专利名称：利用太阳能和化学物质溶解热制冷的制冷机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷机，特别是一种利用太阳能和化学物质溶解热制冷的制冷机，属于冰箱、空调制冷技术领域。
背景技术：
现在广泛应用的制冷方法有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷等。蒸汽压缩式制冷机有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统制冷剂在蒸发器中吸收热量汽化，产生的低压蒸汽被压缩机压缩成高压蒸汽排入冷凝器，在冷凝器中凝结成高压液体，高压液体通过膨胀阀流入蒸发器再次汽化制冷。该制冷机常用的制冷剂是含卤有机物，对大气臭氧层污染严重，并且由于必须要有压缩机，对电的依赖性很大且压缩机运转时还有很大的噪声污染。蒸汽吸收式制冷机，如溴化锂制冷机等。吸收式制冷机有发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和溶液泵组成。工作介质除制冷剂外，还有吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。在发生器中工质对被加热，解吸出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷却凝结成液体，进入蒸发器吸热蒸发，产生制冷效应，蒸发产生的制冷剂蒸汽在吸收器被来自发生器的吸收剂吸收，再由溶液泵加压送入发生器，如此循环不息制取冷量。该制冷机也可以做成太阳能式，可是整个系统对真空度要求高，系统复杂，体积庞大。
已有技术中，蒸汽吸收制冷的太阳能吸附式制冷机，由反应器、冷凝器、蒸发器、集热器四大部件以及节流阀、连接管路和一些辅助设备组成。基本循环过程白天太阳能集热器加热吸满致冷剂的吸附床层解吸出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽在冷凝器中放热液化，流入蒸发器中，夜间环境温度降低，吸附剂放热重新吸附制冷剂蒸汽使系统中制冷剂蒸汽压力降低，蒸发器中液态制冷剂汽化吸热制冷。该制冷机对系统的真空度要求很高，吸附床层技术要求高，导致成本昂贵，现无法实现商业化推广普及。
发明内容
为克服已有技术的不足和缺陷，本发明设计了一种基于太阳能利用和化学物质溶解热制冷的制冷机。
该制冷机的基本原理是让化学固体物质(如硝酸铵)在溶解-蒸发室内溶解，利用溶解热制冷，然后利用太阳能蒸发出溶液中的水形成化学固体物质，再使化学固体物质在溶解-蒸发室内溶于水，如此构成制冷循环。
本发明包括一个水箱、两个溶解-蒸发室、一个太阳能集热器、一个稳压箱、一个冷室和十个阀门。水箱、两个溶解-蒸发室和太阳能集热器固定于户外向阳的墙面上，水箱位于最上面，下面是两个水平布置的溶解-蒸发室，太阳能集热器位于最下面；冷室位于室内，水平位置低于两个溶解-蒸发室。冷室内安装有冷室热交换器，两个溶解-蒸发室底部都装有热交换器。
水箱底部的出水管分别经阀门与两个溶解-蒸发室连通，溶解-蒸发室里放有化学固体物质。溶解-蒸发室热交换器的进口分别经阀门与太阳能集热器的出口、冷室热交换器的出口相连；溶解-蒸发室热交换器的出口分别经阀门和冷室热交换器的进口、太阳能集热器的进口相连。所有连接管道都包有保温材料，管道里载冷(热)剂采用质量百分比浓度为14.7％的氯化钙溶液，其结晶点在-10摄氏度以下，本发明制冷机的制冷温度设计为0-5摄氏度。
该制冷机采用自然循环，无电驱动；没有泵和压缩机，不存在任何噪音污染；采用廉价的工质，且对环境没有任何潜在的污染和危害，具有显著的经济效益和社会效益。
