专利名称：风光互补型双模式冰晶水制备系统及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于制冷工程领域，具体涉及一种结合建筑物本体，并以太阳能和风能为 驱动能源，为建筑物内终端客户制备、提供冷量的风光互补型双模式冰晶水制备系统及其 制备工艺。
背景技术：
目前，通用制冷产品的电力消耗占民用耗能的25%以上，有着巨大的替代空间。市 场上出现的靠常规能源驱动的空调、冰箱、冰柜或冷库等制冷产品以电能作为驱动的制冷 产品工作时能耗大，资源浪费严重，普通的制冷装置在工作中排放有害气体，环境污染严 重。在资源日益匮乏、环境问题日益严重、需要走可持续发展之路的今天，各国政府在不断 努力开发新能源来解决高能耗、高污染的带来的环境问题和资源问题。因此，有效利用可再生能源，满足小型冷库、商业冰柜的制冷需求，同时满足家用 冰箱或建筑空间的夏季降温、食品保鲜等领域的冷量供应，对节约不可再生能源、保护环 境、提高人类的物质生活水平都具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可替代通用制冷设备的节约能源、保护环境、制冷效 果明显、工作效率高、性能优越的风光互补型双模式冰晶水制备系统及其制备工艺。本发明的目的是这样实现的一种风光互补型双模式冰晶水制备系统，包括设置在建 筑物立面的由相互连通的聚热器组成成的一级聚热阵列、与一级聚热阵列相连通的二级高 次曲面集光聚热组件阵列，所述的二级高次曲面集光聚热组件阵列包括与聚热器相连通的 承压式吸收管、设置在承压式吸收管下部的高次曲面集光聚热组件，其中承压式吸收管与 设置在承压式高温缓冲蓄热罐内的盘管相连通，盘管与高温驱动型冰晶水制备机相连通， 高温驱动型冰晶水制备机通过管道与冰晶水储罐相连通，冰晶水储罐分别与设置在建筑物 内部的冷量消耗终端相连接，冷量消耗终端通过管道与聚热器相连通。所述的高次曲面集光聚热组件通过安装有风力发电装置的支架设置在承压式吸 收管下部，风力发电装置通过导线与电力驱动涡旋式冰晶水制备机相连接，电力驱动涡旋 式冰晶水制备机通过管道与冰晶水储罐相连通。所述的冰晶水储罐通过冰晶水输送管道与冷量消耗终端相连接，所述的冷量消耗 终端包括冷库、冰箱、中央空调，在冰晶水输送管道上设置有水泵。所述的高温驱动型冰晶水制备机是利用高温蒸汽热能通过吸收式制冷装置 生产温度为_8°C至0°C的冰水混合物的装置，所述的电力驱动涡旋式冰晶水制备机是通过 电能为生产温度为_8°C至0°C的冰水混合物的装置。一种风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其制备工艺如下1)设置在建筑物立面上的相互连通的聚热器组成的一级聚热阵列吸收太阳光加热聚 热器内的水，生产的热水自动提升到建筑物顶面上的二级高次曲面集光聚热组件阵列中的承压式吸收管内；2)承压式吸收管内的热水在高次曲面集光聚热组件反射高倍太阳光辐射的作用下发 生相变，产生温度至少为240°C的高温蒸汽；3)高温蒸汽通过管道被输入承压式高温缓冲蓄热罐的盘管内，在承压式高温缓冲蓄 热罐内设置有吸热与蓄热功能的熔融盐，熔融盐包括硝酸钠与硝酸钾，其中硝酸钠为48-80 份，硝酸钾为20-40份，盘管内的高温蒸汽与蓄热后的熔融盐进行热交换后形成温度为 2200C _250°C的过热蒸汽；4)盘管内的过热蒸汽通过管道被输送到高温驱动型冰晶水制备机内作为驱动能源，用 来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水，风力发电装置产出的电通过导线传输至电力驱动涡旋 式冰晶水制备机，也用来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水；5)高温驱动型冰晶水制备机和电力驱动涡旋式冰晶水制备机产出的冰晶水通过管道 输送至冰晶水储罐内，再由冰晶水储罐传输至冷库、冰箱、中央空调等冷量消耗终端进行冷 能交换，交换后的水输送至聚热器继续吸收太阳光循环利用。