专利名称：一种太阳能致冷及供热综合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷及供热综合装置，特别是涉及一种太阳能致冷及加热综合装置。
现有的太阳能固体吸附式制冷装置分为两种类型，一种是间歇式制冷装置，它以一个昼夜为一个循环周期，白天日照直接加热固体吸附床脱附，制冷剂液化，晚上固体吸附床冷却吸附，制冷剂蒸发制冷。此类装置循环周期长，致冷效率低，且只可以间歇运行，只适宜于制冰。另一种是双床回热连续型制冷装置，它首先依靠太阳能集热器集热，然后利用传热工质传热加热固体吸附床脱附，采用双床或多床交替地吸附和脱附实现连续制冷。此类装置循环周期短，床与床之间可以回热，因而制冷效率高。但是此类装置体积庞大，系统复杂，太阳能总体的制冷效率低下。
本发明的目的是制造一种集热温度高，真空管太阳能集热器与固体吸附床复合一体的，采用致冷与供热功能相互切换方式的，可以连续不断地循环制冷，并且可同时产生热能，结构紧凑，体积小巧，制冷功效卓越，太阳能总体利用效率极高的太阳能空调制冷及供热综合利用装置。
本发明的目的是如下方式实现的它由一个聚光型真空管太阳能集热器--固体吸附床复合体(1)、球形热水箱(4)、球形冷水箱(5)、冷凝器(10)、储液器(11)、蒸发器(12)组成。
聚光型真空管太阳能集热器--固体吸附床复合体(1)，由二部分构成。第一部分是聚光器(2)，它可以是CPC槽形聚光器，也可以是抛物线槽形聚光器；第二部分是真空管--固体吸附床复合体(3)，它由真空管(16)、制冷剂蒸汽分布管(14)、换热器(15)、固体吸附床(20)组成。真空管(16)与聚光器(2)以一定的相对位置固联在一起，使得阳光经聚光器(2)反射后汇聚在真空管(16)上真空管(16)可以是全玻璃真空管，也可以是带有金属吸热体的玻璃金属热压封真空管；固体吸附床(20)是封闭的不锈钢圆筒，其内部带有水循环换热器(15)及制冷剂蒸汽分布管(14)并按一定方式盛纳固体吸附剂(21)的圆筒形部件，它可以直接插入真空管(16)中，与真空管(16)紧密接触构成真空管--固体吸附床复合体(3)，也可以直接作为金属吸热体，采用热压封方法与真空管(16)熔封成真空管--固体吸附床复合体(3)。两只吸附床中，其中一只吸附床的一端通过冷水管入水口(19)与电磁阀(6)、循环水泵(13)和冷水箱(5)连通，另一端通过热水管出水口(17)与电磁阀(7)及热水箱(4)连通；另一只吸附床同样通过冷水管入水口(19)与电磁阀(8)、循环水泵(13)和冷水箱(5)连通，通过热水管出水口(17)与电磁阀(9)及热水箱(4)连通。两只吸附床通过制冷剂蒸汽分布管口(18)同时与冷凝器(10)、储液器(11)及蒸发器(12)连通；球形热水箱(4)、球形冷水箱(5)通过循环水泵(13)及固体吸附床内部的水循环换热器(15)连接而成；冷凝器(10)、储液器(11)、蒸发器(12)、固体吸附床(20)通过制冷剂蒸汽分布管口(18)连接而成；聚光型真空管--固体吸附床复合体根据不同的地理纬度倾斜安装。
运行开始后，阳光照射聚光器(2)，聚光器(2)将阳光汇聚到真空管(16)上直接加热其内部的吸附床(20)，吸附床(20)内部的吸附剂(21)受热脱附出制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽又在冷凝器(10)中冷凝成液体流至储液器(11)储存。当吸附剂脱附完全后，启动循环水泵(13)，将冷水箱(5)中的水打入水循环换热器(15)冷却吸附床(20)，将吸附床(20)内部的显热传出供热，此时太阳光入射的热能也一并传出供热。随着吸附床(20)冷却到一定的程度，吸附过程开始，蒸发器(12)内的液体开始蒸发致冷。当吸附达到饱和时，停闭循环泵(13)加热脱附过程又重新开始。如此周而复始，在阳光持续的照射下即可实现间断的准连续致冷及供热。
