CN105705873B - 太阳能制冷系统 - Google Patents

Abstract

在世界上许多地方电力供应不可靠，或者电力成本高，这意味着在很多情况下传统的基于压缩机和电力供电的空气制冷系统由于停电而无法运行，或者需要较多花费才能运行。本发明的一些方面提供了一种空气制冷系统。该空气制冷系统包括一个驱动制冷系统的太阳能收集元件。该空气制冷系统可以包括一个吸收式制冷系统或者热电制冷系统。制冷系统可以包括配备空气流通系统的太阳能收集器。制冷单元可悬挂在窗户内侧或者其他垂直面上，并利用太阳的热能或辐射触发制冷机制，然后，通过制冷系统产生制冷。

Description

太阳能制冷系统

相关申请

本专利申请要求2013年9月12日提交的序列号为61/877,001的美国临时专利申请的优先权权益，并且在此引用其全文作为参考。

技术领域

本发明涉及用于室内制冷设备的太阳能热制冷系统。

背景技术

在世界上许多地方电力成本高，或者电力供应不可靠，这意味着在很多情况下传统的基于压缩机和电力供电的空气制冷系统需要较多花费才能运行，或者由于停电而无法运行。例如，亚洲大部分地区在建筑制冷方面用掉的能源比照明和取暖用掉能源的总和还多。

在北美和欧洲市场，夏季气温的上升导致大量的人开启传统的空气制冷单元，由于配电系统的需求不断增加，越来越常见的后果就是电力中断，丢下这些没有备用制冷设备的家庭和企业。炎热是全球性的问题。甚至在美国，热浪造成的人员死亡比其他自然灾害或天气遭遇造成人员死亡的总和还多。

另外，在许多情况下，电力供应是由燃煤发电厂或核电厂所产生的，而这些都涉及到环境和公共安全问题。

发明内容

本发明一方面提供一种与空气通气系统匹配的太阳能收集器，所述太阳能收集器可悬挂在窗户内侧（或墙壁和其他垂直定位面），利用太阳的热能和/或辐射激发制冷机制或制冷单元，然后，制冷单元提供制冷/冷却。

本发明的一些方面，体现在几种不同配置上，包括太阳能收集器与空气通风系统匹配以利用太阳的热能和/或辐射激发制冷机制，然后产生流通的冷气。

因为存在不同类型的可用的收集器和通风系统，所以在本发明各实施方式的配置中可实现许多不同类型的制冷机制。

按照本申请的一方面，提供一种空气制冷系统，其包括制冷元件，用于在能量驱动下产生制冷；和太阳能收集元件，用于产生能量驱动制冷系统产生制冷，其中，制冷元件和太阳能收集元件其中至少之一适于被悬挂。

在一些实施方式中，所述制冷元件和所述太阳能收集元件结合形成一制冷单元。

在一些实施方式中，所述制冷单元适于被悬挂。

在一些实施方式中，所述至少一制冷元件和太阳能收集元件其中至少之一适于被悬挂在窗户、墙壁或其他垂直定位面。

在一些实施方式中，太阳能收集元件是太阳能加热元件，所述能量为热能。

在一些实施方式中，所述能量为电能。

在一些实施方式中，所述制冷元件是通过由热能驱动的吸收冷却过程而产生制冷的吸收式制冷系统。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统包括连续循环吸收制冷系统。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统包括：锅炉，被配置为吸收太阳能加热元件产生的热能以使得制冷剂从制冷剂与吸收剂组成的溶液中蒸发；冷凝器，其功能性连接到所述锅炉并配置为使得来自冷凝器的液态制冷剂蒸发；以及吸收器，其功能性连接在蒸发器和锅炉之间，并配置为从蒸发器将蒸发的制冷剂吸收回制冷剂与吸收剂组成的溶液。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件包括至少一加热元件，其被配置为吸收太阳辐射并将太阳辐射转换为热能供应给吸收式制冷系统的锅炉。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件的至少一加热元件包括至少一加热棒，所述吸收式制冷系统的锅炉包括至少一循环管，所述循环管延伸穿过所述至少一加热棒的内部，使得所述制冷剂与吸收剂组成的溶液在加热棒中循环，进而加热所述溶液使得所述制冷剂从溶液中蒸发出来。

在一些实施方式中，所述加热棒包含围绕循环管的热流体。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件进一步包括热流体膨胀室，所述热流体膨胀室与所述加热棒流体连通以允许热流体的膨胀。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统的锅炉进一步包括回流柱和渗流管，所述渗流管在循环管和回流柱之间流体连通，以使得吸收剂回流到回流柱而蒸发的制冷剂流向冷凝器。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件进一步包括太阳能聚光器，其被配置为将太阳辐射聚集到所述至少一加热棒。

