交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统的制作方法与工艺

文档序号:13082536阅读:190来源:国知局
技术领域本专利涉及一种热工交换设备,具体说涉及一种交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统。

背景技术:
为人类社会提供优质的制冷、供暖及生活热水服务,现已成为世界各国文明进步的重要标志之一。但是,满足人类社会对制冷、供暖及生活热水不断增长的强烈要求,必须依靠充足有效的能源供给予以保障;目前传统的石化能源消耗急剧攀升,由此引发的能源危机和大气环境污染压力也日趋严重。我国人口众多,地域辽阔,冬夏南北温度差异较大,对制冷、供暖及生活热水的社会需求量极大,需要提供能源供给保障的数量也十分巨大。目前我国向社会提供制冷、供暖及生活热水服务,绝大多数都依赖燃煤发电、燃煤或燃油(气)锅炉等传统石化能源,而且绝大多数地区实现的制冷、供暖及生活热水服务,一般都由不同能源系统分别提供,在极端气候条件下很多城市都不同程度存在工业停产躲峰让电、跨区域借电调压、电网短时间超负荷运行等能源紧缺问题,这种现状不仅使我国日显紧缺的能源供给面临巨大挑战,而且因燃煤排放有害气体给大气环境污染带来极大压力。但是随着人类社会不断发展进步,人民群众的生活方式和消费观念都将日渐提高,特别是伴随农村城镇化建设步伐不断迈进,对制冷、供暖及生活热水的社会需求量必将大幅度提升。为广大人民群众提供优质的制冷、供暖及生活热水服务,满足小康社会提高人民生活质量的社会需求,是直接关系民生大计的社会问题;各级地方政府现已纳入议事日程给以高度关注,国内很多高等院校、科研单位和生产企业也都纷纷把提供制冷、供暖及生活热水服务列入前沿热点科研课题进行开发研制。本专利针对我国目前制冷、供暖及生活热水服务技术领域存在的弱点或不足,有针对性研究设计出一种交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统;该系统采用人工空腔黑体技术,高效收集吸收室外空间环境中广泛存在的太阳光、红外线、电磁波、声波、辐射能等多种自然能量做动力源,通过热泵驱动工质进行自然能量的传递、吸收、交换运动,促使中间介质发生相变产生蓄存冷量、热能,为用户提供优质充足稳定可调节的制冷、供暖及生活热水服务,较好地解决了现有制冷、供暖及生活热水服务依赖燃煤发电、燃煤或燃油(气)锅炉等传统石化能源存在的能源紧缺、热效率不高、过低或过高温度环境运行困难等技术问题,可以取得节约石化能源、减轻环境污染、降低运行费用等多重效益。

技术实现要素:
本专利拟解决的主要技术问题。本专利针对我国目前制冷、供暖及生活热水服务技术领域存在的不足或弱点,有针对性研究设计出一种由空间环境集能器、冷热能量交换蓄存器、用户应用终端、循环辅助系统、智能调节控制装置组成的交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统,解决好采用人工空腔黑体技术,高效收集吸收空间环境中广泛存在的太阳光、红外线、电磁波、声波、辐射能等多种自然能量做动力源问题,解决好利用热泵驱动工质进行自然能量的传递、吸收、交换运动,促使中间介质发生相变产生蓄存冷量、热能问题,解决好依赖传统石化能源存在能源紧缺、热效率不高、过低或过高温度环境运行困难问题,实现随时为用户提供优质充足稳定可调节的制冷、供暖及生活热水服务技术目标。本专利解决技术问题采取的技术方案本专利解决的技术问题,通过研究设计出一种交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统的技术方案予以实现。本专利研究设计的交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统,包括空间环境集能器、冷热能量交换蓄存器、用户应用终端、循环辅助系统、智能调节控制装置等相对独立的作业功能装置。所述的空间环境集能器,设计成由三组结构形状相同的长方形箱体并联连接组成,通过安装固定支架整体倾斜安装固定在使用用户楼房的屋顶上;通过制冷剂进液管接头,经系统循环辅助设施与副机冷凝器的出液管相连接,通过制冷剂出气管接头,经系统循环辅助设施与副压缩机的吸气口相连接。空间环境集能器的每组箱体,均由金属波纹翅片、制冷剂循环管、固定侧壁、循环联结弯管、制冷剂进液管接头、制冷剂出气管接头等零部件组成。金属波纹翅片,选择使用金属波纹板按设计的规格尺寸制成长条形翅片,在翅片上按纵向两行、横向并列的布置形式制有制冷剂循环管安装孔,翅片表面喷涂有黑体聚合物;制冷剂循环管,表面喷涂有黑体聚合物,以连续穿过形式安装布置在金属波纹翅片上留有的安装孔内,按固定间隔尺寸采用压力胀管技术方法将密集排列的金属波纹翅片组联结固定成刚性整体;固定侧壁,安装固定在金属波纹翅片组左、右两侧露出的制冷剂循环管上,通过设有的安装连接孔与安装固定支架连接固定;循环联结弯管,在左、右固定侧壁外部分别对左右、上下相接的两根制冷剂循环管进行联结密封固定;制冷剂进液管接头,安装连接在金属波纹翅片组下部前行的制冷剂循环管上;制冷剂出气管接头,安装连接在金属波纹翅片组上部后行的制冷剂循环管上。研究设计的空间环境集能器,通过选择使用金属波纹板做翅片,使每片翅片都能有较大表面积;通过采取将所有翅片按固定间隔尺寸密集排列、将全部翅片底边的间隙用黑体聚合物封严塞实,形成具有一定宽度和深度的半开放人工空腔;通过采取在所有金属波纹翅片和制冷剂循环管外表面喷涂分子内部结构存在大量微小空腔的黑体聚合物,使空间环境集能器整体成为一种具有足够大比表面积和极强吸收能力的人工空腔黑体;同时通过选择使用具有低温蒸发技术特性的化合物做制冷剂,让制冷剂循环管内连续不间断流动处于低温状态的制冷剂,使空间环境集能器整体始终保持一种温度大大低于周围环境的低温能场状态。