光子能无机械式制冷取暖系统的制作方法

本实用新型涉及采暖制冷技术领域，具体为一种光子能无机械式制冷取暖系统。

背景技术：

太阳能是公认的未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点。利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗，另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题，太阳能用于空调制冷，最大的优点是季节匹配性好，天气越热、越需要制冷的时候，系统制冷量越大。

太阳能光热转换制冷，首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。光─热转换实现制冷主要从以下几个方向进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能除湿制冷、太阳能蒸汽压缩式制冷和太阳能蒸汽喷射式制冷。太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化，其常规的配置是：采用集热器来收集太阳能，用来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机，工质对主要采用溴化锂和水，当太阳能不足时可采用燃油或燃煤锅炉来进行辅助加热。系统主要构成与普通的吸收式制冷系统基本相同，唯一的区别就是在发生器处的热源是太阳能而不是通常的锅炉加热产生的高温蒸汽、热水或高温废气等热源。

申请号为：cn95112737.3的中国实用新型专利公开了一种直燃式无泵型民用溴化锂冷热水机组，主要由蒸发器、吸收器、冷凝器、直燃器、燃烧器、气液分离器、浓度稀释器、扬液管、u型管、密封器及相应的管道组成，其特征是u型管一端与冷剂蒸汽管道连接，另一端密封在密封器中，密封器上端与蒸发器连接，下端与吸收器连接，u型管下端通过旁通管与管道连接。

该实用新型存在以下缺点：

1．该实用新型采用燃烧器作为系统的热源，耗能高、不环保；

2．该实用新型采用蒸发器和吸收器采用并列分布，不利于促进溴化锂浓溶液和冷剂水的流动循环，溴化锂降膜吸收能力差，制冷量低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光子能无机械式制冷取暖系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光子能无机械式制冷取暖系统，包括太阳能集热器、提升管、气液分离器、冷凝器、蒸发吸收耦合器、贮液筒和溶液换热器，所述贮液筒内置有稀溴化锂溶液，所述蒸发吸收耦合器顶部设有浓溶液进管和冷剂水进管，蒸发吸收耦合器底部设有稀溶液出管，蒸发吸收耦合器侧壁设有冷媒水进管和冷媒水出管，所述冷媒水进管伸入蒸发吸收耦合器后与盘管的一端固定连接，所述盘管的另一端与冷媒水出管固定连接，所述冷媒水出管与制冷管道相连通，所述蒸发吸收耦合器内壁焊接有支撑环，所述支撑环上设有淋板，所述淋板上表面设有与其一体成型的隔环，所述隔环将淋板上表面分隔成吸收布液区和蒸发布液区两个部分，吸收布液区和蒸发布液区呈内外分布，且分别与浓溶液进管和冷剂水进管相对应，所述淋板焊接有第一淋管和第二淋管，所述第一淋管和第二淋管均为上小下大的锥形管。

优选的，所述太阳能集热器为真空管集热器，太阳能集热器设有冷水进管和热水出管，所述热水出管与四通管相连通，所述四通管中的两个接口分别与提升管相连通，四通管中剩余的一个接口与取暖管道相连通。

优选的，所述提升管采用弦月形热虹吸提升管，稀溴化锂溶液从贮液筒下部进入提升管的弦月形通道。

优选的，所述淋板上表面边缘处设有与其一体成型的圆边沿，所述隔环高出圆边沿1.5～2.0mm，隔环的直径与圆边沿的直径比为8：5。

优选的，所述第一淋管设有两组，第一组中第一淋管设有十二个，第二组中第一淋管设有六个，且第一、二组第一淋管呈同心圆式环形均匀分布于吸收布液区下方，第一淋管的管高为12mm，第一淋管的最大内径为12mm，第一淋管的最小内径为10mm，第一淋管与盘管最上层的间距为20mm。

优选的，所述第二淋管设有二十四个，二十四个所述第二淋管呈环形均匀分布于蒸发布液区下方，第二淋管的管高为12mm，第二淋管的最大内径为11mm，第二淋管的最小内径为10mm，第二淋管与盘管最上层的间距为20mm。

优选的，所述盘管采用直径为8mm的紫铜管和直径为10mm紫铜弯头焊接而成，盘管表面包裹有不锈钢丝网，且该不锈钢丝网的孔径为10目。

优选的，所述溶液换热器内置于贮液筒中，溶液换热器采用壳管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器中任意一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1．本实用新型构造新颖，将传统蒸发器和吸收器耦合成一体，实现溴化锂溶液吸收蒸发出的水蒸汽维持蒸发压不变，使吸收过程持续进行，提高制冷量，并通过上小下大的锥形管设计，使得淋板上第一、二淋管不容易堵塞，优化了制冷过程；

2．本实用新型利用太阳能集热器获得冷量，既节能环保又达到了夏季的能耗平衡，制冷取暖系统无需机械泵，通过提升管的热虹吸原理，将溴化锂溶液从低位提升到较高部位的气液分离器，克服了溶液自身在重力，实现循环，大大降低了成本，减少了电能的消耗和噪声污染。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中蒸发吸收耦合器结构示意图；

图3为本实用新型中淋板结构示意图。

图中：1太阳能集热器、2提升管、3气液分离器、4冷凝器、5蒸发吸收耦合器、6贮液筒、7溶液换热器、8浓溶液进管、9冷剂水进管、10稀溶液出管、11冷媒水进管、12冷媒水出管、13盘管、14支撑环、15淋板、16隔环、17第一淋管、18第二淋管、19冷水进管、20热水出管、21四通管、22取暖管道、23制冷管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种光子能无机械式制冷取暖系统，包括太阳能集热器1、提升管2、气液分离器3、冷凝器4、蒸发吸收耦合器5、贮液筒6和溶液换热器7，贮液筒6内置有稀溴化锂溶液，溶液换热器7内置于贮液筒6中，溶液换热器7采用壳管式换热器。

