专利名称：太阳光热能量转换系统用热水蒸发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种能源技术领域的装置，具体是一种太阳光热能量转换用热水蒸发器。
背景技术：
当前能源日益紧张和环保问题日益突出，太阳能作为可再生清洁能源的开发与利用已经被全球性地提上了工业化的议程。随着材料科学与基础工业的进步，如何有效利用太阳能的理论研究和实用技术开发均有了长足的发展，但是就当前的技术现状来看，仍然存在着阻碍太阳能高效转换与利用的技术瓶颈。
经对现有技术文献的检索发现，“改良的冷藏室的蒸发器”(彭柏桦，中国专利申请(专利)号02236599.0)，系一种改良的冷藏室的蒸发器，该蒸发器内的冷媒管外利用一较大直径的套管形成间隙，且两侧的板架外设有密封状的端盖；通过此端盖及套管使之填注冷冻液充满包覆于冷媒管外，利用冷冻液高蓄冷特性，有效确保蒸发器的温度可以延缓，并拉长升降的幅度及时间，使其不易降至结冰结霜的温度，有效避免该蒸发器的结冰结霜，库内的水份及湿度将不会被吸附，并确保物品不易脱水干燥，成为一种具有能保持库内湿度，并减少压缩机频频启动的冷藏室蒸发器构造。上述技术对冷媒管的外部结构进行改进，以改善防止结冰结霜的效果，但是该技术并没有涉及到蒸发器的内部结构及其冷凝剂工质等的改进技术。
在进一步的检索中，尚未发现与本发明主题相同或者类似的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种太阳光热能量转换系统用热水蒸发器。使其直接使用热水作为冷凝工质，在特定的结构和运行方式下，确保了空调的效果并防止了对环境的污染。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括节流阀、铜质弯管、膨胀管、高速微型水泵、换热叶栅、风扇、防护网罩。节流阀入口连接太阳光电热能量转换器中的热水出流管口，节流阀的出口连接铜质弯管的低端入口，铜质弯管的高端出口连接一个膨胀管，膨胀管的出口紧连高速微型水泵入口，高速微型水泵的出口连至出水管。换热叶栅与铜质弯管紧密结合以加大铜质弯管的对流导热面积，风扇安装于铜质弯管的背面固定支架上，通过强制吹风的方式以加快冷空气的流动，铜质弯管、换热叶栅、膨胀管、高速微型水泵与风扇均设置于防护网罩内，组成一个机电一体化结构，防护网罩又起到设备与人身安全防护的作用。由太阳光电热能量转换系统中的能量转换器获得的热水在给水压力的推动下经节流阀通入铜质弯管，经铜质弯管出口进入膨胀管，膨胀管的出口在高速微型水泵抽吸作用下，形成极大的水力学负压，使得热水蒸发器的热水沸点急剧下降而在膨胀管迅速蒸发，膨胀管中热水的迅速蒸发所引起的流体相变立即快速传递到整个铜质弯管，因此引起整个蒸发器的蒸发过程对周围环境的吸热而形成周围环境温度的下降，附加换热叶栅和风扇，增大了换热面积和空气对流速度，因此，加速了热量转换的过程，环境温度获得明显下降。
所述膨胀管与高速微型水泵系本发明的核心部件。高速微型水泵扬程在75cm以上、流量在290L/h以上，而用电功率仅为3.5W以下，运行参数可控。膨胀管的直径与铜质弯管的直径比在3∶1以上，在高速微型水泵的抽吸下，始终使膨胀管出口端出现低于大气压数倍的水力学负压，膨胀管中的高温热水随着沸点的大幅降低而急剧蒸发，膨胀管中热水的蒸发引起的相变很快传递到整个铜质弯管，因此，蒸发过程再通过换热叶栅与风扇的辅助作用使周围的环境温度随之降低。
所述风扇系由无极直流调速电机与三只叶片构成，电机转/定子磁极由稀土材料制作，因此电机的体积小且薄，整个风扇体积属于薄型，因此不会因加装风扇而造成整个热水蒸发器体积的加厚，而且因为采用无极直流调速电机，又使得该电机比获得同样风量的其它电机节电30％以上。
所述换热叶栅由软质导热薄铝板材制作，因此具有易于加工与装配且导热性能良好。
本发明的显著有点在于1、直接使用热水作为致冷剂工质，因此对环境不会造成任何污染；2、采用高速微型水泵来形成热水出口端的低负压，迫使在常压下属于高沸点的热水在低气压下沸点降低，因此使热水起到相当于低沸点工质的作用；
3、由于高速微型水泵的低功耗，使得本发明对取自太阳光热转换器所产生的热水进行相对较小房屋空间的吸收式致冷技术开发中，显示出节能与高效率的突出技术特色。
图1本发明结构示意2本发明网罩3本发明风扇安装1～3中节流阀1、铜质弯管2、膨胀管3、高速微型水泵4、换热叶栅5、防护网罩6、风扇7。
具体实施例方式