空间环境集能器的这种结构布置形式,使空间环境中广泛存在的太阳光、红外线、电磁波、声波、辐射能等多种自然能量,都能连续不间断向空间环境集能器全波射入;空间环境集能器可以全部收集捕获不会产生能量波散射或穿越逸出损失,而且能对收集捕获到的多种自然能量全部吸收,并以极高转换率快速转换成热能应用。同时在低温能场作用下,在制冷剂循环管内连续不间断流动的低温制冷剂始终处于完全吸热状态,能将自然能量转换成的热能全部吸收;在足够热能作用下,制冷剂自身会被蒸发气化;携带大量热能的气体形态制冷剂通过系统循环辅助设施进入到副压缩机后,在副压缩机驱动下能顺利完成自然能量的传递、吸收、交换运动,成为促使中间介质发生相变产生蓄存冷量、热能的动力源。所述的冷热能量交换蓄存器,设计成由主、副两台压缩机分别驱动制冷剂在两套相对封闭循环系统内进行自然能量的传递、吸收、交换运动,促使中间介质发生相变产生蓄存冷量、热能的结构布置形式,由箱体、蓄冷作业箱、压缩机工作箱、蓄热作业箱、安装固定基座组成,整体安装布置在使用用户楼房中的独立房间内。箱体设计成一种与外界绝热封闭的长方形箱体形状,蓄冷作业箱、压缩机工作箱、蓄热作业箱均安装固定在箱体内,相互之间使用隔热保温材料进行绝热分隔处理,通过箱体上口连接法兰盘与盖板连接封闭固定。冷热能量交换蓄存器的蓄冷作业箱,由箱体、副机冷凝器、主机蒸发器、载冷器、温度调节器组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有相变蓄能功能的化合物做蓄冷剂;副机冷凝器、主机蒸发器、载冷器、温度调节器,均以浸没在蓄冷剂中形式分别安装固定在箱体内。蓄冷作业箱的副机冷凝器,选择使用立式壳管型冷凝器,设置在上部的气体制冷剂进气管,通过系统循环辅助设施与副压缩机的出气口相连接,设置在下部的液体制冷剂出液管,通过系统循环辅助设施与空间环境集能器的进液管接头相连接。被副压缩机吸入压缩的气体形态制冷剂,经气体制冷剂进气管进入到副机冷凝器内,在换热管束与壳管之间形成的腔体内流动,蓄冷作业箱内的蓄冷剂浸泡在冷凝器管壳周围,也充满在换热管束内;蓄冷剂向流经的气体形态制冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了气体形态制冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄冷剂自身发生相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;气体形态制冷剂在流动过程中,向冷凝器管壳周围及换热管束内的蓄冷剂释放热量,同时通过交换吸收了蓄冷剂中含有的大量冷量,在足够冷量作用下,气体形态制冷剂自身被冷凝液化成液体形态制冷剂后,从液体制冷剂出液管流出,经系统循环辅助设施进入到空间环境集能器内。蓄冷作业箱的主机蒸发器,选择使用沉浸式直立管型蒸发器,设置在一端的液体制冷剂进液管,通过系统循环辅助设施与主机冷凝器的出液管相连接,设置在另一端的气体制冷剂排气管,通过系统循环辅助设施与主压缩机的吸气口相连接。被主机冷凝器吸热冷凝的液体形态制冷剂,经液体制冷剂进液管进入到主机蒸发器内,在设有的直立换热管排内流动,蓄冷作业箱内的蓄冷剂浸泡在直立换热管排周围;蓄冷剂向流经直立换热管排内的液体形态制冷剂释放热量,同时通过交换吸收了液体形态制冷剂中含有的大量冷量,在足够冷量作用下蓄冷剂自身发生相变结晶,蓄存了可供交换的足够冷量;液体形态制冷剂在流动过程中,向浸泡在直立换热管排壁外的蓄冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了蓄冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下,制冷剂自身被蒸发气化成气体形态制冷剂后,从气体制冷剂排气管流出,经系统循环辅助设施进入到主压缩机内。蓄冷作业箱的载冷器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做载冷器,载冷器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递冷量或热量的载冷剂,设置在一端上部的载冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器的出液口相连接,设置在另一端下部的载冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器的进液口相连接。应用用户房间温度上升到需要提供制冷服务时,冷热散发器内已有较高温度的载冷剂,通过系统循环辅助设施经载冷剂进液口进入到载冷器内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,蓄冷作业箱内的蓄冷剂浸泡在载冷器周围;蓄冷剂通过板片腔体表面和边翅向流经载冷器内的载冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了载冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄冷剂自身发生相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;载冷剂在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄冷剂释放热量,同时通过交换吸收了蓄冷剂中含有的大量冷量,使自身温度大幅度下降被吸热冷凝成低温载冷剂;携带大量冷量的低温载冷剂从载冷剂出液口流出,经系统循环辅助设施进入到用户应用终端冷热散发器内,为应用用户房间提供出制冷服务。