在一些实施方式中，所述太阳能聚光器包括反射材料作为双面镜，使得所述太阳能聚光器从第一内侧观看时基本为透明而从第二外侧观看时则为反射的，以使得将太阳辐射基本反射到所述至少一加热棒。

在一些实施方式中，所述太阳能聚光器包括至少一槽形反射器以将太阳辐射聚集到所述至少一加热棒。

在一些实施方式中，每个加热棒被放置成与对应的一个槽形反射器的聚焦区长度方向基本平行的延伸。

在一些实施方式中，所述至少一个加热棒和所述至少一个槽形反射器在运行时被设置成基本水平或者基本垂直。

在一些实施方式中，所述至少一个槽形 反射器具有椭圆或抛物线轮廓。

在一些实施方式中，所述至少一个槽形反射器包括一位于下方基本围绕聚焦点100度的抛物线曲线段和位于上方从101度渐变为180度的椭圆曲线段。

在一些实施方式中，所述至少一加热棒至少部分由太阳辐射吸收材料构成而将太阳辐射直接转化为热能供应给吸收式制冷系统的锅炉。

在一些实施方式中，所述电能用于给至少一电加热元件供电以产生热能供应给吸收式制冷系统的锅炉。

在一些实施方式中，所述电能用于给一风扇供电。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件的至少一加热元件包括吸收太阳辐射的太阳能收集板。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统的锅炉包括至少一循环管，所述循环管延伸穿过所述太阳能收集板的内部，使得制冷剂和吸收剂组成的溶液在太阳内收集板内循环而加热溶液以使得制冷剂从溶液中蒸发。

在一些实施方式中，所述太阳能收集板包括至少一光伏电池，用于吸收太阳辐射并将太阳辐射转换为电能从而给至少一电加热元件供电而产生热能供应给吸收式制冷系统的锅炉。

在一些实施方式中，所示板被配置为在窗户上使用。

在一些实施方式中，所述板被配置为嵌入到物体的外墙，且所述空气制冷系统包括一个穿过所述外墙，并位于所述吸收式制冷系统和一个风扇两者之一与所述板之间的功能连接结构。

在一些实施方式中，所述至少一光伏电池至少半透明。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统被配置为使得空气穿过所述吸收式制冷系统的至少一部分的蒸发器而被降温。

在一些实施方式中，制冷系统其进一步包括排气罩，所述排气罩部分覆盖至少所述蒸发器的一部分，并配置为将来自吸收式制冷系统并穿过所述蒸发器的冷却空气发散。

在一些实施方式中，所述排气罩包括多个发散鳍片，其沿着蒸发器长度方向分布，所述多个发散鳍片用于引导经过蒸发器的空气的发散。

在一些实施方式中，所述多个发散鳍片位于所述排气罩内，每个发散鳍片的底部到排气罩内表面的距离大于其顶部到所述排气罩内表面的距离。

在一些实施方式中，所述吸收式制冷系统进一步包括至少一个风扇，其用于将空气从蒸发器移开。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括一个托盘，用于被排气罩引流的冷空气进行冷却的物体。

在一些实施方式中，所述托盘与所述排气罩通过铰链连接结合为一体，以使得所述托盘可上下翻转。制冷系统可包括或不包括用于将冷空气吹到托盘上的风扇。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括一仓盒用于承托被冷空气冷却的物体。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括至少一支撑元件，其用于支撑所述空气制冷系统至窗户、墙壁或者其他垂直定位面。

在一些实施方式中，所述制冷剂包括氨，所述吸收剂包括水。

在一些实施方式中，所述太阳能加热元件的至少一加热元件包括真空太阳能集热管。

在一些实施方式中，所述真空太阳能集热管包括导热棒和与所述导热棒功能性连接的导热延伸部，所述导热棒至少部分延伸穿过所述管子内部，所述导热棒和所述导热延伸部用于将来自管子的热量传递到所述锅炉。

在一些实施方式中，所述至少一导热棒和导热延伸部包括铜。

在一些实施方式中，所述制冷元件包括至少一热电元件。

在一些实施方式中，所述至少一热电元件包括至少一热电板。

在一些实施方式中，所述能量为电能。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括至少一风扇，用于将所述热电元件产生的制冷发散。

在一些实施方式中，所述太阳能收集元件包括太阳光电收集器。

在一些实施方式中，所述太阳光电收集器包括平板太阳光电收集器。

在一些实施方式中，所述至少一热电元件附着于所述太阳能收集元件。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括一外壳，所述外壳用于支撑所述至少一热电元件和所述至少一风扇。