如图1～3所示，本实施例包括节流阀1、铜质弯管2、膨胀管3、高速微型水泵4、换热叶栅5、防护网罩6、风扇7。
节流阀1入口连接太阳光电热能量转换器中的热水出流管口，节流阀1的出口连接铜质弯管2的低端入口，铜质弯管2的高端出口连接一个膨胀管3，膨胀管3的出口紧连高速微型水泵4，高速微型水泵4的出口连至出水管。换热叶栅5与铜质弯管2紧密结合以加大铜质弯管2的对流导热面积，风扇7安装于铜质弯管2的背面固定支架上，通过强制吹风的方式以加快冷空气的流动，铜质弯管2、换热叶栅5、膨胀管3、高速微型水泵4与风扇7设置在防护网罩6内，组成一个机电一体化结构，同时又起到安全防护的作用。由太阳光电热能量转换系统中的能量转换器获得的热水在给水压力的推动下经节流阀1通入铜质弯管2，经铜质弯管2出口进入膨胀管3，膨胀管3的出口在高速微型水泵4抽吸作用下，形成极大的水力学负压，使得热水蒸发器的热水沸点急剧下降而在膨胀管3迅速蒸发，膨胀管3中热水的迅速蒸发所引起的流体相变立即快速传递到整个铜质弯管2，因此引起整个蒸发器的蒸发过程对周围环境的吸热而形成周围环境温度的下降，附加换热叶栅5和风扇7，增大了换热面积和空气对流速度，因此，加速了热量转换的过程，环境温度获得明显下降。
当实施例为多晶硅PC-Si太阳能光伏电池板，其等效面积50m2，最大额定输出电功率2.5kW，构建太阳能光电热能量转换系统，系统采用本发明作为其中光热转换系统中的热水蒸发器。
具体实施结果如下(1)当环境温度为34℃、太阳辐照度为800W/m2时，光伏电池板阵列背面的平均温度升至55℃；当环境温度为35℃、太阳辐照度为1000W/m2时，光伏电池板阵列背面的平均温度升至75℃以上；(2)用户房屋空间的降温效果夏季室外温度为34℃，25m2房间的平均温度处于27±1℃。
权利要求
1.一种太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，包括节流阀(1)、铜质弯管(2)、膨胀管(3)、高速微型水泵(4)、换热叶栅(5)、防护网罩(6)、风扇(7)，其特征在于节流阀(1)入口连接太阳光电热能量转换器中的热水出流管口，节流阀(1)的出口连接铜质弯管(2)的低端入口，铜质弯管(2)的高端出口连接一个膨胀管(3)，膨胀管(3)的出口紧连高速微型水泵(4)入口，高速微型水泵(4)的出口连至出水管，换热叶栅(5)与铜质弯管(2)紧密结合，风扇(7)安装于铜质弯管(2)的背面固定支架上，铜质弯管(2)、换热叶栅(5)、膨胀管(3)、高速微型水泵(4)与风扇(7)均设置于防护网罩(6)内，组成一个机电一体化结构。
2.根据权利要求1所述的太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，其特征是所述高速微型水泵(4)，其扬程在75cm以上、流量在290L/h以上。
3.根据权利要求1所述的太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，其特征是所述膨胀管(3)，其直径与铜质弯管(2)的直径比在3∶1以上。
4.根据权利要求1所述的太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，其特征是所述换热叶栅(5)，其材料为导热薄铝板材。
5.根据权利要求1所述的太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，其特征是所述风扇(7)，由无极直流调速电机与三只叶片构成，无极直流调速电机转/定子磁极由稀土材料制作。
全文摘要
一种太阳光热能量转换系统用热水蒸发器，属于能源技术领域。本发明包括节流阀、铜质弯管、膨胀管、高速微型水泵、换热叶栅、风扇与防护网罩。节流阀入/出口分别与热水出流管口和铜质弯管低端入口连接，铜质弯管高端出口连至膨胀管，膨胀管的出口紧连高速微型水泵，高速微型水泵出口通出水管。换热叶栅与铜质弯管紧密结合，铜质弯管、换热叶栅、膨胀管、高速微型水泵与风扇均设置于防护网罩内，组成一个机电一体化结构。本发明的显著特点在于直接使用热水作为致冷剂工质，对环境不会造成任何污染又节能。
文档编号F25B39/00GK1912502SQ20061003060
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者曾国辉, 张秀彬, 朱晓乾, 陈惕存 申请人:上海交通大学