蓄冷作业箱的温度调节器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做温度调节器,温度调节器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着与装填在压缩机工作箱内相同的制冷剂,设置在一端上部的制冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与压缩机工作箱的出液口相连接,设置在另一端下部的制冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与压缩机工作箱的进液口相连接。压缩机工作箱内的环境温度上升到可能影响主、副压缩机正常作业时,装填在压缩机工作箱内已有较高温度的制冷剂,通过系统循环辅助设施经制冷剂进液口进入到温度调节器内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,蓄冷作业箱内的蓄冷剂浸泡在温度调节器周围;蓄冷剂通过板片腔体表面和边翅向流经温度调节器内的制冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了制冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄冷剂自身发生相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;制冷剂在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄冷剂释放热量,同时通过交换吸收了蓄冷剂中含有的大量冷量,使自身温度大幅度下降被吸热冷凝成低温制冷剂;携带大量冷量的低温制冷剂从制冷剂出液口流出,经系统循环辅助设施进入到压缩机工作箱内,可以有效降低调节平衡压缩机工作箱的作业环境温度。冷热能量交换蓄存器的压缩机工作箱,由箱体、主压缩机、副压缩机、自来水预热器组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有对环境友好、制冷系数高技术特性的化合物做制冷剂,主压缩机、副压缩机、自来水预热器,均以浸没在制冷剂中形式分别安装固定在箱体内,压缩机工作箱上部设有制冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与温度调节器的进液口相连接,压缩机工作箱下部设有制冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与温度调节器的出液口相连接。压缩机工作箱的主压缩机,选择使用全封闭多级离心式制冷压缩机做主压缩机,设置在上部一侧的吸气口通过系统循环辅助设施与主机蒸发器的排气管相连接,设置在上部另一侧的出气口通过系统循环辅助设施与主机冷凝器的进气管相连接。被主机蒸发器蒸发气化的气体形态制冷剂,经系统循环辅助设施进入到主压缩机;在主压缩机内,气体形态制冷剂被吸气口吸入,经进口导流叶片进入到第一级叶轮,经设有的无叶扩压器、弯道、回流器等作业功能部件加压处理后,再依次进入到第二、三、四级叶轮进一步加压;气体形态制冷剂被加压达到设计高压后,经设有的蜗壳汇集从出气口流出,经系统循环辅助设施进入到主机冷凝器内。压缩机工作箱的副压缩机,选择使用全封闭活塞式制冷压缩机做副压缩机,设置在上部一侧的吸气口通过系统循环辅助设施与空间环境集能器的制冷剂出气管接头相连接,设置在上部另一侧的出气口,通过系统循环辅助设施与副机冷凝器的进气管相连接。被空间环境集能器蒸发气化的气体形态制冷剂,经系统循环辅助设施进入到副压缩机;在副压缩机内,气体形态制冷剂被吸气口吸入,经设有的曲轴、连杆驱动活塞在汽缸内进行往复运动,完成膨胀、吸气、压缩、排气作业循环全过程,气体形态制冷剂被压缩达到设计的压力后从出气口流出,经系统循环辅助设施进入到副机冷凝器内。压缩机工作箱的自来水预热器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做自来水预热器,设置在下部的自来水进水口与用户楼房内设有的自来水供水管线相连接,设置在上部的预热水出水口与自来水加热器的进水口相连接。用户楼房内的自来水,在供水压力作用下自动流进自来水预热器内,按顺序在各波纹形板片腔体内依次流动,压缩机工作箱内的制冷剂浸泡在自来水预热器周围;制冷剂通过板片腔体表面和边翅向进入到自来水预热器内的自来水释放热量,同时通过交换吸收了自来水中含有的冷量,使制冷剂自身温度有较大幅度降低,可以降低调节平衡压缩机工作箱内的作业环境温度;自来水在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的制冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了制冷剂中含有的热量,使自来水自身温度得到一定程度提高,蓄存了预热热能;携带相当热量的预热自来水进入到自来水加热器后,可以显著提高生活热水提供给能力,有效降低系统的热能消耗。冷热能量交换蓄存器的蓄热作业箱,由箱体、主机冷凝器、载热器、自来水加热器组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有相变蓄能功能的化合物做蓄热剂;主机冷凝器、载热器、自来水加热器,均以浸没在蓄热剂中形式分别安装固定在箱体内。蓄热作业箱的主机冷凝器,选择使用立式壳管型冷凝器,设置在上部的气体制冷剂进气管,通过系统循环辅助设施与主压缩机的出气口相连接,设置在下部的液体制冷剂出液管,通过系统循环辅助设施与主机蒸发器的进液管相连接。