专利名称：真空隔热的直接吸热式太阳能冷管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能冷管，尤其涉及一种真空隔热的直接吸热式太阳能冷管，属于新能源利用技术领域。
固体吸附式制冷利用固体吸附剂对制冷剂的吸附和解吸作用实现制冷循环，由太阳能驱动的固体吸附式制冷系统因其结构简单、无运动部件、对环境无污染等优点，在太阳能制冰和空调领域具有很好的发展前景。传统的吸附式太阳能制冷系统需通过太阳能集热器接受太阳能，再将能量传递到吸附床，而集热器与吸附床之间的接触热阻对传热很不利。此外，采用水或甲醇等低蒸汽分压液体作为制冷剂的吸附式太阳能制冷系统要求能长期维持较高的真空度。近年来有一种吸附床可以直接吸收太阳能的玻璃冷管式的太阳能制冷系统，同时避免了系统的真空泄漏。但仍未能很好地解决吸附床的保温隔热问题，解析温度低而效率不高。
本实用新型的目的在于提供一种对环境无污染、无运动部件的高效太阳能吸附式冷管，该冷管的吸附床可以直接吸收太阳能并有效地保温隔热，每根冷管自成一个制冷单元，结构简单，密封性好。
为实现这样的目的，本实用新型设计的太阳能冷管由吸附床、冷凝器和蒸发器三部分组成，吸附床和冷凝器的轴线可以有一个夹角，吸附床的外部为双层同轴高硼硅玻璃管，两层间为真空隔热夹层，在冷凝器内布置蛇形螺旋盘管，蒸发器内装有制冷剂。吸附床内部装填外表面对太阳辐射具有较高吸收率的带孔道的圆柱形吸附剂块。
本实用新型的工作原理为白天吸附床直接吸收太阳能而温度升高，制冷剂蒸汽从吸附床中被脱附出来，系统内压力上升，当系统压力达到与冷凝温度对应的饱和压力时，制冷剂蒸汽在冷凝器的螺旋盘管外表面凝结为液体并贮存在蒸发器内。此加热脱附过程从上午7时30分进行到下午3时30分。傍晚之后，吸附床温度开始降低，逐渐吸附蒸发器内的制冷剂，由于制冷剂的蒸发而产生制冷效果。
本实用新型解决了吸附床对太阳能的有效吸收和贮存，提供的太阳能冷管在夏季晴天时吸附床的集热温度可达到90℃以上，总能量转换效率(产生的冷量与入射太阳能之比)约为0.13。本实用新型有效利用清洁的太阳能，制冷过程完全无污染，结构简单，操作运行方便，有望在节约能源、保护环境方面产生良好的经济和社会效益。
下面通过实施例与附图对本实用新型的技术方案作进一步描述。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，太阳能冷管由吸附床1、冷凝器2和蒸发器3三部分构成，吸附床和冷凝器这两部分的轴线可以有一夹角α，60°≤α≤180°，在冷凝器内布置蛇形螺旋盘管4，蒸发器内装有制冷剂5。
图2为
图1中吸附床A-A剖面结构示意图。
图中可见，吸附床外部为双层结构，采用双层同轴高硼硅玻璃管，外管6和内管8之间为真空隔热夹层7，吸附床的内部装填外表面对太阳辐射具有较高吸收率的由吸附剂粉或颗粒制成的带孔道的圆柱体形吸附剂块9，吸附剂块可以由对太阳辐射具有较高吸收率的活性炭制成，也可以在其它种类的吸附剂块外表面涂以对太阳辐射具有较高吸收率的涂层，复合吸附剂块的中心孔道为蒸汽通道10。
在本实用新型的一个实施例中，冷管吸附床内布置外表面涂有活性炭涂层的以沸石分子筛为主的复合吸附剂块，制冷剂为水。吸附床、冷凝器和蒸发器的长度分别为1000mm、100mm和200mm，吸附床与冷凝器的轴线夹角为180°，冷管壳体均为玻璃管，双层玻璃管的内、外管管径分别为47mm、57mm，隔热夹层内的真空度为5×10-3Pa。以该冷管作应用试验，冷管倾斜放置，其轴线与水平面成30°角。吸附床从上午7时30分到下午3时30分接收太阳辐射，期间平均日照强度为650W/m2，平均环境温度为31℃。吸附床平均集热温度为90℃，制冷剂夜间平均蒸发温度为10℃，加热脱附循环的蒸汽凝结热通过螺旋盘管内的水的自然对流输出，一根冷管的制冷量约为140kJ，总能量转换效率为13％。
权利要求1.一种真空隔热的直接吸热式太阳能冷管，由吸附床1、冷凝器2和蒸发器3三部分构成，其特征在于在冷凝器内布置蛇形螺旋盘管4，蒸发器内装有制冷剂5，吸附床外部为双层结构，采用双层同轴高硼硅玻璃管，外管6和内管8之间为真空隔热夹层7，吸附床内部装填有外表面对太阳辐射具有较高吸收率的带孔道的圆柱体形吸附剂块9，其中心孔道为蒸汽通道10。
专利摘要一种真空隔热的直接吸热式太阳能冷管,在冷凝器内布置蛇形螺旋盘管,吸附床外部为双层结构,采用双层同轴高硼硅玻璃管,外管和内管之间为真空隔热夹层,吸附床内部装填有外表面对太阳辐射具有较高吸收率的带孔道的圆柱体形吸附剂块,其中心孔道为蒸汽通道。本实用新型消除了吸附床吸热过程中的接触热阻,大大减少了吸附床加热过程的散热损失,实现了对太阳能的有效吸收及转换,结构简单,密封性好,加工组装方便,易于产业化。
文档编号F25B27/00GK2421593SQ00216930
公开日2001年2月28日 申请日期2000年3月21日 优先权日2000年3月21日
发明者刘震炎, 卢允庄 申请人:上海交通大学