在一些实施方式中，所述外壳包括至少一通风开口以使得空气流入外壳被所述热电元件冷却。

在一些实施方式中，所述至少一风扇设置为将冷却空气吹出所述外壳。

在一些实施方式中，所述热电元件包括冷端和热端，所述空气制冷系统进一步包括一个或者多个热传导体，所述热传导体被设置为将热能或者冷气从所述热电元件发散出去。

在一些实施方式中，所述空气制冷系统包括第一热传导体和第二热传导体，所述第一热传导体将热能从所述热电元件的热端发散出去，所述第二热传导体将冷气从所述热电元件的冷端发散出去。

在一些实施方式中，所述第一热传导体包括钢，所述第二热传导体包括铝。

在一些实施方式中，所述第一热传导体是实心块，所述第二热传导体包括多个鳍片。

在一些实施方式中，制冷系统进一步包括一垫片，其用于将所述第一热传导体和第二热传导体进行热隔离。

在一些实施方式中，所述垫片包括靠近或者紧靠所述第二热传导体的第一部分和至少部分围绕于所述第一热传导体的第二部分。

在一些实施方式中，所述垫片的第一部分包括硅胶，所述垫片的第二部分包括天然橡胶。

在一些实施方式中，进一步包括至少一热电元件和用于连接所述空气制冷系统至所述太阳能收集元件的结构。

在一些实施方式中，所述用于连接所述空气制冷系统至所述太阳能收集元件的结构为电线。

按照本申请的另一方面，提供一种热电制冷系统，包括热电制冷元件，其包括冷端和热端；至少一风扇；第一热传导体和第二热传导体，所述第一热传导体将热能从所述热电元件的热端发散出去，所述第二热传导体将冷气从所述热电元件的冷端发散出去；以及外壳，用于支撑所述至少一热电元件、所述风扇以及所述第一热传导体和第二热传导体。