所述的2)中所述的高次曲面集光聚热组件是由自洁膜层、设置在自洁膜层下部的 基板、设置在基板下部的反光膜层、设置在反光膜层背部的膜保护漆层以及设置在膜保护 漆层背部的面漆层组成的弧形集光聚热曲面。所述的4)所述的冰晶水由水、冰晶、冰晶成核剂与冰晶封头剂组成，所属的冰晶是 在90-95份水中加入1-5份的冰晶成核剂以及0. 2-3份的冰晶封头剂制成的，形成的冰晶 平均直径为80微米，其体积占冰晶水总量的百分之二十五。所述的5)中高温驱动型冰晶水制备机内添加有制冷剂，其成分为氨水或氨水复合 物。所述的高次曲面集光聚热组件的弧形集光聚热曲面是由曲面、双曲面、抛物面或 高次曲面等函数组经优化拟合后制成的，其几何聚光度是普通曲面的50至100倍。所述的自洁膜层是由厚度为20nm的Ti02组成的薄膜层，所述的基板是由超白浮 法玻璃、铝板或铝塑板通过模压、热弯与铸造成型制成的，所述的反光膜的材料为银或铝。本发明具有如下的积极效果本发明属涉及一种风光互补型双模式冰晶水制备系 统及其制备工艺，采用太阳能中高温蒸汽热能与风力电能两种动力驱动方式为高温驱动型 冰晶水制备机和电力驱动涡旋式冰晶水制备机提供驱动能源来制备冰晶水，其中太阳能中 高温蒸汽热能是由二级高次曲面集光聚热组件阵列生产的，输出中高温热能直接驱动高温 驱动型冰晶水制备机，风力电能由风力发电装置生产的电力直接驱动电力驱动涡旋式冰晶 水制备机，实现双模式双驱动，工作效率高，本发明具有自动识别天气，可实现全天候供应； 产出的冰晶水可同时满足小型冷库、商业冰柜、家用冰箱制冷或满足建筑空间的夏季降温、 食品保鲜等领域，逐渐替代通用制冷设备，节约能源，保护生态环境具有巨大的现实意义。
图1为本发明的系统结构示意图一。图2为本发明的二级高次曲面集光聚热组件阵列结构示意图。图3为本发明的高次曲面集光聚热组件结构示意图。 图4为本发明的系统结构示意图二。
具体实施例方式
实施例1 如图1、2、3所示，一种风光互补型双模式冰晶水制备系统，包括设置在 建筑物11立面的由相互连通的聚热器1组成成的一级聚热阵列、与一级聚热阵列相连通的 二级高次曲面集光聚热组件阵列，所述的二级高次曲面集光聚热组件阵列包括与聚热器1 相连通的承压式吸收管4、设置在承压式吸收管4下部的高次曲面集光聚热组件2，其中承 压式吸收管4与设置在承压式高温缓冲蓄热罐6内的盘管5相连通，盘管5与高温驱动型 冰晶水制备机7相连通，高温驱动型冰晶水制备机7通过管道与冰晶水储罐9相连通，冰晶 水储罐分别与设置在建筑物11内部的冷量消耗终端相连接，冷量消耗终端通过管道与聚 热器1相连通。所述的高次曲面集光聚热组件2通过安装有风力发电装置3的支架16设 置在承压式吸收管4下部，风力发电装置3通过导线与电力驱动涡旋式冰晶水制备机8相 连接，电力驱动涡旋式冰晶水制备机8通过管道与冰晶水储罐9相连通。所述的冰晶水储 罐通过冰晶水输送管道17与冷量消耗终端相连接，所述的冷量消耗终端包括冷库12、冰箱 13、中央空调14，在冰晶水输送管道17上设置有水泵10。所述的高温驱动型冰晶水制备机 7是利用高温蒸汽热能通过吸收式制冷装置生产温度为_8°C至0°C的冰水混合物的装置， 所述的电力驱动涡旋式冰晶水制备机8是通过电能为生产温度为-8°C至0°C的冰水混合物 的装置。聚热器1为平面聚热器，能够方便的安装在建筑物11立面。一种风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其制备工艺如下
1)设置在建筑物11立面上的相互连通的聚热器1组成的一级聚热阵列吸收太阳光加 热聚热器1内的水，生产的热水自动提升到建筑物11顶面上的二级高次曲面集光聚热组件 阵列中的承压式吸收管4内；
2)承压式吸收管4内的热水在高次曲面集光聚热组件2反射高倍太阳光辐射的作用下 发生相变，产生温度至少为240°C的高温蒸汽；
