专利名称：整体式紧凑型低热损太阳能冷管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能冷管，尤其涉及一种整体式紧凑型低热损太阳能冷管，属于新能源利用技术领域。
太阳能是一种人类所能利用的最丰富、最清洁和最有希望的未来能源。近年来世界各国在太阳能光热利用系统的研究、开发和生产等领域取得了长足的进步。太阳能吸附式制冷是一种绿色环保型制冷技术，在国内外不断有来自这方面的研究报道。在当前研究中，吸附床得到太阳能的方式主要有两种一是由附加的太阳能集热器接受太阳辐射后将能量传递到吸附床；二是将吸附器制成扁盒型，其外金属板作为太阳能平板集热器的吸收板。系统结构较为复杂，成本高，且容易泄漏。实用新型专利ZL93243569.6“单体吸附制冷管”提出了一种由吸附床段、冷凝器段和蒸发器段三部分组成的单体吸附制冷管，Liu Zhenyan，Lu Yunzhuang，Zhao Jiaxin，“Zeolite-active carboncompound adsorbent and its use in adsorption solar cooling tube”(Solar EnergyMaterials and Solar Cells，1998，Vol.5245-53)探讨了这种单体吸附制冷管在太阳能制冷中的应用。但这种单体吸附制冷管对太阳能的集热效率不高，集热平衡温度低，且结构不够紧凑，有待进一步改善。
本发明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冷管。该冷管自身完成对太阳能的高效吸收及向外界提供冷量，在日照较低的情况下也能制冷，结构简单，操作方便，易于产业化。
为实现这样的目的，本发明设计的太阳能冷管由吸附床和冷凝/蒸发器两部分组成，这两部分的轴线可以有一个夹角，吸附床的中心有一蒸汽通道，吸附床的外部为双层同轴高硼硅玻璃管，内部装填由吸附剂粉或颗粒制成的带孔道的圆柱形块状吸附剂。两层间为真空隔热夹层，内管外表面涂有太阳能选择性涂层，在冷凝/蒸发器内布置蛇形螺旋盘管，装有制冷剂。
本发明的工作原理为白天吸附床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。此时螺旋盘管内流通冷却换热流体，当系统压力达到与冷凝温度对应的饱和压力时，制冷剂蒸汽在螺旋盘管外表面凝结为液体并贮存在冷凝/蒸发器内。此加热脱附过程进行到下午3时30分左右。傍晚之后，吸附床温度开始降低，逐渐吸附冷凝/蒸发器内的制冷剂，制冷剂蒸发产生的冷量通过螺旋盘管内的换热液体输送到蓄冷器贮存或直接对外供冷。
本发明结合太阳能真空集热管技术，提高吸附床对太阳能的有效吸收，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，克服了传统太阳能吸附制冷在日射较低的天气不能制冷的缺点。本发明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，有望使我国太阳能吸附式制冷进入实用化，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发明的技术方案作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图。
图中，太阳能冷管由吸附床1和冷凝/蒸发器2两部分构成，这两部分的轴线有一夹角α，60°≤α≤180°，在冷凝/蒸发器2中布置蛇形螺旋盘管3，冷凝/蒸发器2内装有制冷剂4。
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5和内管7之间为真空隔热夹层6，吸附床的内部装填由吸附剂粉或颗粒制成的带孔道的圆柱体形吸附剂块8，其中心孔道为蒸汽通道9，内管7外表面涂有太阳能选择性涂层。
在本发明的一个实施例中，冷管吸附床内布有以沸石分子筛为主的复合吸附剂块，以水为制冷剂。吸附床和冷凝/蒸发器的长度分别为1100mm和300mm，两部分轴线夹角为180°，冷管壳体均为玻璃管，双层玻璃管的内、外管管径分别为55mm、65mm，吸附床内管外表面选择性涂层的太阳能吸收率为0.95，发射率为0.1，隔热夹层维持低真空。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时接收太阳辐射，期间平均日照强度为700W/m2，平均环境温度为32℃。吸附床平均集热温度为95℃，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和吸附循环制冷剂蒸发产生的冷量均通过螺旋盘管内的换热流体输出，一根冷管的制冷量约为170kJ，系统的总能量转换效率为13％。
权利要求
1.一种整体式紧凑型低热损太阳能冷管，包括吸咐床1和冷凝器、蒸发器，其特征在于冷凝器和蒸发器合二为一，吸附床1和冷凝/蒸发器2的轴线有一夹角α，在冷凝/蒸发器2中布置蛇形螺旋盘管3，冷凝/蒸发器内装有制冷剂4，吸附床外部为双层结构，采用双层同轴高硼硅玻璃管，外管5和内管7之间为真空隔热夹层6，内管7外表面涂有太阳能选择性涂层，吸附床内部装填有带孔道的圆柱体形吸附剂块8，其中心孔道为蒸汽通道9。
2.一种如权利要求1所说的整体式紧凑型低热损太阳能冷管，其特征在于所说的吸附剂块7为吸附剂粉或颗粒制成。
3.一种如权利要求1所说的整体式紧凑型低热损太阳能冷管，其特征在于所说的吸附床1和冷凝/蒸发器2的轴线夹角取值为60°≤α≤180°。
全文摘要
一种整体式紧凑型低热损太阳能冷管,由吸附床和冷凝/蒸发器两部分构成,在冷凝/蒸发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,内管外表面涂有太阳能选择性涂层,吸附床内部装填有带孔道的圆柱体形吸附剂块,其中心孔道为蒸汽通道。本发明不仅能高效吸收太阳能并向外界提供冷量,而且在日射较低的情况下也能制冷,结构简单,操作方便,易于产业化。
文档编号F24J2/32GK1266168SQ0011501
公开日2000年9月13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