蒸发吸收耦合器5顶部焊接有浓溶液进管8和冷剂水进管9，蒸发吸收耦合器5底部焊接有稀溶液出管10，蒸发吸收耦合器5侧壁焊接有冷媒水进管11和冷媒水出管12，冷媒水进管11伸入蒸发吸收耦合器5后与盘管13的一端固定连接，盘管13的另一端与冷媒水出管12固定连接，冷媒水出管12与制冷管道23相连通。

蒸发吸收耦合器5内壁焊接有支撑环14，支撑环14上放置有淋板15，淋板15上表面设有与其一体成型的隔环16，淋板15上表面边缘处设有与其一体成型的圆边沿，隔环16高出圆边沿2.0mm，避免吸收布液区溶液向蒸发布液区溢流。隔环16的直径与圆边沿的直径比为8：5，隔环16将淋板15上表面分隔成吸收布液区和蒸发布液区两个部分，吸收布液区位于蒸发布液区中心，吸收布液区和蒸发布液区呈内外分布，且分别与浓溶液进管8和冷剂水进管9相对应，淋板15焊接第一淋管17和第二淋管18。

从吸收布液区和蒸发布液降下的溴化锂溶液吸收的分压小于冷剂水蒸发的分压，有利于冷剂水蒸发的水蒸汽向溴化锂溶液移动，有利于溴化锂溶液吸收蒸发出的水蒸汽。蒸发吸收耦合器5是将传统蒸发器和吸收器耦合成一体，实现溴化锂溶液吸收蒸发出的水蒸汽维持蒸发压不变，蒸发吸收耦合器5内的溶液具有较低的水蒸汽分压，使吸收过程持续进行。

第一淋管17和第二淋管18均为上小下大的锥形管，其中：

第一淋管17设有两组，第一组中第一淋管17设有十二个，第二组中第一淋管17设有六个，且第一、二组第一淋管17呈同心圆式环形均匀分布于吸收布液区下方，第一淋管17的管高为12mm，第一淋管17的最大内径为12mm，第一淋管17的最小内径为10mm，第一淋管17与盘管13最上层的间距为20mm。

第二淋管18设有二十四个，二十四个第二淋管18呈环形均匀分布于蒸发布液区下方，第二淋管18的管高为12mm，第二淋管18的最大内径为11mm，第二淋管18的最小内径为10mm，第二淋管18与盘管13最上层的间距为20mm。

当第一淋管17和第二淋管18发生堵塞时，由于堵塞位置下方的直径比堵塞位置处的直径大，堵塞物容易沿着锥形内壁掉落，所以上小下大的锥形管不容易集聚结晶颗粒，避免第一淋管17和第二淋管18发生堵塞。

盘管13采用直径为8mm的紫铜管和直径为10mm紫铜弯头焊接而成，形成横管降膜结构，盘管13表面包裹有不锈钢丝网，且该不锈钢丝网的孔径为10目。借助于不锈钢丝网的毛细作用，可在很小的喷淋密度下使管壁润湿，增加了冷剂水和溴化锂溶液在盘管上的停留时间，从而增强降膜表面的持液性，确保液膜紧贴壁面流动以增强降膜能力。

制冷取暖系统的工作过程：

如图1所示，本实施例中，太阳能集热器1为真空管集热器，一般放置于建筑物的最上层。太阳能集热器1的真空管回路的两端分别与冷水进管19和热水出管20相连通，冷水进管19与城市给水管网相连通，热水出管20与四通管21相连通，四通管21中的两个接口分别与提升管2相连通，四通管21中剩余的一个接口与取暖管道22相连通。

取暖管道22作为太阳能集热器1吸收太阳能产生的热量的输出接口，是整个制冷取暖系统的取暖部分。

提升管2采用弦月形热虹吸提升管，弦月形热虹吸提升管为本技术领域公知的技术，稀溴化锂溶液从贮液筒6下部进入提升管2的弦月形通道。提升管2布置于低于太阳能集热器1的楼层高度，依靠位于高层的太阳能集热器1，其产生的热水依靠自身重力进入提升管2中，该处热水分成两个部分：一部分热水从沿着弦月形通道外管进入提升管2内，并以加热弦月形通道外管的方式加热弦月形通道内的稀溴化锂溶液；另一部分热水从沿着弦月形通道内管进入提升管2内，并以加热弦月形通道内管的方式加热弦月形通道内的稀溴化锂溶液。在提升管2内，稀溴化锂溶液受热沸腾被提升到气液分离器3内。

在气液分离器3中，蒸汽和溶液被气液分离器3的挡板分离，蒸汽经隔板通道进入冷凝器4中，并冷凝形成冷剂水，而溶液经分离后形成浓溶液。浓溶液经管道进入溶液换热器7，在贮液筒6中，浓溶液与稀溴化锂溶液换热后进入蒸发吸收耦合器5

在蒸发吸收耦合器5中，冷剂水通过冷剂水进管9进入蒸发布液区，并在自身重力作用下通过第二淋管18，冷剂水经第二淋管18淋落到盘管13上，进行降膜蒸发，蒸发吸热，降低盘管13内冷媒水温度。浓溶液通过浓溶液进管8进入吸收布液区，浓溶液经第一淋管17淋落到盘管13上，进行降膜吸收，吸收后的稀溶液通过稀溶液出管10进入贮液筒6中，实现循环。

冷媒水带走冷量从制冷管道23输出，制冷管道23作为蒸发吸收耦合器制冷的输出接口，是整个制冷取暖系统的制冷部分。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。