被主压缩机吸入加压的气体形态制冷剂,经气体制冷剂进气管进入到主机冷凝器内,在换热管束与壳管之间形成的腔体内流动,蓄热作业箱内的蓄热剂浸泡在冷凝器管壳周围,也充满在换热管束内;蓄热剂向流经的气体形态制冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了气体形态制冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄热剂自身发生的相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;气体形态制冷剂在流动过程中,向冷凝器管壳周围及换热管束内的蓄热剂释放热量,同时通过交换吸收了蓄热剂中含有的大量冷量,在足够冷量作用下,气体形态制冷剂自身被冷凝液化成液体形态制冷剂后,从液体制冷剂出液管流出,经系统循环辅助设施进入到主机蒸发器内。蓄热作业箱的载热器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做载热器,载热器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递热能或冷量的载热剂,设置在一端下部的载热剂进液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器的出液口相连接,设置在另一端上部的载热剂出液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器的进液口相连接。应用用户房间温度下降到需要提供供暖服务时,冷热散发器内已有较低温度的载热剂,通过系统循环辅助设施经载热剂进液口进入到载热器内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,蓄热作业箱内的蓄热剂浸泡在载热器周围;蓄热剂通过板片腔体表面和边翅向流经载热器内的载热剂释放热量,同时通过交换吸收了载热剂中含有的大量冷量,在足够冷量作用下蓄热剂自身发生相变结晶,蓄存了可供交换的足够冷量;载热剂在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄热剂释放冷量,同时通过交换吸收了蓄热剂中含有的大量热量,使自身温度得到大幅度提高被加热成高温载热剂;携带大量热能的高温载热剂从载热剂出液口流出,通过系统循环辅助设施进入到用户应用终端的冷热散发器内,为应用用户房间提供出供暖服务。蓄热作业箱的自来水加热器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做自来水加热器,设置在下部的预热水进水口与自来水预热器的出水口相连接,设置在上部的生活热水出水口与用户应用终端生活热水器热水进口相连接。应用用户需要提供生活热水服务时,预热水在供水压力作用下自动进入到自来水加热器内,按顺序在各波纹形板片腔体内依次流动,蓄热作业箱内的蓄热剂浸泡在自来水加热器周围;蓄热剂通过板片腔体表面和边翅向流经自来水加热器的预热水释放热量,同时通过交换吸收了预热水中含有的冷量,蓄存了可供交换的冷量;预热水在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄热剂释放冷量,同时通过交换吸收了蓄热剂中含有的大量热量,使自身温度得到大幅度提高被加热成生活热水;携带大量热能的生活热水从生活热水出水口流出,通过系统循环辅助设施进入到用户应用终端生活热水器内,为应用用户提供出生活热水服务。所述的用户应用终端,包括冷热散发器、生活热水器,均安装布置在应用用户的房间内,随时为应用用户提供优质充足稳定可调节的制冷、供暖及生活热水服务。用户应用终端的冷热散发器,选择使用板腔边翅结构形式散热器做冷热散发器,在冷热散发器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递冷量或热量的中间介质做载冷剂或载热剂。需要提供制冷服务时,设置在冷热散发器一端下部的进、出液口用做载冷剂进液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀与载冷器的载冷剂出液口相连接,设置在冷热散发器另一端上部的进、出液口用做载冷剂出液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀与载冷器的载冷剂进液口相连接;载冷器内被吸热冷凝后的低温载冷剂携带大量冷量进入到冷热散发器内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,通过板片腔体表面和边翅向应用用户房间内释放大量冷量,使应用用户房间内的温度得到较大幅度降低,为应用用户提供出制冷服务;同时,载冷剂通过交换吸收了应用用户房间内的大量热量,在自身温度得到大幅度提高后返回到载冷器内,完成提供制冷服务循环。需要提供供热服务时,设置在冷热散发器一端上部的进、出液口用做载热剂进液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀与载热器的载热剂出液口相连接,设置在冷热散发器另一端下部的进、出液口用做载热剂出液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀与载热器的载热剂进液口相连接;载热器内被释冷加热后的高温载热剂,携带大量热量进入到冷热散发器内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,通过板片腔体表面和边翅向应用用户房间内释放大量热量,使应用用户房间内的温度得到较大幅度提高,为应用用户提供出供暖服务;同时,载热剂通过交换吸收了应用用户房间内的大量冷量,在自身温度得到大幅度下降后返回到载热器内,完成提供供暖服务循环。用户应用终端的生活热水器,包括盥洗间的洗面盆、洗澡盆、花洒,厨房用洗涤热水器等,生活热水器的热水进口直接与自来水加热器的生活热水出水口相连接;需要使用生活热水时,打开生活热水器的热水开关与自来水管道上的冷水开关,冷热水混合适度后使用。