图1是本发明制冷机的结构示意中1是水箱，2是A阀门，3是A’阀门，4是甲溶解-蒸发室，5是乙溶解-蒸发室，6是甲溶解-蒸发室热交换器，7是乙溶解-蒸发室热交换器，8是B阀门，9是B’阀门，10是C阀门，11是C’阀门，12是D阀门，13是D’阀门，14是E阀门，15是E’阀门，16是太阳能集热器，17是冷室热交换器，18是冷室，19是稳压箱。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本发明包括水箱1，A阀门2，A’阀门3，甲溶解-蒸发室4，乙溶解-蒸发室5，甲溶解-蒸发室热交换器6，乙溶解-蒸发室热交换器7，B阀门8，B’阀门9，C阀门10，C’阀门11，D阀门12，D’阀门13，E阀门14，E’阀门15，太阳能集热器16，冷室热交换器17，冷室18，稳压箱19。水箱1、甲溶解-蒸发室4、乙溶解-蒸发室5和太阳能集热器16固定于户外向阳的墙面上，水箱1位于最上面，下面是水平布置的甲溶解-蒸发室4和乙溶解-蒸发室5，太阳能集热器16位于最下面；冷室18位于室内，其水平位置低于甲溶解-蒸发室4和乙溶解-蒸发室热5。在冷室18内安装有冷室热交换器17，在甲溶解-蒸发室4底部装有甲溶解-蒸发室热交换器6，在乙溶解-蒸发室5底部装有乙溶解-蒸发室热交换器7。
水箱1底部的出水管分别经A阀门2、A’阀门3与甲溶解-蒸发室4、乙溶解-蒸发室5连接，甲溶解-蒸发室4和乙溶解-蒸发室5是采用玻璃材料制成的容器，外面包有保温材料，其顶盖是活动的，可以旋转打开，便于安放化学固体物质以及水的蒸发。甲溶解-蒸发室热交换器6、乙溶解-蒸发室热交换器7均采用玻璃材料制做。甲溶解-蒸发室热交换器6的进口分别经E阀门14、D阀门12与太阳能集热器16的出口和冷室热交换器17的出口相连；甲溶解-蒸发室热交换器6的出口分别经C阀门10、B阀门8与冷室热交换器17和太阳能集热器16的进口相连。乙溶解-蒸发室热交换器7的进口分别经E’阀门15、D’阀门13与太阳能集热器16的出口和冷室热交换器17的出口相连；乙溶解-蒸发室热交换器7的出口分别经C’阀门11、B’阀门9与冷室热交换器17和太阳能集热器16的进口相连，稳压箱19与太阳能集热器16的进口管道相连。所有连接管道都包有保温材料，管道里载冷(热)剂采用质量百分比浓度14.7％的氯化钙溶液，其结晶点在-10摄氏度以下，本发明制冷机的制冷温度设计为0-5摄氏度。
本发明设计每两天为一循环。在第一天早上开始工作前，甲溶解-蒸发室4内装化学固体物质(固体硝酸铵)，乙溶解-蒸发室5内装已溶解的化学固体物质(硝酸铵溶液)。
第一天早上工作时，乙溶解-蒸发室5的顶盖打开，甲溶解-蒸发室4的顶盖关闭，A’阀门3关闭，A阀门2打开，水箱1通过A阀门2向甲溶解-蒸发室4注入一定量的水，然后A阀门2关闭，水溶解化学固体物质产生低温溶液(冷量)，C’阀门11关闭、C阀门10打开、D’阀门13关闭、D阀门12打开，B’阀门9打开、B阀门8关闭、E’阀门15打开、E阀门14关闭，由甲溶解-蒸发室热交换器6、C阀门10、D阀门12、冷室热交换器17和管道组成的循环回路靠自然循环把冷量输运到冷室18内制冷；与此同时，由太阳能集热器16、B’阀门9、E’阀门15、乙溶解-蒸发室热交换器7和管道组成的循环回路靠自然循环把太阳能集热器16吸收的热量输运到乙溶解-蒸发室5内蒸发里面的水，生成化学固体物质。
第二天早上，甲溶解-蒸发室4的顶盖打开，乙溶解-蒸发室5的顶盖关闭，A阀门2关闭，A’阀门3打开，水箱1通过A’阀门3向乙溶解-蒸发室5注入一定量的水，然后A’阀门3关闭，水溶解里面化学固体物质产生低温溶液(冷量)，C阀门10关闭、C’阀门11打开、D阀门12关闭、D’阀门13打开，B阀门8打开、B’阀门9关闭、E阀门14打开、E’阀门15关闭，由乙溶解-蒸发室热交换器7、C’阀门11、D’阀门13、冷室热交换器17和管道组成的循环回路靠自然循环把冷量输运到冷室18内制冷；与此同时，由太阳能集热器16、B阀门8、E阀门14、甲溶解-蒸发室热交换器6和管道组成的循环回路靠自然循环把太阳能集热器16吸收的热量输运到甲溶解-蒸发室4内蒸发里面的水，生成化学固体物质。