3)高温蒸汽通过管道被输入承压式高温缓冲蓄热罐6的盘管5内，在承压式高温缓冲 蓄热罐6内设置有吸热与蓄热功能的熔融盐，熔融盐包括硝酸钠与硝酸钾，其中硝酸钠为 48-80份，硝酸钾为20-40份，盘管5内的高温蒸汽与蓄热后的熔融盐进行热交换后形成温 度为220°C _250°C的过热蒸汽；
4)盘管5内的过热蒸汽通过管道被输送到高温驱动型冰晶水制备机7内作为驱动能 源，用来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水，风力发电装置3产出的电通过导线传输至电力驱 动涡旋式冰晶水制备机8，也用来制备温度为-8°C至0°C的冰晶水；
5)高温驱动型冰晶水制备机7和电力驱动涡旋式冰晶水制备机8产出的冰晶水通过管 道输送至冰晶水储罐9内，再由冰晶水储罐9传输至冷库12、冰箱13、中央空调14等冷量 消耗终端进行冷能交换，交换后的水输送至聚热器1继续吸收太阳光循环利用。所述的2)中所述的高次曲面集光聚热组件2是由自洁膜层18、设置在自洁膜18 层下部的基板19、设置在基板19下部的反光膜层20、设置在反光膜20层背部的膜保护漆 层21以及设置在膜保护漆层21背部的面漆层22组成的弧形集光聚热曲面。所述的4)所 述的冰晶水由水、冰晶、冰晶成核剂与冰晶封头剂组成，所属的冰晶是在90-95份水中加入 1-5份的冰晶成核剂以及0. 2-3份的冰晶封头剂制成的，形成的冰晶平均直径为80微米，其 体积占冰晶水总量的百分之二十五。所述的5)中高温驱动型冰晶水制备机7内添加有制 冷剂，其成分为氨水或氨水复合物。所述的高次曲面集光聚热组件2的弧形集光聚热曲面由曲面、双曲面、抛物面或高次曲面等函数组经优化拟合后制成的，其几何聚光度是普通曲 面的50至100倍。所述的自洁膜层18是由厚度为20nm的Ti02组成的薄膜层，所述的基 板19是由超白浮法玻璃、铝板或铝塑板通过模压、热弯与铸造成型制成的，所述的反光膜 20的材料为银或铝。实施例2 如图2、3、4所示，一种风光互补型双模式冰晶水制备系统，包括设置在 建筑物11立面的由相互连通的聚热器1组成成的一级聚热阵列、与一级聚热阵列相连通的 二级高次曲面集光聚热组件阵列，所述的二级高次曲面集光聚热组件阵列包括与聚热器1 相连通的承压式吸收管4、通过支架16设置在承压式吸收管4下部的高次曲面集光聚热组 件2，其中承压式吸收管4与设置在承压式高温缓冲蓄热罐6内的盘管5相连通，盘管5与 高温驱动型冰晶水制备机7相连通，高温驱动型冰晶水制备机7通过管道与冰晶水储罐9 相连通，冰晶水储罐分别与设置在建筑物11内部的冷量消耗终端相连接，冷量消耗终端通 过管道与聚热器1相连通。所述的承压式高温缓冲蓄热罐6内填充有熔融盐。所述的冰晶水储罐通过冰晶水输送管道17与冷量消耗终端相连接，所属的冷量 消耗终端包括冷库12、冰箱13、中央空调14，在冰晶水输送管道17上设置有水泵10。所述的高温驱动型冰晶水制备机7是利用高温蒸汽热能通过吸收式制冷装置 生产温度为_8°C至0°C的冰水混合物的装置。一种风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其制备工艺如下1)设置在建筑物11立面上的相互连通的聚热器1组成的一级聚热阵列吸收太阳光加 热聚热器1内的水，生产的热水自动提升到建筑物11顶面上的二级高次曲面集光聚热组件 阵列中的承压式吸收管4内；2)承压式吸收管4内的热水在高次曲面集光聚热组件2反射高倍太阳光辐射的作用下 发生相变，产生温度至少为240°C的高温蒸汽；3)高温蒸汽通过管道被输入承压式高温缓冲蓄热罐6的盘管5内，在承压式高温缓冲 蓄热罐6内设置有吸热与蓄热功能的熔融盐，熔融盐包括硝酸钠与硝酸钾，其中硝酸钠为 48-80份，硝酸钾为20-40份，盘管5内的高温蒸汽与蓄热后的熔融盐进行热交换后形成温 度为220°C _250°C的过热蒸汽；4)盘管5内的过热蒸汽通过管道被输送到高温驱动型冰晶水制备机7内作为驱动能 源，用来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水；5)高温驱动型冰晶水制备机7产出的冰晶水通过管道输送至冰晶水储罐9内，再由冰 晶水储罐9传输至冷库12、冰箱13、中央空调14等冷量消耗终端进行冷能交换，交换后的 水输送至聚热器1继续吸收太阳光循环利用。