专利名称：太阳能固体吸收式制冰机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型太阳能固体吸收式制冷冰机，属于太阳能制冷技术领域。
目前常用的太阳能制冷系统一般分为两类；一类是利用光电效应或动力循环将太阳能转化为电能，然后驱动传统的蒸汽压缩式系统进行制冷。这类系统要经过能量转换，因此系统的结构较复杂，成本高。另一类是采用吸收剂制冷，此类又可分为液体吸收式和固体吸收式两种，相对于液体吸收式制冷系统，而固体吸收式制冷系统是一种间歇式制冷系统，这一特点正好与太阳能本身是一种不连续的能量相吻合，因而，不需要采用蓄能装置，固体吸收式制冷主要存在的问题是由于太阳能本身能量比较分散，故使得系统的传热传质效率低，加上固体吸收剂吸收制冷剂后会发生较大的体积膨胀，孔隙率难以保证，因此导至成本高，无法投入商业运行。
为了克服上述不足，本实用新型的目的是设计一种结构简单、使用方便、传热传质效率高、具有良好性能价格比的新型太阳能固体吸收式制冰机。
本实用新型一种新型太阳能固体吸收式制冰机，该装置主要由集热器／反应器(1)连接冷凝器(2)，冷凝器(2)连接储液罐(3)，储液罐(3)连接冷冻箱(4)，而连接成一封闭的固体吸收式制冷装置。其中集热器／反应器(1)是该装置的关键部件，该部件是将太阳能集热器和反应器做成一体形式，上层中间部分为反应器、下层和周围部份为集热器，其形状为矩形，在集热器／反应器中主要包含有阀门(6)、上风门(7)、玻璃盖板(8)、光谱选择性吸收涂料(9)、反应器(10)、自然通风风道(11)、汇流管(12)、绝热材料(13)和下风门(14)，其中阀门(6)设在集热器／反应器的一侧、与反应器(10)和汇流管(12)连通、用来控制汇流管(12)和反应器(10)中的制冷剂通路，自然通风风道(11)设在反应器下方，上、下风门(7)(14)设在自然通风风道(11)两侧、用于打开或关闭风道使用，反应器(10)为矩形截面、为了更好的吸收太阳能，在反应器的上表面镀有太阳能光谱选择性吸收涂层(9)、反应器内填充有用于制冷用的固体状工质对(即固体吸收剂氯化钙(CaCL2)和制冷剂氨(NH3)在工质对中并添有一定比例的膨胀石墨作为添加剂以保证膨胀后的孔隙率)，在反应器的上方盖有一玻璃盖板(8)、用于密封反应器，在集热器／反应器的下层及周围的中空部份填有绝热材料(14)，用于保温隔热。
该装置的冷凝器(2)为一水冷式冷凝器，其冷凝盘管(15)浸在一装满水的水箱中，氨冷凝所放出的热量是通过水箱中的水自然蒸发将热量带走。该装置的冷冻箱(4)为一具有内、外壳体的矩形箱体，在内、外壳体之间的中空部分填充有绝热材料(16)、用于保温隔热，在绝热材料(16)之间排列有蒸发器(17)、冷冻箱内置有供制冰用盛装清水用的金属盒(5)。
本实用新型的工作过程是在白天，上、下风门(7)、(14)关闭集热器／反应器的自然通风风道(11)，集热器／反应器收集太阳能并加热反应器(10)，当热量达到一定的温度时，填充在反应器(10)中的工质对氯化钙将其吸收的氨分解出来，系统压力上升，当压力达到冷凝温度所对应的氨的饱和压力时，氨气在冷凝器(2)中的冷凝管(15)中开始冷凝由气体冷凝成液体，冷凝过程中产生的热量通过冷凝器(2)中的水将热量自然带走，冷凝后的氨液储存在储液罐(3)中；夜晚，上下风门(7)(14)打开，自然通风风道(11)通风降温，反应器(10)内的温度随之降低，压力也随之下降，此时氨液流进冷冻箱(4)内的蒸发器(17)进行蒸发，蒸发后产生冷气开始制冷，此时冷冻箱内放有盛清水用的金属盒，随着氨液的蒸发，冷冻箱内的温度下降，当温度下降到0°时，金属盒内的水开始结冰。蒸发后的氨气又重新被反应器(10)中的工质对氯化钙吸收，吸收过程所产生的热量可通过自然通风风道(11)将其排放，氨液不断的蒸发，冷冻箱内的温度进一步下降，金属盒内的清水全部结成冰，第二天上午可将冰取出使用，然后再将金属盒内置入清水继续重复白天的过程。
