一种聚光光热蒸发装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蒸发装置技术领域，更具体的说，是涉及一种聚光光热蒸发装置。
【背景技术】
[0002]太阳能被公认为是一种清洁环保且取之不尽的可持续能源，随着科学技术的不断发展与进步，对太阳能的开发利用已逐渐得到有效发展。如何更好的利用太阳能以达到减少化石燃料在国民经济中所占比重，改善因化石燃料燃烧造成的严重空气、土壤和水污染等问题得到了越来越多各界人士的重视。
[0003]另一方面，空调采暖能耗在建筑能耗中占的比例较大，特别是对于运行工况较为恶劣的寒冷地区，由于蒸发器在低温下制热效果不佳且结霜现象较为严重，因此热泵采暖整体能效比较低，耗电量巨大，热泵采暖经济性较差，导致目前热泵采暖在寒冷地区应用较少。当前，太阳能平板集热与空气源双热源互补热泵尚处于研宄开发阶段，其为热泵的应用拓展起到了指导与示范作用。但当前常规平板集热蒸发器具有占用空间较大、制冷剂充注量较大、光热转化效率低等缺点与不足，因此与热泵相结合的实际应用案例较少。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种能够有效利用聚光光热转化的能量，提高热泵采暖的实际运行性能的聚光光热蒸发装置。
[0005]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0006]一种聚光光热蒸发装置，包括由换热管组成的蒸发器、基板、聚光器和透光盖板，所述换热管和聚光器安装于所述基板上，所述聚光器将光聚集到所述换热管上，所述透光盖板位于所述蒸发器的上表面；所述换热管置于所述聚光器与透光盖板组成的密闭空间内。
[0007]所述换热管与聚光器平行安装于所述基板上。
[0008]相邻两根所述换热管之间通过弯头连接，形成蛇形盘管。
[0009]所述换热管外部涂有选择性吸收材料涂层。
[0010]所述聚光器为反射式聚光器或透射式聚光器。
[0011]所述基板材料选用金属或非金属等材料。
[0012]所述基板采用铝制基板或特氟隆材质基板。
[0013]所述换热管为铜质材料。
[0014]所述透光盖板为玻璃材料。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0016]1、本发明的聚光光热蒸发装置利用可再生的太阳能聚光光热为热泵蒸发器提供热源，可以减少因锅炉采暖使用化石燃料而产生的污染，有利于保护环境。
[0017]2、本发明的聚光光热蒸发装置由于采用聚光光热为热源，由于太阳辐射能基本不受温度变化影响，可有效解决传统的以空气源、水源以及土壤源为热源的热泵在低温下温度波动大、制热效果差的弊端。
[0018]3、本发明的聚光光热蒸发装置由于采用聚光光热为热源，在运行过程中基本不与空气换热，不受空气物性参数影响，因此不会产生结霜现象，避免蒸发装置反复除霜带来的制热量衰减、系统运行波动大，耗费较多电能的弊端。
[0019]4、本发明的聚光光热蒸发装置使用聚光光热主动加热蒸发装置内工质，相较于空气源等热泵蒸发器依靠风机或其它耗能机构驱动周围空气或其它流体介质与蒸发器内工质进行换热的方式，无须耗电，因此可大幅提高热泵的能效比。
【附图说明】
[0020]图1所示为本发明换热管采用平行流布置方式的聚光光热蒸发装置的俯视图；
[0021]图2所示为图1中的A-A剖面图；
[0022]图3所示为本发明换热管采用蛇形盘管布置方式的聚光光热蒸发装置的俯视图；
[0023]图4所示为图3中的B-B剖面图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0025]本发明的聚光光热蒸发装置是在现有的蒸发器中增加了聚光光热装置，使得蒸发器中的换热管能够利用光热作为热源。以下以两种结果的蒸发器为例进行详细说明。
[0026]实施例1:换热管采用平行流布置方式的聚光光热蒸发装置
[0027]本发明换热管采用平行流布置方式的聚光光热蒸发装置的示意图如图1和图2所示，包括由进液管1-1、集液管2、换热管3-1、集气管5和吸气管6-1组成的蒸发器以及聚光器4-1、基板7-1和透光盖板8-1。所述聚光器4-1和换热管3-1平行安装在所述基板7-1上，所述聚光器4-1将光聚集到所述换热管3-1上，所述透光盖板8-1位于所述蒸发器的上表面，所述换热管3-1置于所述聚光器4-1与透光盖板8-1组成的密闭空间内。透光盖板8-1用于保护所述换热管3-1的安全，同时也可维持所述聚光器4-1表面洁净要求。节流后的制冷工质进入所述进液管1-1，通过集液管2分配进入所述换热管3-1中，聚光器4-1在受到阳光照射后将光束积聚到所述换热管3-1上，制冷工质在所述换热管3-1中被集聚的太阳辐射能加热产生相变，相变后的蒸汽进入所述集气管5，最终蒸汽汇入所述吸气管6-1，完成蒸发过程。