所述的2)中所述的高次曲面集光聚热组件2是由自洁膜层18、设置在自洁膜18 层下部的基板19、设置在基板19下部的反光膜层20、设置在反光膜20层背部的膜保护漆 层21以及设置在膜保护漆层21背部的面漆层22组成的弧形集光聚热曲面。所述的4)所 述的冰晶水由水、冰晶、冰晶成核剂与冰晶封头剂组成，所属的冰晶是在90-95份水中加入 1-5份的冰晶成核剂以及0. 2-3份的冰晶封头剂制成的，形成的冰晶平均直径为80微米，其 体积占冰晶水总量的百分之二十五。所述的5)中高温驱动型冰晶水制备机7内添加有制 冷剂，其成分为氨水或氨水复合物。所述的高次曲面集光聚热组件2的弧形集光聚热曲面是由曲面、双曲面、抛物面或高次曲面等函数组经优化拟合后制成的，其几何聚光度是普通 曲面的50至100倍。所述的自洁膜层18是由厚度为20nm的Ti02组成的薄膜层，所述的 基板19是由超白浮法玻璃、铝板或铝塑板通过模压、热弯与铸造成型制成的，所述的反光 膜20的材料为银或铝。 如 图1所示，本发明在建筑物顶面上设置有与高温驱动型冰晶水制备机7和电力 驱动涡旋式冰晶水制备机8相连接的控制系统15，控制系统15具有自动识别天气，自主启 动单模式或双模式的功能，一级聚热阵列相和二级高次曲面集光聚热组件阵列产出的多余 的热水可直接通过管道输出，作冬天取暖和生活用热水等功能。
权利要求
1.一种风光互补型双模式冰晶水制备系统，包括设置在建筑物(11)立面的由相互连 通的聚热器(1)组成成的一级聚热阵列、与一级聚热阵列相连通的二级高次曲面集光聚热 组件阵列，其特征在于所述的二级高次曲面集光聚热组件阵列包括与聚热器(1)相连通 的承压式吸收管(4)、设置在承压式吸收管(4)下部的高次曲面集光聚热组件(2)，其中承 压式吸收管(4)与设置在承压式高温缓冲蓄热罐(6)内的盘管(5)相连通，盘管(5)与高温 驱动型冰晶水制备机(7 )相连通，高温驱动型冰晶水制备机(7 )通过管道与冰晶水储罐(9 ) 相连通，冰晶水储罐分别与设置在建筑物(11)内部的冷量消耗终端相连接，冷量消耗终端 通过管道与聚热器(1)相连通。
2.根据权利要求1所述的风光互补型双模式冰晶水制备系统，其特征在于所述的高 次曲面集光聚热组件(2)通过安装有风力发电装置(3)的支架(16)设置在承压式吸收管 (4)下部，风力发电装置(3)通过导线与电力驱动涡旋式冰晶水制备机(8)相连接，电力驱 动涡旋式冰晶水制备机(8)通过管道与冰晶水储罐(9)相连通。
3.根据权利要求1所述的风光互补型双模式冰晶水制备系统，其特征在于所述的冰 晶水储罐通过冰晶水输送管道(17)与冷量消耗终端相连接，所述的冷量消耗终端包括冷库 (12 )、冰箱(13 )、中央空调(14 )，在冰晶水输送管道(17 )上设置有水泵(10 )。
4.根据权利要求2所述的风光互补型双模式冰晶水制备系统，其特征在于所述的高 温驱动型冰晶水制备机(7)是利用高温蒸汽热能通过吸收式制冷装置生产温度为_8°C至 0°C的冰水混合物的装置，所述的电力驱动涡旋式冰晶水制备机(8)是通过电能为生产温度 为-8 V至0°C的冰水混合物的装置。
