专利名称：太阳能冷热管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用太阳能制冷、制热装置，尤其是涉及同时制冷和制热的 吸附式太阳能热利用装置。
背景技术：
太阳能吸附式制冷技术需要解决的关键问题之一是脱附时要高效集热而吸附时 要高效散热的矛盾，在此方面，上海交大的王如竹和南京航空航天大学的黄护林等提出将 吸附剂直接放在真空管中解决脱附时高效集热问题，将管道穿过吸附剂，用通冷水的办法 解决吸附时高效散热的问题，但采用他们的方案在制冷的同时较难提供高品位的热水，同 时，制冷剂在脱附后仍要经过冷凝、节流、蒸发后才能实现制冷，制冷过程需要人力控制。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种制冷和制热一次性自动完成，制冷不影响制热效 果，制冷制热相辅相成的太阳能冷热管。为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案本实用新型所述的太阳能冷热 管，由直通式太阳能真空管、上盖、上罩、冷凝水接收器、蓄水桶、自动落水阀、金属冷却管及 其连接管、补汽管、贮水室壳、下盖、保温隔热层、隔热管、下罩、蒸发管等依次组装构成，吸 附剂工作对填充在真空管腔内，具体的，沸石和水填充在真空管腔内，制冷工作对可以是沸 石和水，也可以是活性炭和甲醇及其他工作对，下面是以沸石和水作为制冷工作对来加以 说明的。其特征是采用了二头开口的直通式太阳能真空管、其上口由上盖密封；上罩罩 于真空管上口和上盖外；冷凝水接收器设置在上罩内，其上口外边沿与上罩内壁相切合； 蓄水桶设置在冷凝水接收器的下方由三根导管与冷凝水接收器底部相连通；自动落水阀 设置在蓄水桶内，底座密闭固定在蓄水桶的底部；用连接管将自动落水阀的出水口与四根 金属冷却管连通；金属冷却管共四根，也可若干根，呈圆周形设置于真空管内，与真空管内 壁保持一定的间隔，其上端穿过上盖开口于上罩内，管壁与上盖密封焊接，下端开口于贮水 室，管壁与贮水室壳密封焊接；补汽管穿过下盖和贮水室壳设置于真空管的中心部位，其上 端不开口，与上盖保持适当距离，下端为进汽口，开口于下盖外，管壁与下盖、贮水室壳密封 焊接；贮水室壳焊接在下盖上构成贮水室；下盖密封于真空管下口 ；保温隔热层设置于下 盖和下罩之间；隔热管穿过保温隔热层，密闭套接在蒸发管的出入口和补汽管进汽口、引导 管之间；蒸发管的出入口穿过下罩密闭插入对应的隔热管下端，管壁与下罩密封焊接；如上所述的上盖、上罩、下盖、下罩及金属冷却管采用与玻璃有相同热膨胀系数的 金属制成，使上盖、上罩、下盖、下罩与真空管始终保持较好的密封度；上盖上设有若干个单 向排汽管，该单向排汽管可以是单向阀，也可以是普通管体内设置封圈和封锥，其目的是使 真空管内的水蒸汽只能排入上罩腔内而不能回流；下盖上开有若干个排水微孔和引导管， 排水微孔起节流阀作用。上盖的四周与上罩之间、下盖的四周与下罩之间可加密封圈用螺 丝固定，也可用其他方法密封固定。[0006]如上所述的补汽管，其进汽口处设有单向阀或封圈和封锥，使外部蒸发管内的水、 汽能进入补汽管而补汽管中的水、汽不能回流蒸发管；补汽管管壁除下部约1/4之外，其余 部分和顶部全部开有无数的微孔，该微孔水能进出而沸石颗粒不能进入。本实用新型的特点是将普通的热管制热原理和吸附式制冷原理有机结合。上 下两开口分别由上盖和下盖密封后的真空管相当于吸附式制冷设备中的吸附床。上盖上 的单向排汽管和补汽管进汽口处的单向阀或封圈和封锥结构使作为制冷剂的水只能沿设 定方向流通而不逆流；与热管不同的是，所述冷热管的水蒸汽从真空管中经上盖上的单 向排汽管进入上罩，在顶部遇冷凝结后，不是直接回流真空管而是流入冷凝水接收器，再 流入蓄水桶内蓄积，当蓄水桶内的水位蓄积到自动落水阀设定排放水位时，自动落水阀自 动打开，冷凝水集中排入金属冷却管。自动落水阀技术由现有技术如虹吸式自动落水阀 (ZL01264053. 0)等解决。