走，完成溴化锂溶液的工作循环。
高温发生器1中产生的水蒸汽进入低温发生器换热管21的管内侧，被管外侧的溴化锂溶液冷凝，变为冷凝水，经冷剂水U型管20节流降压后进入冷剂水蒸发室13，低温发生器22中产生的水蒸汽进入冷凝吸收室4，在冷凝吸收室4内被冷却水直接吸收，在冷剂水蒸发室13内部，来自低温发生器换热管21管内的冷凝水和来自补水口27的冷剂水在低压力的状态下闪蒸为水蒸汽，水蒸汽被吸收室18里的溴化锂溶液吸收，使溴化锂溶液变回稀溶液，完成溴化锂溶液中冷剂水的工作循环。需要说明的是，在此循环过程中，稀溶液分别在高温发生器1和低温发生器22中两次蒸发出水蒸汽，其中在低温发生器22中蒸发的水蒸汽被冷凝吸收室4内的冷却水直接吸收带走，只有在高温发生器1中蒸发的水分经冷凝来到冷剂水蒸发室13内蒸发，为了保持溴化锂溶液的平衡性，系统设有补水口27，来自外部的水分经补水口27直接进入冷剂水蒸发室13蒸发后被溴化锂溶液吸收，这部分水分的质量等同于被冷凝吸收室4内的冷却水直接吸收带走的那部分水蒸汽，达到溴化锂溶液和系统的循环平衡。
来自冷却水塔5的冷却水经冷凝水电磁阀3控制，进入冷凝吸收室4，在冷凝吸收室4内部吸收来自低温发生器22的水蒸汽，完成低温发生器22内部水蒸汽的冷凝过程，流经冷凝水单向阀6后经冷却水泵7驱动，进入吸收室换热管17管内侧，与管外侧的溴化锂溶液换热后回到冷却水塔5，完成低温发生器水蒸汽的冷凝和吸收器的冷却工作，构成冷凝冷却水的循环。
来自冷剂水蒸发室13的冷水经冷剂水泵14驱动后进入冷凝器10，换热后经冷剂水电磁阀8流回冷剂水蒸发室13，完成蒸发室冷剂水的工作循环回路。
来自压缩机9的氟利昂气体进入冷凝器10，被冷凝为液体，经节流阀12节流降压后在室内机11蒸发，然后回到压缩机9，完成压缩机空调的工作过程。
低温发生器22与冷凝吸收室4为一体化筒体结构，低温发生器22与冷凝吸收室4分列两侧，上部连通，下部由隔板隔开，液体互不干扰，溶低温发生器22与冷凝吸收室4上部均设有喷淋和除沫装置。
吸收室18与冷剂水蒸发室13为一体化筒体结构，吸收室18与冷剂水蒸发室13分列两侧，上部连通，下部由隔板隔开，液体互不干扰，吸收室18与冷剂水蒸发室13上部均设有喷淋和除沫装置。
高温发生器1位于低温发生器22与冷凝吸收室4所在筒体的上侧，低温发生器22与冷凝吸收室4所在筒体位于吸收室18与冷剂水蒸发室13所在筒体的上侧，三个筒体均为密封真空装置。
低温发生器换热管21和吸收室换热管17为列管式或盘管式结构，其中低温发生器换热管21内部走水蒸汽，起到冷凝器的作用，吸收室换热管17内部走冷却水，起到给管外溶液冷却的作用。
冷凝吸收室4和冷剂水蒸发室13内部装有填料，没有换热装置。
冷凝水电磁阀3、冷凝水单向阀6、冷剂水电磁阀8、冷剂水单向阀15的作用是在停机时防止液体流到冷凝吸收室4和冷剂水蒸发室13。
冷凝水电磁阀3和冷却水泵7均由PLC程序或感应开关控制，为同步开启或关闭状态；冷剂水电磁阀8和冷剂水泵14均由PLC程序或感应开关控制，为同步开启或关闭状态。
冷剂水蒸发室13设有补水口27。