权利要求
1.一种利用太阳能和化学物质溶解热制冷的制冷机，包括水箱(1)，A阀门(2)，A’阀门(3)，甲溶解-蒸发室(4)，乙溶解-蒸发室(5)，甲溶解-蒸发室热交换器(6)，乙溶解-蒸发室热交换器(7)，B阀门(8)，B’阀门(9)，C阀门(10)，C’阀门(11)，D阀门(12)，D’阀门(13)，E阀门(14)，E’阀门(15)，太阳能集热器(16)，冷室热交换器(17)，冷室(18)，稳压箱(19)，水箱(1)、甲溶解-蒸发室(4)、乙溶解-蒸发室(5)和太阳能集热器(16)固定于户外向阳的墙面上，水箱(1)位于最上面，下面是水平布置的甲溶解-蒸发室(4)和乙溶解-蒸发室(5)，太阳能集热器(16)位于最下面；冷室(18)位于室内，水平位置低于甲溶解-蒸发室(4)和乙溶解-蒸发室(5)，在冷室(18)内安装有冷室热交换器(17)，在甲溶解-蒸发室(4)底部装有甲溶解-蒸发室热交换器(6)，在乙溶解-蒸发室(5)底部装有乙溶解-蒸发室热交换器(7)，水箱(1)底部的出水管分别经A阀门(2)、A’阀门(3)与甲溶解-蒸发室(4)、乙溶解-蒸发室(5)连接，甲溶解-蒸发室热交换器(6)的进口分别经E阀门(14)、D阀门(12)与太阳能集热器(16)的出口和冷室热交换器(17)的出口相连；甲溶解-蒸发室热交换器(6)的出口分别经C阀门(10)、B阀门(8)与冷室热交换器(17)和太阳能集热器(16)的进口相连，乙溶解-蒸发室热交换器(7)的进口分别经E’阀门(15)、D’阀门(13)与太阳能集热器(16)的出口和冷室热交换器(17)的出口相连；乙溶解-蒸发室热交换器(7)的出口分别经C’阀门(11)、B’阀门(9)与冷室热交换器(17)和太阳能集热器(16)的进口相连，稳压箱(19)与太阳能集热器(16)的进口管道相连，化学固体物质分别放在甲溶解-蒸发室(4)和乙溶解-蒸发室(5)内。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能和化学物质溶解热制冷的制冷机，其特征是甲溶解-蒸发室(4)和乙溶解-蒸发室(5)是采用玻璃材料制成的容器，外面包有保温材料，其顶盖是活动的，可以旋转打开，甲溶解-蒸发室热交换器(6)、乙溶解-蒸发室热交换器(7)是采用玻璃材料制成的容器，所有连接管道都包有保温材料，管道里载冷(热)剂采用质量百分比浓度为14.7％的氯化钙溶液，化学固体物质可以是硝酸铵。
全文摘要
利用太阳能和化学物质溶解热制冷的制冷机包括一个水箱、两个溶解－蒸发室、一个太阳能集热器、一个稳压箱、一个冷室和十个阀门。冷室内安装有冷室热交换器。两个溶解－蒸发室底部都装有热交换器，化学固体物质分别放在两个溶解－蒸发室内。该制冷机是让化学固体物质(如硝酸铵)在溶解－蒸发室内溶解，利用溶解热制冷，然后利用太阳能蒸发出溶液中的水形成化学固体物质，再使化学固体物质在溶解－蒸发室内溶于水，如此构成制冷循环。该制冷机采用自然循环，无电驱动；没有泵和压缩机，不存在任何噪音污染；采用廉价的工质，且对环境没有任何潜在的污染和危害，具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号F25B27/00GK1584454SQ200410024678
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月27日 优先权日2004年5月27日
发明者丁书华, 邓坚, 杨燕华, 匡波, 曹学武 申请人:上海交通大学