这样设置的作用是1、给真空管有足够的蒸发时间，便于产生高 温蒸汽，排出大量的水分，在提高制热效果的同时为后面制冷创造条件；2、自动落水阀集中 排水时，冷凝水流经金属冷却管，一部分顺管流入贮水室；一部分迅速汽化回到上罩腔内， 使上罩腔内短时间压力增高，同时带走大量热量，使金属冷却管外围的温度剧降，一方面， 仍充斥在真空管之内金属冷却管之外的水蒸汽沿金属冷却管外壁冷凝成水，体积变小、另 一方面，因沸石的含水量随温度变化而变化，温度降低，沸石将脱附的吸附水重新吸回，使 真空管内的水蒸汽体积进一步缩小，两方面因素使真空管内的压力突然降低，真空管内形 成相对真空，实现自动变压。此时，上盖上的单向排汽管关闭，补汽管进汽口处的单向阀打 开，或封圈和封锥结构的封锥上抬，蒸发管中的水、汽进入补汽管进汽口而压力降低，这样 一来，相对于下盖的上下两边，上边压力增大，下边压力减小，压差增大，贮水室内的水被从 下盖上的微孔中急速挤出，进入蒸发管，迅速汽化带走大量的热量，由蒸发管进入补汽管和 真空管，使蒸发管外围的介质温度降低，从而实现制冷目的。本实用新型将水以一定的比例 和沸石混合，并使真空管底部始终保持一定的水分，这样虽对沸石的吸附性能有一定的影 响，但这加快了真空管内的传热传质的速率，提高了太阳能吸收效果。本实用新型在制冷过 程中，既利用了吸附剂的吸附作用，更利用了水在汽化和冷凝时体积变化而产生的压差作 用，因而制冷效果大大增强。本实用新型的优点是1、制热制冷相辅相成，一次性完成，制冷不影响制热效果， 2、利用了自动落水阀自动排放的特点和水的自重，实现了制冷自动运行，制冷过程不消耗 外部能量，无运行成本；3、无需另外专设冷凝器等设备，简单有效，不浪费冷却水。4、与外界 光照强度相适应，光照强，蒸发快，蓄水桶蓄积时间短，制冷间隔时间短，持续供冷效果好， 反之则蓄水时间变长。因而能适应有阳光的任何环境；
图Ia为太阳能冷热管的外观示意图图Ib为太阳能冷热管的中轴剖面图图2a为太阳能冷热管上端部分放大后的中轴剖面图图2b为太阳能冷热管上端部分零部件展开示意图图3a为太阳能冷热管下端部分放大后的中轴剖面图图3b为太阳能冷热管下端部分中轴剖面零部件展开示意图[0015]图4a为太阳能冷热管中间部分横断面示意图图4b为补汽管进汽口处采用封圈封锥结构时封圈封锥结构示意图上述八幅附图中各部件共用统一标号。在这八图中，1真空管，2上罩，3冷凝水接 收器，4蓄水桶，5自动落水阀，6上盖上的单向排汽管，7上盖，8和9为自动落水阀与金属冷 却管间的连接管，10金属冷却管，11补汽管，12吸附剂工作对，13贮水室壳，14补汽管进汽 口处的封圈和封锥或单向阀，15下盖，16下盖排水微孔下面设置的引导管，17和21为隔热 管，18、保温隔热层，19下罩，20、蒸发管
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施与结构，如图la、b所示，太阳能冷热管 外部管体由直通式太阳能真空管1、上罩2、下罩19密封构成，该真空管1可以是全玻璃型 也可是内金属外玻璃型的，蒸发管20固接在下罩19上；如图2a、b所示，上盖7密封固定在 真空管1上口，该真空管1如采用全玻璃型时，其上口与上盖之间可采用热封技术密封，也 可用现有其他技术密封；如采用内金属外玻璃型时，则可直接焊接，上盖7上设有单向排汽 管6，该单向排汽管可以是单向阀，也可以是普通管体内设置封圈和封锥，上盖7的四周外 边沿可加密封圈用螺钉与上罩2固接；上罩2的外边沿密封罩在真空管1的上口外壁；冷 凝水接收器3设置在上罩2内的中上部，其上口外边沿与上罩2内壁相切合；蓄水桶4设置 在冷凝水接收器3的下方，由三根导管与冷凝水接收器3底部相连通；自动落水阀5设置在 蓄水桶4内，底座密封固定在蓄水桶4的底部，出水口插入连接管8的上口 ；连接管8穿过 上盖7上的预留孔与四根连接管9相连通，连接管8上口处与上盖7密封焊接；四根连接管 9分别与四根金属冷却管10连通；如图2a、图3a、图4a所示，四根金属冷却管10穿过真空 管上盖7、贮水室壳13，呈圆周形排布在真空管1腔内，与真空管1内壁间隔一定的间隔，其 上端开口于上罩2内且管壁与上盖7密封焊接，下端开口于贮水室且管壁与贮水室壳13顶 部密封焊接；补汽管11穿过下盖15和贮水室壳13顶部，设置在真空管1的中心部位，其上 端不开口，与上盖7保持适当距离，下端为进汽口，开口于下盖15外，管壁与下盖15及贮水 室壳13顶部密封焊接，补汽管11管壁上部约3/4部分及顶部留有无数的小气孔，使水分 