專利名稱：白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸收制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能吸附制冷技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能吸附制冷機(jī)主要由吸附器/發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、電磁閥、貯液 器等組成。白天太陽(yáng)能加熱吸附集熱床，使吸附集熱床解吸，解吸出來(lái)的制冷劑在冷凝 器內(nèi)被冷卻，儲(chǔ)存在貯液器中；夜晚吸附集熱床被冷卻，具有吸附能力，此時(shí)，打開(kāi)節(jié) 流閥，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷，變成蒸汽后被吸附集熱床吸附，直到吸附集熱床達(dá) 到吸附飽和。如此反復(fù)完成循環(huán)制冷過(guò)程。因此，目前的吸附制冷系統(tǒng)都是白天解吸， 夜晚吸附制冷的間隙式制冷過(guò)程，夜晚制冷的冷量被儲(chǔ)存起來(lái)供白天使用，不能實(shí)現(xiàn)白 天的連續(xù)制冷過(guò)程。
吸附集熱床的結(jié)構(gòu)形式通常影響著吸附制冷系統(tǒng)解吸溫度的高低、吸附劑的傳熱和
傳質(zhì)速率以及吸附階段的顯熱和吸附熱的散失速率等，而這些對(duì)吸附式制冷系統(tǒng)效率來(lái) 說(shuō)都有非常大的影響。所以在設(shè)計(jì)吸附式制冷系統(tǒng)時(shí)，研究者總是希望在吸附工質(zhì)對(duì)允
許的前提下追求最高的解吸溫度、良好的傳熱和傳質(zhì)性能；吸附制冷階段吸附熱能快速 地散失，等等。然而，實(shí)際中解吸階段的快速集熱和吸附階段的快速散熱、良好的導(dǎo)熱 和傳質(zhì)往往是兩對(duì)難以很好協(xié)調(diào)的矛盾，尤其是前者，到目前還沒(méi)有一個(gè)吸附集熱床結(jié) 構(gòu)形式能很好地滿足要求。從目前各國(guó)研究者所使用的吸附集熱床結(jié)構(gòu)來(lái)看，平板型吸 附集熱床用得最多，是較為理想的一種結(jié)構(gòu)，但它的不足之處是密封性加工工藝要求很 大，成本較高等。
Pons M禾口 Guilleminot J, Passos E F， Escobedo J F禾口 Menuier F， Pons M， Enibe S 0, Iloeje 0 C等在他們研制的太陽(yáng)能吸附制冰機(jī)中都是釆用當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的平 板型結(jié)構(gòu)。由于平板型吸附集熱床容易泄露、加工復(fù)雜、較笨重等缺點(diǎn)，研究工作者不 斷嘗試著新型的吸附床結(jié)構(gòu)。Antonio P和FerreiraL對(duì)不易泄露、加工相對(duì)容易的圓 筒型吸附集熱床進(jìn)行了樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果，其COP為0. 13，日制冰量達(dá)到7 10kg/m2。但是該系統(tǒng)仍然采用平板玻璃蓋板，在背面和側(cè)面都使用了保溫隔熱材料，因 而其冷卻方式存在不便之處，需要人工或自動(dòng)裝置系統(tǒng)來(lái)開(kāi)、關(guān)吸附集熱床兩側(cè)的通風(fēng) 窗口。
國(guó)際上在20世紀(jì)70年代研制成功真空集熱管，大大增強(qiáng)了集熱效率。近年來(lái)，太 陽(yáng)能熱水器快速發(fā)展，到2005年5月太陽(yáng)能熱水器占整個(gè)熱水器市場(chǎng)的11.2%，其中 真空管式熱水器占了大半，制造真空管的各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，其性能價(jià)格比不斷提 高。為減少吸附集熱床的熱損，提高集熱溫度，可以采用真空管作為吸附集熱床。上海 交通大學(xué)的盧允莊、王如竹等曾分別研究了選擇吸收型和直接吸熱型真空吸附集熱床。 這種高性能的集熱方式需要解決的問(wèn)題主要在于吸附集熱床吸附時(shí)散熱困難和對(duì)吸附 劑加熱、冷卻的不均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種能夠縮短吸附時(shí)間，提高單位質(zhì)量吸附劑的制冷功率的、 可以在白天實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)。