[0028]实施例2:换热管采用蛇形盘管布置方式的聚光光热蒸发装置
[0029]本实施例的换热管采用蛇形盘管布置方式的聚光光热蒸发装置的示意图如图3和图4所示，包括由进液管1-2、换热管3-2、弯头9、吸气管6-2组成的蒸发器以及聚光器4-2、透光盖板8-2和基板7-2。相邻两根所述换热管3-2之间通过弯头9连接，形成蛇形盘管。所述聚光器4-2安装在所述基板7-2上，所述透光盖板8-2位于所述蒸发器的上表面，所述换热管3-2置于所述聚光器4-2与透光盖板8-2组成的密闭空间内。透光盖板8-2用于保护所述换热管3-2的安全，同时也可维持所述聚光器4-2表面洁净要求。节流后的制冷工质通过所述进液管1-2进入所述换热管3-2中，聚光器4-2在受到阳光照射后将光束积聚到所述换热管3-2上，制冷工质在所述换热管3-2中被集聚的太阳辐射能加热产生相变，相变后的蒸汽进入所述吸气管6-2，完成蒸发过程。
[0030]上述两种实施例中，换热管优选为铜质材料。聚光器除可采用反射式聚光器以外，还可采用透射式聚光器，使换热管在聚光器的里面，进一步保护换热管。具体聚光形式可采用槽式聚光、碟式聚光或线性聚光形式，优选的反射式聚光器采用槽式聚光器。聚光镜片的大小和聚光倍数根据制冷剂的蒸发温度而定，面积根据系统的制冷量及蒸发器的大小而定。基板材料可以选用金属与非金属等材料，优选的采用铝制基板或特氟隆材质基板，起固定作用。换热管表面涂有选择性吸收材料涂层，以便更好的吸收来自聚光器的太阳辐射能。透光盖板优选玻璃材料。透光盖板与安装在基板上的聚光器构成密闭的空间，保证换热管免受外界冲击，同时维持聚光器表面的清洁度，保证聚光效率。
[0031]本发明的聚光光热蒸发装置从源头思考，将太阳能应用与热泵蒸发器相结合，解决了传统空气源、土壤源以及水源热泵蒸发器在低温下易结霜，制热效果差，风扇驱动气流与管内工质换热需耗电等弊端，能够有效提高热泵的能效比并减少了能量的消耗。
[0032]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种聚光光热蒸发装置，其特征在于，包括由换热管组成的蒸发器、基板、聚光器和透光盖板，所述换热管和聚光器安装于所述基板上，所述聚光器将光聚集到所述换热管上，所述透光盖板位于所述蒸发器的上表面；所述换热管置于所述聚光器与透光盖板组成的密闭空间内。
2.根据权利要求1所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述换热管与聚光器平行安装于所述基板上。
3.根据权利要求1所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，相邻两根所述换热管之间通过弯头连接，形成蛇形盘管。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述换热管外部涂有选择性吸收材料涂层。
5.根据权利要求4中任一项所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述聚光器为反射式聚光器或透射式聚光器。
6.根据权利要求4中任一项所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述基板材料选用金属或非金属等材料。
7.根据权利要求6中任一项所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述基板采用铝制基板或特氟隆材质基板。
8.根据权利要求4所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述换热管为铜质材料。
9.根据权利要求4所述的聚光光热蒸发装置，其特征在于，所述透光盖板为玻璃材料。
【专利摘要】本发明公开了一种聚光光热蒸发装置，提供一种能够有效利用聚光光热转化的能量，提高热泵采暖的实际运行性能的聚光光热蒸发装置。包括由换热管组成的蒸发器、基板、聚光器和透光盖板，所述换热管和聚光器安装于所述基板上，所述聚光器将光聚集到所述换热管上，所述透光盖板位于所述蒸发器的上表面；所述换热管置于所述聚光器与透光盖板组成的密闭空间内。本发明的聚光光热蒸发装置将太阳能应用与热泵蒸发器相结合，解决了传统空气源、土壤源以及水源热泵蒸发器在低温下易结霜，制热效果差，风扇驱动气流与管内工质换热需耗电等弊端，能够有效提高热泵的能效比并减少了能量的消耗。
【IPC分类】F24J2-24, F24D15-04, F24J2-32, F24J2-06, F24J2-46
【公开号】CN104676912
【申请号】CN201510084549
【发明人】刘剑, 陈萨如拉, 杨洋
【申请人】天津商业大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月16日