子能进出而沸石不能进入，下部约1/4不留孔，目的是让真空管内留有一定的水，利于对流 传热；封圈封锥如图4b所示，或是单向阀14设置于补汽管11进汽口处，使水或汽只能进入 补汽管11而不能回流；将贮水室壳13与下盖15密封焊接，构成贮水室，用于临时贮存自动 落水阀5排下的冷凝水；用颗粒大于补汽管11管壁上小孔直径的沸石和适当比例的水作为 吸附工作对12填满真空管1内的剩余空间；如图3a、b所示，下盖15采用相同于上盖和上 口之间的方法与真空管1下口密封固定，下盖15上开有若干个排水微孔，排水微孔下面设 有引导管16，引导管16分别插入下面的隔热管21的上端，隔热管21穿过保温隔热层18， 上端分别密闭套接在引导管16上，下端分别密闭套接在蒸发管20的进水口上；隔热管17 穿过保温隔热层18的中央，上端密闭套接在补汽管11的进汽口上，下端密闭套接在蒸发管 20的出汽口上；保温隔热层18设置于下盖15和下罩19之间，与隔热管17、21 —同阻止真 空管1内的热量外泄；下罩19包在保温隔热层18的外面，其上边沿与下盖15的外边沿加 密封圈用螺丝固定；蒸发管20的进出口穿过下罩19，其进水口分别密闭插接在隔热管21 的下端，出汽口密闭插接在隔热管17的下端，管壁与下罩19焊接，蒸发管20的进水管分三层次连接于出汽管上，这样设置的目的在于，在制冷间断时即使有少量的水漏入蒸发管20 中，也只会在最底层管中结冰而不会整个堵塞蒸发管20。将所述太阳能冷热管若干支，按 一定的角度，上端置于蓄热水箱中，下端置于蓄冷水箱中固定安装在户外，并用管道通往用 户，在阳光正常的情况下即可实现持续供冷，同时还能提供较高品位的热水。
权利要求一种太阳能冷热管，由直通式太阳能真空管、上盖、上罩、冷凝水接收器、蓄水桶、自动落水阀、金属冷却管及其连接管、补汽管、贮水室壳、下盖、保温隔热层、隔热管、下罩、蒸发管等依次组装构成，吸附剂工作对填充在真空管腔内，其特征是采用了二头开口的直通式太阳能真空管、其上口由上盖密封；上罩罩于真空管上口和上盖外；冷凝水接收器设置在上罩内，其上口外边沿与上罩内壁相切合；蓄水桶设置在冷凝水接收器的下方由三根导管与冷凝水接收器底部相连通；自动落水阀设置在蓄水桶内，底座密闭固定在蓄水桶的底部；用连接管将自动落水阀的出水口与四根金属冷却管连通；金属冷却管共四根，呈圆周形设置于真空管内，与真空管内壁保持一定的间隔，其上端穿过上盖开口于上罩内，管壁与上盖密封焊接，下端开口于贮水室，管壁与贮水室壳密封焊接；补汽管穿过下盖和贮水室壳顶设置于真空管的中心部位，其上端不开口，与上盖保持适当距离，下端为进汽口，开口于下盖外，管壁与下盖、贮水室壳密封焊接；贮水室壳焊接在下盖上构成贮水室；下盖密封于真空管下口；保温隔热层设置于下盖和下罩之间；隔热管穿过保温隔热层，密闭套接在蒸发管的出入口与补汽管进汽口、引导管之间；蒸发管的出入口穿过下罩密闭插入对应的隔热管下端，管壁与下罩密封焊接。
2.根据权利要求1所述的太阳能冷热管，其特征是上盖、上罩、下盖、下罩及金属冷却 管采用与玻璃有相同热膨胀系数的金属制成；上盖上设有若干个单向排汽管；下盖上开 有若干个排水微孔和引导管。
3.根据权利要求1所述的太阳能冷热管，其特征是补汽管进汽口处设有单向阀；补汽 管管壁除下部约1/4之外，其余部分和顶部全部开有无数个水能进出而沸石颗粒不能进入 的微孔。
专利摘要一种太阳能冷热管，属太阳能热利用领域，其特点是直通式太阳能真空管的上下开口由上下盖密封，上盖设有单向排汽管，上罩罩于真空管上口外，冷凝水接收器设置在上罩内，与蓄水桶、自动落水阀、连接管、金属冷却管、贮水室依次密闭通连，下盖、保温隔热层、隔热管、下罩、蒸发管依次固定在真空管下口，下盖设有排水微孔，补汽管设置在真空管的中心部位，其进汽口开口于下盖外且设有堵圈堵锥或单向阀；吸附剂工作对填充在真空管腔内。本实用新型目的在于提供一种制冷和制热一次性自动完成的太阳能装置，其优点是制冷和制热一次性自动完成，制冷不影响制热效果，无运行成本。
文档编号F25B27/00GK201706771SQ200920284878
公开日2011年1月12日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者卢志保 申请人:卢志保