一種白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)包括冷凝器、貯液器、毛細(xì)管及蒸發(fā)器，其特
征在于該系統(tǒng)還包括2-10組集熱床組，其中每一集熱床組又由2-6個(gè)真空管吸附集 熱床并聯(lián)而成，所述單個(gè)真空吸附集熱床內(nèi)設(shè)有冷卻水管和傳質(zhì)通道，它們穿過(guò)密封的
封蓋，上述冷卻管與冷卻水塔相連；每一集熱床組與蒸發(fā)器、冷凝器之間都裝有吸附脫 附狀態(tài)交替控制電磁閥。
上述的冷卻水管上還可帶有吸熱帶。
上述的真空管吸附集熱床內(nèi)設(shè)有固定冷卻水管和吸熱帶的條型支架。 上述真空管封蓋為與玻璃膨脹系數(shù)相同的金屬。
真空集熱管可以有效的吸收太陽(yáng)輻射能量，同時(shí)降低了對(duì)外界的散熱,提高了吸附集 熱床的脫附溫度；冷卻水管可以在吸附集熱床吸附時(shí)，通冷卻水迅速地降低吸附集熱床 內(nèi)吸附劑的溫度，進(jìn)行吸附，從而大為縮短吸附時(shí)間，為連續(xù)制冷提供了可能；在冷卻
水管上布有吸熱帶可以增加吸附集熱床的導(dǎo)熱系數(shù)，使吸附劑能被均勻加熱和冷卻；中 間的傳質(zhì)通道增加了氣體的傳遞能力；為了保證封蓋處的密封性，可以采用與玻璃具有 相同熱膨脹系數(shù)的金屬材料作為封蓋，此種結(jié)構(gòu)密封性能非常好，在溫度變化時(shí)真空管 都具有非常高的密封性；實(shí)驗(yàn)表明，利用本新型水冷式真空管吸附床可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)式制 冷，其0^比間歇式制冷方式增加了6% 24%。


圖l是真空管吸附集熱床的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是以四管為例的白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖l中標(biāo)號(hào)名稱1.冷卻水管，2.條型支架，3.吸熱帶，4.雙層玻璃管，5.傳質(zhì) 通道。
圖2中標(biāo)號(hào)名稱6.真空壓力表，1.冷卻水管，7.電磁閥，8.冷凝器，9.加液 管，10.貯液器，11.毛細(xì)管(節(jié)流閥)，12.蒸發(fā)器，13.真空管吸附集熱床(A， B， C， D)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖1進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的真空管吸附集熱床的結(jié)構(gòu)。吸附集熱床為雙層真空 玻璃套管4，套管夾層為真空，固體吸附劑填充于內(nèi)管中，吸附劑中間安裝有傳質(zhì)通道5， 利用傳質(zhì)通道上的微孔來(lái)強(qiáng)化傳質(zhì)，吸附劑的自然孔間隙也可起到傳質(zhì)通道的作用。在 真空管內(nèi)管安裝冷卻水管l，水管上帶有吸熱帶3，內(nèi)管中布有條型支架2用來(lái)固定冷卻 水管1和吸熱帶3。特殊金屬封蓋封堵住真空管，傳質(zhì)通道和冷卻水管穿過(guò)封蓋并與封蓋 焊接密封。這種金屬與玻璃有相同的膨脹系數(shù)，這解決了目前真空管集熱床不能很好密 封這一技術(shù)難點(diǎn)。
下面結(jié)合圖2進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)由 4根真空管吸附集熱床(A， B， C， D)、冷凝器8、真空壓力表6、蒸發(fā)器I2、貯液室10、 電磁閥7、毛細(xì)管ll和連接管路等組成。真空管吸附集熱床A和B為一組，C和D為一
