專利名稱：整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能冰箱，尤其涉及一種整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱，屬太陽能利用技術領域。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術方案中，直接將吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器用管道連接，并安置于可移動的支架上。吸附床內填充若干個塊狀吸附材料，各個小方塊的塊狀吸附材料由薄銅皮包裹，薄銅皮既可防止吸附材料松懈，又可兼作傳熱肋片。塊狀吸附劑采用固化的、具有良好傳熱傳質特性的多孔介質。系統(tǒng)中的吸附床由不銹鋼板(1-1.5mm厚)做成長方體形狀，內部填充有吸附劑，吸附劑為活性炭或硅膠，制冷劑為甲醇或水，系統(tǒng)需要制冰時選用活性炭-甲醇工質對，系統(tǒng)作為冷藏箱時選用硅膠-水作為制冷工質對。吸附材料經固化而形成塊狀，保證系統(tǒng)在加熱時具有較強的傳熱能力。此外，在吸附床內可放置具有傳質通孔的不銹鋼管來加強傳質能力，亦可直接在吸附床的底部留有一定的空間作為傳質通道，保證系統(tǒng)在解吸和吸附時具有較好的效果。吸附床本體做好后，四周填入40-50mm的保溫材料，并在頂部涂上選擇性材料來增加吸附床的吸熱效果。此外，在離吸附床本體上表面50mm的地方放置透明纖維蓋板，以便形成吸附床本體上的吸熱溫室效應。吸附床下方用一根管子直接聯(lián)出與冷凝器相連。冷凝器用翅片管做成，翅片管采用不銹鋼(或銅管)底管-鋁翅片做成。蒸發(fā)器用不銹鋼板做成梯型斷面的形狀，冰槽由不銹鋼板做成上表面開口的方體形狀，冰箱殼體由聚氨脂材料發(fā)泡而成。吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器可直接相連，省去中間的閥門連接結構。蒸發(fā)器直接放在裝水的冰槽里，在吸附劑吸附制冷劑時所產生的制冷量直接傳遞給水并在冰槽內形成冰塊，并在冰箱殼體內保溫，供用戶使用。整個系統(tǒng)放置于有輪子的支架上，可方便地移動。
本發(fā)明將固化后性能優(yōu)異的吸附劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)顆粒狀的堆積吸附劑材料，提高了吸附工質對的吸附性能，有效加強了吸附劑的傳熱性能，提高了系統(tǒng)的效率。塊狀吸附材料上的孔狀結構構成了傳質通道，有效保證了吸附劑的高效傳熱傳質性能。本發(fā)明的無閥結構將吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器直接連接為一體，省去了閥門連接，整個系統(tǒng)只需一個閥門來進行制冷劑的充注，使系統(tǒng)結構簡單，拆裝、維修都非常方便，便于推廣應用。
本發(fā)明整個系統(tǒng)具有安全可靠、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，既可方便地做成小集熱面積的冰箱系統(tǒng)獨立使用，亦可根據用戶對制冷量的不同要求，將集熱器集成為一定面積的小型系統(tǒng)使用，能普遍適用于太陽能資源較為豐富的地區(qū)。


及
具體實施例方式附圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
如圖所示，本發(fā)明的吸附式太陽能冰箱主要由吸附床2、冷凝器5、蒸發(fā)器7、冰槽8等組成，由不銹鋼板做成的長方體吸附床2內部填充由薄銅皮包裹的塊狀吸附材料，四周填有保溫材料3，吸附床上表面放置透明纖維蓋板1，吸附床2內放置不銹鋼管加強傳質能力。吸附床2通過下方連接管道6直接與不銹鋼底管-鋁翅片做成的冷凝器5相連，冷凝器5與不銹鋼梯型斷面狀的蒸發(fā)器7相連，蒸發(fā)器7直接放在裝水的冰槽8中，冰槽8由不銹鋼板做成上表面開口的方體形狀，冰箱殼體9由聚氨脂材料發(fā)泡而成。吸附床2、冷凝器5、蒸發(fā)器7之間直接相連，省去了中間的閥門連接結構。整個系統(tǒng)放置于有輪子的冰箱支架4上，可方便地移動。