所述的循环辅助系统,包括管道离心泵、电子膨胀阀、四通换向阀、单向逆止阀、电磁阀、电磁开关等驱动控制设施,包括安全阀、报警器、离心式润滑油分离器、直通式过滤器等安全净化设施,包括传感器、温度表、压力表、流量计、液位计等监测显示设施等;系统中各种循环辅助设施按布置设计的技术条件要求,通过连接管道或电路与相关作业功能装置联结连通,构成完整齐全的循环辅助系统。所述的智能调节控制装置,整体设计成微电脑操纵控制箱形式,安装布置在冷热能量交换蓄存器旁;智能调节控制装置,以工业控制单片机为核心,由温度控制、压力控制、流量控制、时间控制、过载保护、警报系统等电子元器件组成系统总线、电源启动、信号输入、信号放大、信号显示、摇控接收等自动控制电路,具有编程设计、信号采集转换处理、数据分析计算存储、键盘输入、指令输出、密码锁定、LED屏幕显示等智能调节控制功能;智能调节控制装置,通过导线束、数据线、摇控信号等多种连接传输形式,一方面分别与传感器、监测显示仪表等信息收集传输部件相连通,另一方面分别与变频器、电动机、泵、电磁阀、电磁开关等运行驱动控制部件相连通,对交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统的运行作业程序及其运行技术参数,进行实时在线操纵调节控制。本专利具有的优点及达到的效果。(1)、本专利通过对空间环境集能器、冷热能量交换蓄存器、用户应用终端、循环辅助系统、智能调节控制装置等作业功能部件进行科学集成匹配、协调整合布置后,形成一种交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统,可以随时向应用用户提供优质充足稳定可调节的制冷、供暖及生活热水服务;具有系统全面完整、技术先进成熟、结构合理紧凑、运行衔接顺畅、操纵控制方便等技术特点,可以取得节约石化能源、减轻环境污染、降低运行费用等多重社会效益和经济效益。(2)、本专利通过采取按固定间距密集排列金属波纹板片、用压力胀管技术将制冷循环管与金属波纹板片联结固定成刚性整体、让低温制冷剂在循环管内连续不间断流动、在金属波纹板片和制冷剂循环管表面均喷涂有黑体聚合物等工程技术措施,使空间环境集能器形成一种人工空腔黑体,成为具有足够大比表面积和强大收集吸收能力的低温能场,可以高效收集吸收空间环境中广泛存在的太阳光、红外线、电磁波、声波、辐射能多种等自然能量做动力源,具有能量广泛充足、收集吸收能力强、热转换效率高、无污染物质排放、夜间阴雨低温条件能正常作业等技术优势。(3)、本专利通过采用由主、副两台压缩机驱动工质分别在两套相对封闭循环系统内运行的结构布置形式,使自然能量可以充分有效进行传递、吸收、交换运动;具有能量损失小、动力消耗低、运行安全可靠等技术特性,可以取得有效利用多种自然能量、降低运行费用、保证作业质量等明显效果。(4)、本专利通过选择使用技术先进成熟的换热管束、直立管排、板腔边翅等不同结构形式的传导换热专用技术装备,使自然能量可以在不同工况条件下,都能顺利促使中间介质发生相变产生蓄存冷量和热能;具有作业充分快捷、热交换效率高、输出功率大等技术特性,可以取得优化技术装备配置、适应多种使用环境、提高系统作业能力等明显效果。附图说明附图1:交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统结构布置示意图。附图2:空间环境集能器结构布置示意图。附图3:冷热能量交换蓄存器结构布置示意图。附图标记说明:Ⅰ-空间环境集能器;Ⅱ-用户应用终端;Ⅲ-循环辅助系统;Ⅳ-冷热能量交换蓄存器;Ⅴ-智能调节控制装置。1-电子膨胀阀;2-蓄冷作业箱;3-副机冷凝器;4-主机蒸发器;5-载冷器;6-温度调节器;7-压缩机工作箱;8-副压缩机;9-主压缩机;10-自来水预热器;11-蓄热作业箱;12-载热器;13-主机冷凝器;14-自来水加热器;15-自来水供水管道;16-四通换向阀;17-冷热散发器;18-生活热水器;19-制冷剂出气管接头;20-底面封堵黑体聚合物;21-制冷剂循环管;22-固定侧壁;23-循环联结弯管;24-金属波纹翅片;25-制冷剂进液管接头;26-蓄热剂;27-制冷剂;28-隔热保温材料;29-蓄冷剂;30-交换蓄存器盖板;31-安装固定基座;32-交换蓄存器箱体。具体实施方式结构布置具体实施方式。如附图1所示,本专利研究设计的交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统,包括空间环境集能器(Ⅰ)、冷热能量交换蓄存器(Ⅳ)、用户应用终端(Ⅱ)、循环辅助系统(Ⅲ)、智能调节控制装置(Ⅴ)等作业功能装置。如附图1、附图2所示,所述的空间环境集能器(Ⅰ),设计由3组结构形状相同的长方形箱体并联连接组成,通过安装固定支架整体倾斜安装固定在使用用户楼房的屋顶上,通过制冷剂进液管接头(25),经系统循环辅助设施与副机冷凝器(3)的出液管相连接,通过制冷剂出气管接头(19),经系统循环辅助设施与副压缩机(8)的吸气口相连接。空间环境集能器(Ⅰ)的每组箱体,均由金属波纹翅片(24)、制冷剂循环管(21)、固定侧壁(22)、循环联结弯管(23)、制冷剂进液管接头(25)、制冷剂出气管接头(19)组成;金属波纹翅片(24),选择使用金属波纹板按设计的规格尺寸制成长条形翅片,翅片上按纵向两行、横向并列的布置形式制有制冷剂循环管(21)安装孔,翅片表面喷涂有黑体聚合物;制冷剂循环管(21),表面喷涂有黑体聚合物,以连续穿过形式安装布置在金属波纹翅片(24)上留有的安装孔内,按固定间隔尺寸采用压力胀管方法将密集排列的各金属波纹翅片(24)联结固定成刚性整体;固定侧壁(22),安装固定在金属波纹翅片(24)组左、右两侧露出的制冷剂循环管(21)上,通过设有的安装连接孔与安装固定支架连接固定;循环联结弯管(23),在左、右固定侧壁(22)外部分别对左右、上下相接的两根制冷剂循环管(21)进行联结密封固定;制冷剂进液管接头(25),安装连接在金属波纹翅片(24)组下部前行的制冷剂循环管(21)上,制冷剂出气管接头(19),安装连接在金属波纹翅片(24)组上部后行的制冷剂循环管(21)上。