5.一种如权利要求1所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于其制备 工艺如下1)设置在建筑物(11)立面上的相互连通的聚热器(1)组成的一级聚热阵列吸收太阳 光加热聚热器(1)内的水，生产的热水自动提升到建筑物(11)顶面上的二级高次曲面集光 聚热组件阵列中的承压式吸收管(4)内；2)承压式吸收管(4)内的热水在高次曲面集光聚热组件(2)反射高倍太阳光辐射的作 用下发生相变，产生温度至少为240°C的高温蒸汽；3)高温蒸汽通过管道被输入承压式高温缓冲蓄热罐(6)的盘管(5)内，在承压式高温 缓冲蓄热罐(6)内设置有吸热与蓄热功能的熔融盐，熔融盐包括硝酸钠与硝酸钾，其中硝酸 钠为48-80份，硝酸钾为20-40份，盘管(5)内的高温蒸汽与蓄热后的熔融盐进行热交换后 形成温度为220°C -250°C的过热蒸汽；4)盘管(5)内的过热蒸汽通过管道被输送到高温驱动型冰晶水制备机(7)内作为驱动 能源，用来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水，风力发电装置(3)产出的电通过导线传输至电 力驱动涡旋式冰晶水制备机(8)，也用来制备温度为_8°C至0°C的冰晶水；5)高温驱动型冰晶水制备机(7)和电力驱动涡旋式冰晶水制备机(8)产出的冰晶水通 过管道输送至冰晶水储罐(9)内，再由冰晶水储罐(9)传输至冷库(12)、冰箱(13)、中央空 调(14)等冷量消耗终端进行冷能交换，交换后的水输送至聚热器(1)继续吸收太阳光循环 利用。
6.根据权利要求5所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于所述的2) 中所述的高次曲面集光聚热组件(2)是由自洁膜层(18)、设置在自洁膜(18)层下部的基板(19)、设置在基板(19)下部的反光膜层(20)、设置在反光膜(20)层背部的膜保护漆层(21) 以及设置在膜保护漆层(21)背部的面漆层(22)组成的弧形集光聚热曲面。
7.根据权利要求5所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于所述的4) 所述的冰晶水由水、冰晶、冰晶成核剂与冰晶封头剂组成，所属的冰晶是在90-95份水中加 入1-5份的冰晶成核剂以及0. 2-3份的冰晶封头剂制成的，形成的冰晶平均直径为80微 米，其体积占冰晶水总量的百分之二十五。
8.根据权利要求5所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于所述的5) 中高温驱动型冰晶水制备机(7)内添加有制冷剂，其成分为氨水或氨水复合物。
9.根据权利要求6所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于所述的高 次曲面集光聚热组件(2)的弧形集光聚热曲面是由曲面、双曲面、抛物面或高次曲面等函数 组经优化拟合后制成的，其几何聚光度是普通曲面的50至100倍。
10.根据权利要求6所述的风光互补型双模式冰晶水制备工艺，其特征在于所述的自 洁膜层(18)是由厚度为20nm的Ti02组成的薄膜层，所述的基板(19)是由超白浮法玻璃、 铝板或铝塑板通过模压、热弯与铸造成型制成的，所述的反光膜(20)的材料为银或铝。
全文摘要
本发明属涉及一种风光互补型双模式冰晶水制备系统及其制备工艺，采用太阳能中高温蒸汽热能与风力电能两种动力驱动方式为高温驱动型冰晶水制备机和电力驱动涡旋式冰晶水制备机提供驱动能源来制备冰晶水，其中太阳能中高温蒸汽热能是由二级高次曲面集光聚热组件阵列生产的，输出中高温热能直接驱动高温驱动型冰晶水制备机，风力电能由风力发电装置生产的电力直接驱动电力驱动涡旋式冰晶水制备机，实现双模式双驱动，工作效率高，本发明具有自动识别天气，可实现全天候供应；产出的冰晶水可同时满足小型冷库、商业冰柜、家用冰箱制冷或满足建筑空间的夏季降温、食品保鲜等领域，逐渐替代通用制冷设备，节约能源，保护生态环境具有巨大的现实意义。
文档编号F24F5/00GK102052798SQ20101060411
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者曹露聪, 李祺, 谷广杰, 郭庆 申请人:河南华夏海纳机电设备有限公司, 郭庆