如果两个同样的床交替运行，二者共用一套水箱循环和空调制冷系统，则整个体系形成完全连续的太阳能空调制冷及供热系统。
本发明的优点和积极效果如下1、由于采用真空管--吸附器复合体集热，太阳光直接照射加热吸附剂，加热效率高，系统结构紧凑，体积小巧。
2、通过加热和致冷功能之间的切换，实现了连续循环制冷。
3、装置同时向外供应冷量和热量，系统太阳能总体利用的效率极高。
4、通过冷却水的间断性循环，将阳光的持续照射加热转化为间断性的冷却与加热过程。
5、由于免去了多循环系统，使其极易与建筑相结合，大大增强了太阳能空调的实用性。
图1太阳能致冷空调及供热综合装置俯视2太阳能致冷空调及供热综合装置侧视3真空管--固体吸附床复合体剖视图以下结合附图详细描述实施例如图1所示，一种太阳能空调制冷与供热综合装置由两只聚光型真空管--固体只附床复合体(3)，球形冷水箱(5)、球形热水箱(4)与循环水泵(13)以及电磁阀(6、7、8、9)构成的冷却及供热水循环系统，以及冷凝器(10)、储液器(11)、及蒸发器(12)构成的致冷空调系统三部分构成。其中聚光器(2)是CPC槽形聚光器，真空管--固体吸附床复合体(3)是由大口径全玻璃真空管(16)以及插入其内部的固体吸附床(20)构成，如图3所示全玻璃真空管(16)为全白不带吸收涂层的真空管，固体吸附床(20)是一只封闭的不锈钢圆筒，其内部带鼠笼式水循环换热器(15)及致冷剂蒸汽分布管(14)并填充沸石分子筛颗粒，活性炭或者活性炭纤维等制冷吸附剂(21)。球形冷水箱(5)、球形热水箱(4)分别由玻璃钢制成，水循环泵(5)、阀门(6)、阀门(7)、阀门(8)、阀门(9)为常规水泵和电磁阀，冷凝器(10)为翅片式换热器，储夜器(11)为一球形容器，蒸发器(12)为蛇形管空气换热器，蒸发器(12)、储液器(11)、冷凝器(10)通过致冷剂蒸汽分布管(14)与固体吸附床(20)的冷剂蒸汽分布管口(18)联接构成致冷系统，其内部抽真空。
系统的组装过程如下首先将外管外径φ≥150mm的大口径全白无涂层全玻璃真空管(16)套装在圆筒形固体吸附床上构成真空管--固体吸附床复合体(3)，将真空管--固体吸附床复合体(3)与CPC聚光器(2)固联一体形成聚光型真空管--固体吸附床复合体(1)。然后将其安装在已经按照各地地理纬度设计制作好的倾斜支架上，两架并置朝南放置。通过固体吸附床(20)的出水口(17)、入水口(19)与电磁阀(6)、(7)、(8)、(9)、水循环泵(13)、冷储水箱(5)和热储水箱(4)连通构成水循环冷却系统。通过两个固体吸附床(20)的制冷剂蒸汽分布管口(18)与冷凝器(10)、储液器(11)和蒸发器(12)连通，并检验不泄漏，抽真空使固体吸附床(20)与冷却器(10)、储液器(11)和蒸发器(12)构成制冷空调系统，内部的真空度达10-3Pa以上，然后灌入跟固体吸附床(20)内部的固体吸附剂(21)配对的吸附质。至此组装过程全部完成。