如附图1、附图3所示,所述的冷热能量交换蓄存器(Ⅳ),设计成由主、副两台压缩机(9,8)分别驱动制冷剂(27)在两套相对封闭循环系统内进行自然能量的传递、吸收、交换运动,促使中间介质发生相变产生蓄存冷量、热能的结构布置形式;由箱体(32)、蓄冷作业箱(2)、压缩机工作箱(7)、蓄热作业箱(11)、安装固定基座(31)组成,整体安装布置在使用用户楼房中的独立房间内;箱体(32)设计成一种与外界绝热封闭的长方形箱体形状,蓄冷作业箱(2)、压缩机工作箱(7)、蓄热作业箱(11)均安装固定在箱体(32)内,相互之间使用隔热保温材料(28)进行绝热分隔处理,通过箱体(32)上沿口连接法兰盘与盖板(30)连接封闭固定。如附图1、附图3所示,冷热能量交换蓄存器(Ⅳ)的蓄冷作业箱(2),由箱体、副机冷凝器(3)、主机蒸发器(4)、载冷器(5)、温度调节器(6)组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有相变蓄能功能的化合物做蓄冷剂(29);副机冷凝器(3)、主机蒸发器(4)、载冷器(5)、温度调节器(6)均以浸没在蓄冷剂(29)中形式分别安装固定在箱体内。副机冷凝器(3),选择使用立式壳管型冷凝器,设置在上部的气体制冷剂进气管,通过系统循环辅助设施与副压缩机(8)的出气口相连接,设置在下部的液体制冷剂出液管,通过系统循环辅助设施与空间环境集能器(Ⅰ)的制冷剂进液管接头(25)相连接。主机蒸发器(4),选择使用沉浸式直立管型蒸发器,设置在一端的液体制冷剂进液管,通过系统循环辅助设施与主机冷凝器(13)的出液管相连接,设置在另一端的气体制冷剂排气管,通过系统循环辅助设施与主压缩机(9)的吸气口相连接。载冷器(5),选择使用板腔边翅结构形式散热器做载冷器(5),载冷器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递冷量或热量的载冷剂,设置在一端上部的载冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器(17)的出液口相连接,设置在另一端下部的载冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器(17)的进液口相连接。温度调节器(6),选择使用板腔边翅结构形式散热器做温度调节器(6),温度调节器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着与装填在压缩机工作箱(7)内相同的制冷剂(27),设置在一端上部的制冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与压缩机工作箱(7)的出液口相连接,设置在另一端下部的制冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与压缩机工作箱(7)的进液口相连接。如附图1、附图3所示,冷热能量交换蓄存器(Ⅳ)的压缩机工作箱(7),由箱体、主压缩机(9)、副压缩机(8)、自来水预热器(10)组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有对环境友好、制冷系数高技术特性的化合物做制冷剂(27),主压缩机(9)、副压缩机(8)、自来水预热器(10)均以浸没在制冷剂(27)中形式分别安装固定在箱体内,压缩机工作箱(7)上部设有制冷剂出液口,通过系统循环辅助设施与温度调节器(6)的进液口相连接,压缩机工作箱(7)下部设有制冷剂进液口,通过系统循环辅助设施与温度调节器(6)的出液口相连接。主压缩机(9),选择使用全封闭多级离心式制冷压缩机做主压缩机(9),设置在上部一侧的吸气口通过系统循环辅助设施与主机蒸发器(4)的排气管相连接,设置在上部另一侧的出气口通过系统循环辅助设施与主机冷凝器(13)的气体制冷剂进气管相连接。副压缩机(8),选择使用全封闭活塞式制冷压缩机做副压缩机(8),设置在上部一侧的吸气口通过系统循环辅助设施与空间环境集能器(I)的制冷剂出气管接头(19)相连接,设置在上部另一侧的出气口,通过系统循环辅助设施与副机冷凝器(3)的气体制冷剂进气管相连接。自来水预热器(10),选择使用板腔边翅结构形式散热器做自来水预热器(10),设置在下部的自来水进水口直接与用户楼房内设有的自来水供水管线(15)相连接,设置在上部的预热水出水口与自来水加热器(14)的进水口相连接。如附图1、附图3所示,冷热能量交换蓄存器(Ⅳ)的蓄热作业箱(11),由箱体、主机冷凝器(13)、载热器(12)、自来水加热器(14)组成;箱体设计成长方形,通过连接法兰盘与盖板连接固定成相对独立的封闭空间,箱体内装填具有相变蓄能功能的化合物做蓄热剂(26);主机冷凝器(13)、载热器(12)、自来水加热器(14)均以浸没在蓄热剂(26)中形式分别安装固定在箱体内。主机冷凝器(13),选择使用立式壳管型冷凝器,设置在上部的气体制冷剂进气管,通过系统循环辅助设施与主压缩机(9)的出气口相连接,设置在下部的液体制冷剂出液管,通过系统循环辅助设施与主机蒸发器(4)的进液管相连接。