系統(tǒng)循環(huán)的工作過程如下循環(huán)從早上開始，當太陽升起時，吸附床2接受太陽能日照輻射能量，使吸附床內吸附劑的溫度升高，制冷劑的壓力相應升高，此時只有少量的制冷劑工質解吸出來。隨著太陽能輻射能量的加強，當吸附床內制冷劑壓力從蒸發(fā)壓力升高到冷凝溫度所對應的飽和壓力時，被吸附床內吸附劑所吸附的制冷劑不斷地解吸出來，并在冷凝器5中冷凝成液體后進入蒸發(fā)器7中。傍晚，吸附床隨太陽日照的消失逐漸冷卻，相應地吸附床內溫度及壓力下降，吸附劑開始吸附蒸發(fā)器中的制冷劑液體，從而開始蒸發(fā)制冷的過程，制冷劑蒸發(fā)過程中所釋放出的冷量通過蒸發(fā)器7傳給冰槽8中的水，并使水結冰，該過程一直進行到第二天早晨。系統(tǒng)運行時，白天為加熱解吸過程，晚上為吸附制冷過程，晚上制成的冰塊在白天供用戶使用。所得出的冰通過冰箱外殼9進行保溫，第二天取出后供用戶使用。
實施例一(1m2的集熱器)采用本發(fā)明上述無閥結構的太陽能吸附式冰箱，在接受太陽能輻射能量為18～22MJ/m2的前提下，經過一天的循環(huán)，可向外界提供日制冰量4～6kg。該產品大約需要吸附劑20kg，制冷劑6kg，吸附式冰箱的容積為80升。該產品適合于三口人之家庭使用，產業(yè)化后產品的成本價格在1800元/臺以內。
實施例二(3m2的集熱器)采用上述無閥結構的太陽能吸附式冰箱，在接受太陽能輻射能量為18～22MJ/m2的前提下，經過一天的循環(huán)，可向外界提供日制冰量15～18kg。該產品大約需要吸附劑60kg，制冷劑18kg，吸附式冰箱的容積為150升。該產品適合于邊遠地區(qū)醫(yī)療所保存醫(yī)療疫苗，產業(yè)化后產品的成本價格在5000元/臺以內。
實施例三(5m2的集熱器)采用上述無閥結構的太陽能吸附式冰箱，在接受太陽能輻射能量為18～22MJ/m2的前提下，經過一天的循環(huán)，可向外界提供日制冰量30～35kg。該產品大約需要吸附劑100kg，制冷劑30kg，吸附式冰箱的容積為210升。該產品能滿足小型農場、邊防哨所等小集體日常生活中餐飲業(yè)制冷需要，產業(yè)化后產品的成本價格在8000元/臺以內。
實施例四(10m2的集熱器)采用上述無閥結構的太陽能吸附式冰箱，在接受太陽能輻射能量為18～22MJ/m2的前提下，經過一天的循環(huán)，可向外界提供日制冰量60～70kg。該產品大約需要吸附劑200kg，制冷劑60kg，吸附式冰箱的容積為300升。該產品能滿足小型村莊日常生活中餐飲業(yè)制冷用量的需求，產業(yè)化后產品的成本價格在15000元/臺以內。
本發(fā)明還可根據用戶特殊需要，設計20m2、30m2的大系統(tǒng)作冷貯藏箱使用。
權利要求
1.一種整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱，由吸附床(2)、冷凝器(5)、蒸發(fā)器(7)等組成，其特征在于吸附床(2)內部填充由薄銅皮包裹的塊狀吸附材料，四周填有保溫材料(3)，吸附床上表面放置透明纖維蓋板(1)，吸附床(2)通過連接管道(6)直接與冷凝器(5)及放在裝水的冰槽(8)中的蒸發(fā)器(7)相連，冰箱殼體(9)采用聚氨脂發(fā)泡材料，整個系統(tǒng)放置于有輪子的冰箱支架(4)上。
2.如權利要求1所說的整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱，其特征在于冷凝器(5)的翅片管由不銹鋼或銅管底管-鋁翅片做成，蒸發(fā)器(7)為不銹鋼梯型斷面狀，冰槽(8)由不銹鋼板做成上表面開口的方體形狀。
3.如權利要求1所說的整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱，其特征在于吸附床(2)內塊狀吸附材料上的孔狀結構構成傳質通道，吸附床(2)內放置加強傳質能力的不銹鋼管。
全文摘要
一種整體無閥結構的吸附式太陽能冰箱,吸附床內填充由薄銅皮包裹的塊狀吸附材料,四周填入保溫材料,上表面放置透明纖維蓋板,吸附床通過連接管道直接與冷凝器及放在裝水的冰槽中的蒸發(fā)器相連,冷凝器的翅片管采用不銹鋼(或銅管)底管－鋁翅片做成,蒸發(fā)器為梯型斷面形狀,冰槽由不銹鋼板做成上表面開口的方體形狀,冰箱殼體采用聚氨脂發(fā)泡材料,整個系統(tǒng)置于可移動的冰箱支架上。本發(fā)明整個系統(tǒng)具有安全可靠、性能穩(wěn)定等優(yōu)點,既可方便地做成小集熱面積的冰箱系統(tǒng)獨立使用,亦可根據用戶不同要求,將集熱器集成為一定面積的小型系統(tǒng)使用,普遍適用于太陽能資源較為豐富的地區(qū)。
文檔編號F25D11/02GK1370968SQ0211091
公開日2002年9月25日 申請日期2002年2月27日 優(yōu)先權日2002年2月27日
發(fā)明者李明, 王如竹, 許煜雄, 孫長江 申請人:上海交通大學