运行过程开始后，固体吸附床(20)为阳光加热脱附出吸附质进入储液器(11)储存，当脱附完全后，启动水循环泵(13)、电磁阀(6)、(7)，关闭电磁阀(8)、(9)，冷却第一支吸附床，冷却到一定程度后，此吸附床即可以吸附制冷剂蒸汽，蒸发器(12)内部的制冷剂开始蒸发制冷，在此过程中冷却水循环不仅冷却吸附床而且带出吸附床显热和此时入射的太阳热能对外供热。当第一支吸附床吸附饱和后，关闭电磁阀(6)、(7)，开启电磁阀(8)、(9)，第一支吸附床开始加热脱附，第二支吸附床开始冷却吸附，并开始制冷。如此周而复始，两只吸附床相互交替，即可实现连续稳恒的制冷及供热。
权利要求
1.一种太阳能空调制冷与供热综合装置，其特征在于它由一个聚光型真空管太阳能集热器--固体吸附床复合体(1)、球形热水箱(4)、球形冷水箱(5)、翅片式冷凝器(10)、球形储液器(11)、蛇形管式蒸发器(12)共同组成。
2.根据权利要求书1所述的聚光型真空管太阳能集热器--固体吸附床复合体，其特征在于它由聚光器(2)、真空管--固体吸附床复合体(3)组成。
3.根据权利要求书2所述的聚光器，其特征在于它可以是CPC槽形聚光器，也可以是抛物线槽形聚光器；
4.根据权利要求书2所述的聚光型真空管太阳能集热器--固体吸附床复合体，其特征在于它由真空管(16)、制冷剂蒸汽分布管(14)、水循环换热器(15)、固体吸附床(20)组成。
5.根据权利要求书4所述的真空管，其特征在于真空管(16)与聚光器(2)以一定的相对位置固联在一起，使得阳光经聚光器(2)反射后汇聚在真空管(16)上；
6.根据权利要求书4所述的真空管，其特征在于真空管(16)可以是全玻璃真空管，也可以是带有金属吸热体的玻璃属热压封真空管；
7.根据权利要求书4所述的固体吸附床，其特征在于固体吸附床(20)是封闭的不锈钢圆筒，其内部带有水循环换热器(15)及制冷剂蒸汽分布管(14)并按一定方式盛纳固体吸附剂(21)的圆筒形部件，它可以直接插入真空管(16)中，与真空管(16)紧密接触构成真空管--固体吸附床复合体(3)，也可以直接作为金属吸热体，采用热压封方法与真空管(16)熔封成真空管--固体吸附床复合体(3)。
8.根据权利要求书4所述的固体吸附床，其特征在于两只固体吸附床中，其中一只吸附床通过冷水管入水口(19)与电磁阀(6)、水泵(5)和冷水箱(3)连通，通过热水管出水口(17)与电磁阀(7)及热水箱(4)连通；另一只吸附床同样通过冷水管入水口(19)与电磁阀(8)、水泵(5)和冷水箱(3)连通，通过热水管出水口(17)与电磁阀(9)及热水箱(4)连通。
9.根据权利要求书1所述的装置，其特征在于球形热水箱(4)、球形冷水箱(5)通过循环水泵(13)及固体吸附床内部的水循环换热器(15)连接而成；
10.根据权利要求书1所述的装置，其特征在于冷凝器(10)、储液器(11)、蒸发器(12)与固体吸附床(20)通过制冷剂蒸汽分布管口(18)连接而成；
11.根据权利要求书1所述的装置，其特征在于聚光型真空管--固体吸附床复合体根据不同的地理纬度倾斜安装。
全文摘要
本发明属于太阳能制冷及加热领域。该装置由真空固体吸附发生器复合体、冷却水循环系统以及固体吸附式制冷系统构成。其目的是制造一种集热温度高,真空管太阳能集热器与固体吸附床复合一体的采用制冷与供热功能相互切换方式的,可以连续不断地循环制冷,并且可同时产生热能,结构紧凑,体积小巧,制冷功效卓越,太阳能总体利用效率极高的太阳能空调制冷及供热综合利用装置。
文档编号F25B27/00GK1283772SQ9911176
公开日2001年2月14日 申请日期1999年8月7日 优先权日1999年8月7日
发明者施峰, 李明 申请人:云南师范大学