载热器(12),选择使用板腔边翅结构形式散热器做载热器(12);载热器波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递热能或冷量的载热剂,设置在一端下部的载热剂进液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器(17)的出液口相连接,设置在另一端上部的载热剂出液口,通过系统循环辅助设施与用户应用终端冷热散发器(17)的进液口相连接。自来水加热器(14),选择使用板腔边翅结构形式散热器做自来水加热器(14),设置在下部的进水口直接与自来水预热器(10)的预热水出水口相连接,设置在上部的出水口与用户应用终端生活热水器(18)热水进口相连接。如附图1所示,所述的用户应用终端(Ⅱ),包括冷热散发器(17)、生活热水器(18),均安装布置在使用用户的房间内。选择使用板腔边翅结构形式散热器做冷热散发器(17),在冷热散发器(17)波纹形板片之间形成的腔体内,流动着可以用于分别传递冷量或热量的中间介质做载冷剂或载热剂;在冷热散发器(17)一端下部设有进、出液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀(16)分别与载冷器(5)或载热器(12)的出、进液口相连接;在冷热散发器(17)另一端上部设有出、进液口,通过系统循环辅助设施的四通换向阀(16)分别与载冷器(5)或载热器(12)的进、出液口相连接。生活热水器(18),包括盥洗间的洗面盆、洗澡盆、花洒,厨房用洗涤热水器,生活热水器(18)的热水进口直接与自来水加热器(14)的生活热水出水口相连接。如附图1所示,所述的循环辅助系统(Ⅲ),包括管道离心泵、电子膨胀阀(1)、四通换向阀(16)、单向逆止阀、电磁阀、电磁开关等驱动控制设施,包括安全阀、报警器、离心式润滑油分离器、直通式过滤器等安全净化设施,包括传感器、温度表、压力表、流量计、液位计等监测显示设施等;系统中各种循环辅助设施按布置设计的技术条件要求,通过连接管道或电路与相关作业功能装置联结连通,构成完整齐全的循环辅助系统。如附图1所示,所述的智能调节控制装置(Ⅴ),整体设计成微电脑操纵控制箱形式,安装布置在冷热能量交换蓄存器(Ⅳ)旁。智能调节控制装置(Ⅴ),以工业控制单片机为核心,由温度控制、压力控制、流量控制、时间控制、过载保护、警报系统等电子元器件,组成系统总线、电源启动、信号输入、信号放大、信号显示、摇控接收等自动控制电路,具有编程设计、信号采集转换处理、数据分析计算存储、键盘输入、指令输出、密码锁定、LED屏幕显示等智能调节控制功能。智能调节控制装置(Ⅴ),通过导线束、数据线、摇控信号等多种连接传输形式,一方面分别与传感器、监测显示仪表等信息收集传输部件相连通,另一方面分别与变频器、电动机、泵、电磁阀、电磁开关等运行驱动控制部件相连通,对交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统的运行作业程序及其运行技术参数,进行实时在线操纵调节控制。操作运行具体实施方式。副压缩机(8)循环运行具体实施方式:如附图1、附图2所示,被副压缩机(8)吸入压缩成气体形态制冷剂(27),经气体制冷剂进气管进入到副机冷凝器(3)内,在换热管束与壳管之间形成的腔体内流动,蓄冷作业箱(2)内的蓄冷剂(29)浸泡在副机冷凝器(3)管壳周围,也充满在换热管束内;蓄冷剂(29)向流经的气体形态制冷剂(27)释放冷量,同时通过交换吸收了气体形态制冷剂(27)中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄冷剂(29)自身发生相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;气体形态制冷剂(27)在流动过程中,向副机冷凝器(3)管壳周围和换热管束内的蓄冷剂(29)释放热量,同时通过交换吸收了蓄冷剂(29)中含有的大量冷量,在足够冷量作用下,气体形态制冷剂(27)自身被冷凝液化成液体形态低温制冷剂(27)后从出液管流出,经系统循环辅助设施进入到空间环境集能器(Ⅰ)内。在空间环境集能器(Ⅰ)的低温能场作用下,进入到制冷剂循环管(21)内流动的液体形态低温制冷剂(27)始终处于完全吸热状态,自然能量转换成的热能被液体形态低温制冷剂(27)全部吸收;在足够热能作用下,液体形态低温制冷剂(27)被蒸发气化成气体形态制冷剂(27)。携带大量热能的气体形态制冷剂(27)从制冷剂出气管接头(19)流出,经系统循环辅助设施进入副压缩机(8);在副压缩机(8)内,气体形态制冷剂(27)被吸气口吸入,经设有的曲轴、连杆等作业部件驱动活塞在汽缸内进行往复运动,完成膨胀、吸气、压缩、排气作业循环全过程,气体形态制冷剂(27)被压缩达到设计压力后从出气口流出,经系统循环辅助设施进入到副机冷凝器(3)内。至此,副压缩机(8)完成了循环运行。主压缩机(9)循环运行具体实施方式:如附图1、附图3所示,被主压缩机(9)吸入压缩成气体形态制冷剂(27),经气体制冷剂进气管进入到主机冷凝器(13)内,在换热管束与壳管之间形成的腔体内流动,蓄热作业箱(11)内的蓄热剂(26)浸泡在主机冷凝器(13)管壳周围,也充满在换热管束内;蓄热剂(26)向流经的气体形态制冷剂(27)释放冷量,同时通过交换吸收了气体形态制冷剂(27)中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄热剂(26)自身发生的相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;气体形态制冷剂(27)在流动过程中,向主机冷凝器(13)管壳周围和换热管束内的蓄热剂(26)释放热量,同时通过交换吸收了蓄热剂(26)中含有的大量冷量,在足够冷量作用下,气体形态制冷剂(27)自身被冷凝液化成液体形态制冷剂(27)后从出液管流出,经系统循环辅助设施进入到主机蒸发器(4)内。