組，系統(tǒng)各部分之間用銅管連接，在吸附集熱床5和蒸發(fā)器12、冷凝器8之間裝有四個(gè) 電磁閥門用來(lái)調(diào)節(jié)各吸附集熱床的吸附、脫附狀態(tài)。貯液器10和蒸發(fā)器i2之間連接一 個(gè)閥門和毛細(xì)管11分別用來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑液體流量和壓降。在吸附集熱床A和D出口處 各接一個(gè)真空壓力表6用來(lái)測(cè)量吸附床的壓力，在冷凝器8和貯液器10之間放置一個(gè) 真空壓力表6用來(lái)觀察貯液器內(nèi)的壓力變化。冷凝器8和貯液器10之間安裝的加液管9 用來(lái)對(duì)系統(tǒng)抽真空和向系統(tǒng)填加制冷劑。白天需要連續(xù)制冷時(shí)，真空管吸附集熱床A和 B在陽(yáng)光照射下進(jìn)行加熱脫附，而C和D利用冷卻塔的循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)吸附 制冷；當(dāng)真空管吸附集熱床A和B脫附完畢，或C和D吸附完成后立即將兩組真空管吸 附集熱床交替，真空管吸附集熱床C和D進(jìn)行集熱脫附，A和B通冷卻水進(jìn)行冷卻，電 磁閥門感受壓力的變化交替進(jìn)行開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)吸附制冷。如果不需要在白天進(jìn)行制冷，也 可以將兩組真空管吸附集熱床同時(shí)在白天進(jìn)行加熱脫附，利用夜晚冷卻真空管吸附集熱 床，進(jìn)行間歇式吸附制冷。
我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用我們發(fā)明的水冷式真空管吸附集熱床可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)式太 陽(yáng)能吸附制冷，其C0P比間歇式制冷方式增加了6y。 24n/。，這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的水冷型真空 管吸附集熱床在白天可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，增加了系統(tǒng)的制冷量。
權(quán)利要求
1、一種白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)包括冷凝器(8)、貯液器(10)、毛細(xì)管(11)及蒸發(fā)器(12)，其特征在于該系統(tǒng)還包括2-10組集熱床組，其中每一集熱床組又由2-6個(gè)真空管吸附集熱床(13)并聯(lián)而成，所述單個(gè)真空管吸附集熱床內(nèi)設(shè)有冷卻水管(1)和傳質(zhì)通道(5)，它們穿過(guò)密封的封蓋，上述冷卻管與冷卻水塔相連；每一集熱床組與蒸發(fā)器、冷凝器之間都裝有吸附脫附狀態(tài)交替控制的電磁閥(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的白天連續(xù)式吸附制冷系統(tǒng)，其特在特征在于所述的冷卻 水管上帶有吸熱帶。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的白天連續(xù)式吸附制冷系統(tǒng)，其特在特征在于所述的單個(gè)真空管吸附集熱床內(nèi)設(shè)有固定冷卻水管和吸熱帶的條型支架。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的白天連續(xù)式吸附制冷系統(tǒng)，其特在特征在于所述的真空管封蓋為與玻璃膨脹系數(shù)相同的金屬。
全文摘要
一種白天連續(xù)式太陽(yáng)能吸附制冷系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能吸附制冷領(lǐng)域。它由2-10組集熱床組、冷凝器(8)、貯液器(10)、毛細(xì)管(11)及蒸發(fā)器(12)組成，其中每一集熱床組又由2-6個(gè)真空管吸附集熱床(13)并聯(lián)而成，所述單個(gè)真空管吸附集熱床內(nèi)設(shè)有冷卻水管(1)和傳質(zhì)通道(5)，它們穿過(guò)密封的封蓋，上述冷卻管與冷卻水塔相連；每一集熱床組與蒸發(fā)器、冷凝器之間都裝有吸附脫附狀態(tài)交替控制的電磁閥(7)。它具有可以在白天實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，且其制冷效率比間歇式制冷方式高，單位質(zhì)量吸附劑的制冷功率大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B17/00GK101097102SQ20071002233
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者東 韓, 黃護(hù)林 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)