本实用新型的优点是结构简单、性能可靠、使用和维修方便，该装置于集热器和反应器成为一体，使得体积小、结构紧凑、减少了传热传质的损失率、采用膨胀石墨作为添加剂，更有利的强化了传热传质过程，简化了吸收剂和填充工艺、从而降低了制造成本低，有利于批量生产。
本实用新型有如下附图
图1为本实用新型结构示意图。
图2为集热器／反应器结构示意图。
图中标号如下1.集热器／反应器2.冷凝器3.储液罐4.冷冻箱5.金属盒6.阀门7.上风门8.玻璃盖板9.光谱选择性吸收涂料10.反应器11.自然通风风道12.汇流管13.绝热材料14.下风门15.冷凝管16.绝热材料17.蒸发器本实用新型是集热器／反应器连接冷凝器、冷凝器连接储液罐、储液罐连接冷冻箱，构成一个封闭式循环式制冰机，将连接好的装置放在采光效果好的环境条件下，一台太阳能固体吸收式制冰机，采用氯化钙和氨作为工质对时，集热器的有效采光面积约为16平方米，在北京地区五至八月份晴天，当太阳水平面的日辐射总量为20MJ／m2时，每平方米集热面积的制冰量能达到3.5公斤左右。由于该装置结构简单、使用方便、成本低、并且仅使用太阳能作为动力，因此，特别适合缺乏电力的山区、农村及边远地区使用。
权利要求1.一种新型太阳能固体吸收式制冰机，其特征在于该装置主要由集热器/反应器(1)连接冷凝器(2)，冷凝器(2)连接储液罐(3)，储液罐(3)连接冷冻箱(4)，而连接成一封闭的固体吸收式制冷装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中该集热器／反应器(1)是将太阳能集热器和反应器做成一体形式，上层中间部分为反应器、下层和周围部份为集热器，其形状为矩形，在集热器／反应器中主要包含有阀门(6)、上风门(7)、玻璃盖板(8)、光谱选择性吸收涂料(9)、反应器(10)、自然通风风道(11)、汇流管(12)、绝热材料(13)和下风门(14)，其中阀门(6)设在集热器／反应器的一侧、与反应器(10)和汇流管(12)连通，自然通风风道(11)设在反应器下方，上、下风门(7)(14)设在自然通风风道(11)两侧，反应器(10)为矩形截面形、其上表面镀有太阳能光谱选择性吸收涂层(9)、反应器内填充有用于制冷用的固体状工质对，即固体吸收剂氯化钙(CaCL2)和制冷剂氨(NH3)在工质对中并添有一定比例的膨胀石墨作为添加剂，在反应器的上方盖有一玻璃盖板(8)、在集热器／反应器的下层及周围的中空部份填有绝热材料(14)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置的冷凝器(2)为一水冷式冷凝器，其冷凝盘管(15)浸在一装满水的水箱中。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置的冷冻箱(4)为一具有内、外壳体的矩形箱体，在内、外壳体之间的中空部分填充有绝热材料(16)、在绝热材料(16)之间排列有蒸发器(17)、冷冻箱内置有金属盒(5)。
专利摘要一种太阳能固体式吸收式制冰机，包括有集热器/反应器连接冷凝器、冷凝器连接储液罐、储液罐连接冷冻箱，构成一个封闭循环固体吸收式制冰装置，该装置的关键部件是集热器/反应器，其将集热和反应制成一体，形状为矩形，上层中间为反应器，下层和周围部分为集热器，反应器内填充有氯化钙和氨作为吸收剂和制冷剂的工质对，该装置白天采集阳光热量，使氯化钙将吸收的氨释放出来冷凝成氨液，储存在储液罐中，夜晚温度下降，氨液在冷冻箱内蒸发制冷结冰。
文档编号F25C1/00GK2197640SQ9421786
公开日1995年5月17日 申请日期1994年8月2日 优先权日1994年8月2日
发明者袁修干, 林贵平, 吴子康, 梅志光, 王俊清, 韩凤华 申请人:北京航空航天大学