液体形态制冷剂(27),在主机蒸发器(4)设有的直立换热管排内流动,蓄冷作业箱(2)内的蓄冷剂(29)浸泡在直立换热管排周围;蓄冷剂(29)向流经直立换热管排内的液体形态制冷剂(27)释放热量,同时通过交换吸收了液体形态制冷剂(27)中含有的大量冷量,在足够冷量作用下蓄冷剂(29)自身发生相变结晶,蓄存了可供交换的足够冷量;液体制冷剂(27)在流动过程中,向浸泡在直立换热管排壁外的蓄冷剂(29)释放冷量,同时通过交换吸收了蓄冷剂(29)中含有的大量热量,在足够热能作用下,液体制冷剂(27)自身被蒸发气化成气体形态制冷剂(27)后从排气管流出,经系统循环辅助设施进入到主压缩机(9);在主压缩机(9)内,气体形态制冷剂(27)被吸气口吸入,经进口导流叶片引导进入第一级叶轮,经设有的无叶扩压器、弯道、回流器等作业功能部件加压处理后,再依次进入到第二、三、四级叶轮进一步加压;气体形态制冷剂(27)被加压达到设计设计高压后,由设有的蜗壳汇集从出气口流出,经系统循环辅助设施进入到主机冷凝器(13)内。至此,主压缩机(9)完成了循环运行。提供制冷服务运行具体实施方式:如附图1、附图3所示,应用用户房间温度上升到需要提供制冷服务时,冷热散发器(17)内已有较高温度的载冷剂,通过系统循环辅助设施的四通换向阀(16),经载冷剂进液口进入到载冷器(5)内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,蓄冷作业箱(2)内的蓄冷剂(29)浸泡在载冷器(5)周围;蓄冷剂(29)通过板片腔体表面和边翅向流经载冷器(5)内的载冷剂释放冷量,同时通过交换吸收了载冷剂中含有的大量热量,在足够热能作用下蓄冷剂(29)自身发生相变溶解,蓄存了可供交换的足够热能;载冷剂在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄冷剂(29)释放热量,同时通过交换吸收了蓄冷剂(29)中含有的大量冷量,使自身温度大幅度下降被吸热冷凝成低温载冷剂;携带大量冷量的低温载冷剂从出液口流出,经系统循环辅助设施的四通换向阀(16)进入到用户应用终端冷热散发器(17)内;携带大量冷量的低温载冷剂进入到冷热散发器(17)后,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,通过板片腔体表面和边翅向应用用户房间内释放大量冷量,使应用用户房间内的温度得到较大幅度降低,为应用用户提供出制冷服务;同时,低温载冷剂通过交换吸收了应用用户房间内的大量热量,在自身温度得到大幅度提高后返回到载冷器(5)内。至此,完成了提供制冷服务运行。提供供暖服务运行具体实施方式:如附图1、附图3所示,应用用户房间温度下降到需要提供供暖服务时,冷热散发器(17)内已有较低温度的载热剂,通过系统循环辅助设施的四通换向阀(16),经载热剂进液口进入到载热器(12)内,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,蓄热作业箱(11)内的蓄热剂(26)浸泡在载热器(12)周围;蓄热剂(26)通过板片腔体表面和边翅向流经载热器(12)内的载热剂释放热量,同时通过交换吸收了载热剂中含有的大量冷量,在足够冷量作用下蓄热剂(26)自身发生相变结晶,蓄存了可供交换的足够冷量;载热剂在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄热剂(26)释放冷量,同时通过交换吸收了蓄热剂(26)中含有的大量热量,使自身温度得到大幅度提高被加热成高温载热剂;携带大量热能的高温载热剂从出液口流出,通过系统循环辅助设施的四通换向阀(16)进入到用户应用终端的冷热散发器(17)内;携带大量热量的高温载热剂进入到冷热散发器(17)后,按顺序在各波纹板片腔体内依次流动,通过板片腔体表面和边翅向应用用户房间内释放大量热量,使应用用户房间内的温度得到较大幅度提高,为应用用户提供出供暖服务;同时,高温载热剂通过交换吸收了应用用户房间内的大量冷量,在自身温度得到大幅度下降后返回到载热器(12)内。至此,完成了提供供暖服务运行。提供生活热水服务运行具体实施方式:如附图1、附图3所示,应用用户需要提供生活热水服务时,用户楼房内的自来水供水管道(15)中的自来水,在供水压力下会自动流进自来水预热器(10)内,按顺序在各波纹形板片腔体内依次流动,压缩机工作箱(7)内的制冷剂(27)浸泡在自来水预热器(10)周围;制冷剂(27)通过板片腔体表面和边翅向进入到自来水预热器(10)内的自来水释放热量,同时通过交换吸收了自来水中含有的冷量,使制冷剂(27)自身温度有较大幅度降低,降低调节了压缩机工作箱(7)内的作业环境温度;自来水在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的制冷剂(27)释放冷量,同时通过交换吸收了制冷剂(27)中含有的热量,使自来水自身被加热成预热水;预热水进入到自来水加热器(14)后,按顺序在各波纹形板片腔体内依次流动,蓄热作业箱(11)内的蓄热剂(26)浸泡在自来水加热器(14)周围;蓄热剂(26)通过板片腔体表面和边翅向流经自来水加热器(14)的预热水释放热量,同时通过交换吸收了预热水中含有的冷量,蓄存了可供交换的冷量;预热水在流动过程中,通过板片腔体表面和边翅向浸泡在周围的蓄热剂(26)释放冷量,同时通过交换吸收了蓄热剂(26)中含有的大量热量,使自身温度得到大幅度提高被加热成生活热水;生活热水从自来水加热器(14)的出水口流出后,通过系统循环辅助设施进入到用户应用终端的生活热水器(18)内;应用用户同时打开生活热水器(18)的热水开关和自来水管道上的冷水开关,冷热水混合适度后使用。至此,完成了提供生活热水服务运行。
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