在一些实施方式中，所示第一热传导体包括钢，所述第二热传导体包括铝。

在一些实施方式中，所述第一热传导体是实心块，所述第二热传导体包括多个鳍片。

在一些实施方式中，热电制冷系统进一步包括一垫片，所述垫片将所述第一热传导体和第二热传导体进行热隔离。

在一些实施方式中，所述至少一垫片包括靠近或者紧靠所述第二热传导体的第一部分和至少部分围绕于所述第一热传导体的第二部分。

在一些实施方式中，所述至少一垫片的第一部分包括硅胶，所述至少一垫片的第二部分包括天然橡胶。

根据对本发明以下实施方式的描述，对于本领域一般技术人员而言，本发明的其他一些方面和特征将是显而易见的。

附图说明

本发明的实施方式将结合相应图示进行进一步的细节描述，这些图示包括：

图1是一种不包括传统加热元件的传统吸收式制冷系统的非原件示意图；

图2是本发明一种实施方式的含有太阳能加热元件的吸收式制冷系统的局部示意图；

图3A是本发明一种实施方式的含有太阳能聚光器加热元件的制冷单元的侧视图；

图3B是图3A所示制冷单元的后视图；

图4A是本发明一种实施方式的排气罩的正视图；

图4B是图4A所示排气罩的侧视图；

图5是本发明另一种实施方式的排气罩的侧视图；

图6是本发明一种实施方式的太阳能聚光器的侧视图；

图7是另一种实施方式中用于安装于窗户的制冷单元的透视图；

图8是图7所示制冷单元的冷凝器和回流柱的透视图；

图9是图7所示制冷单元的循环管和渗流管的透视图；

图10是图7所示制冷单元的吸收器和蒸发器的透视图；

图11是图7所示制冷单元的吸收剂槽的透视图；

图12是图7所示制冷单元的蒸气回流管的透视图；

图13是图7所示制冷单元的制冷棒的透视图；

图14是图7所示制冷单元的油加热室的透视图；

图15是图7所示制冷单元的淡液回流管的透视图；

图16是图7所示制冷单元的排气管的透视图；

图17是图7所示制冷单元的冷凝器排出管的透视图；

图18是图7所示制冷单元的冷凝器和回流柱的透视图；

图19是图7所示制冷单元的后视图；

图20是图7和图19所示制冷单元的侧视图；

图21是本发明另一种实施方式的制冷单元的透视图；

图22是本发明另一种实施方式的多槽卧式太阳能聚光器的侧视图；

图23是本发明另一种实施方式的多槽立式太阳能聚光器的透视图；

图24A是本发明另一种实施方式含有平板太阳光电收集器加热元件的制冷单元的后视图；

图24B是图24A所示制冷单元的正视图；

图24C是图24A和图24B所示的制冷单元的侧视图；

图25A是另一种实施方式的含有平板光伏收集器的制冷单元的侧视图；

图25B是图25A所示制冷单元的正视图；

图25C是图25A和图25B所示的制冷单元的后视图；

图26是另一种实施方式的可用于安装或悬挂于窗户、墙壁或其他垂直面，包括热电制冷系统的制冷单元的侧视图；

图27A是某些实施方式的热电制冷系统 2700的俯视图；

图27B是图27A所示的热电制冷系统的侧视图；

图27C是图27A和图27B所示的热电制冷系统的后视图；

图27D是图27A、图27B和图27C所示的热电制冷系统的正视图；

图28是另一种实施方式的热电制冷系统的俯视图；

图29A是一些实施方式中具有热电制冷系统的另一种空气制冷系统的侧视图；

图29B是一种太阳能电池板的侧视图以及图29A所示热电制冷系统的制冷系统的透视图；

图30是又一种实施方式的热电制冷系统的后视图。

具体实施方式

在接下来对实施方式举例的具体描述中，参考了随附的作为详细说明的一部分的图示，这些图示以示例的形式展现本发明某些示例性的可实践实施方式。这些实施方式参照附图进行了足够详细的描述，以使得本领域技术人员能实施本发明，应当理解的是，在不背离本发明范围的人情况下，其他实施方式也可以被采用，或者作出逻辑的、机械的、电子的或其他改变。以下的详细描述因此不能被认为具有限制意义，而本发明的范围以附加的权利要求为准。

吸收式制冷系统作为基于压缩机的制冷系统的一种替代方案，在过去已被用于不适合使用含有压缩机的制冷系统的设备中，比如，用于移动房屋或者酒店的冰箱的制冷系统，这些场所的电力供应是有限的，或者压缩机的循环开/关噪音会带来困扰。

吸收式制冷系统通过吸收冷却过程使用热产生制冷，一种示例的吸收式制冷系统如图1所示，后续将会参考图1进行详细描述。

在很多移动房屋的系统设备中，为吸收式制冷过程提供所需的热量来源于燃烧的燃料，例如丙烷。

热电制冷系统利用热电元件，热电元件受到电力驱动可以产生制冷。例如，典型的热电板，如珀耳贴板，其包括由一个结分离的两层不同半导体材料，两层半导体材料的外表面分别被各自的导热板所覆盖。每个导热板形成了热电板的一侧或一个侧面。一个表面为热端，一个表面为冷端。当收到电力驱动时，在两个不同的半导体材料的结界处产生热通量。热通量是由珀耳帖效应产生的。因此，冷端的热量被传输到热端。冷端变冷，热端变热。

本发明的各方面提供了一种具有制冷元件和太阳能收集元件的空气制冷系统，其中太阳能收集元件用于产生能量以驱动制冷元件产生制冷。制冷元件和太阳能收集元件其中至少一个可适于悬挂于窗户、墙壁等处。所述制冷元件和太阳能收集元件可以集成而形成一个制冷单元，而整个制冷单元可以是适于悬挂的。在一些实施方式中，空气制冷系统的制冷单元和/或太阳能收集单元可适于悬挂于窗户、墙壁或其他垂直面上。

在一些实施方式中，制冷系统是热驱动的吸收式制冷系统。吸收式制冷系统被配置为在太阳能收集元件收集到的能量的驱动下，通过制冷过程产生冷却。在其他的实施方式中，制冷元件是热电制冷系统。在一些实施方式中，太阳能收集元件是太阳能加热元件，而能量则是热能。在一些实施方式中，能量可以是电能。通过使用太阳能辐射的能量驱动吸收式制冷系统，使得制冷系统可以减少对电力配送系统的需求，以及降低传统压缩机为基础的电力空气制冷系统的相关操作费用。

一种传统吸收式制冷系统的运作将结合图1以示例形式进行描述。

图1是不包括传统上用于产生热能驱动吸收式制冷系统的加热元件的传统吸收式制冷系统100的示意图。

图1所示的吸收式制冷系统100是一种连续循环循环氨水吸收式制冷系统，其采用氨作为制冷剂，采用水作为吸收剂。

吸收式制冷系统100包括吸收剂槽104，功能性连接于吸收剂槽104的锅炉102，功能性连接于锅炉102的整流器110，功能性连接于整流器110的冷凝器114，功能性连接于冷凝器114的蒸发器118，功能性连接于蒸发器118与吸收剂槽104之间的吸收器128。蒸气回流管130功能性连接于蒸发器118与吸收剂槽104之间。排气管116功能性连接于冷凝器114和蒸气回流管130之间。冷凝器排出管117功能性连接于冷凝器114和蒸发器118之间。淡液回流管134功能性连接于吸收器128和锅炉102之间，用于帮助吸收回流到吸收剂槽104的氨。

锅炉102包括功能性连接于吸收剂槽104的富液进料管131、功能性连接于富液进料管131的渗流管108以及回流柱106。富液进料管131和渗流管108延伸贯穿于所述回流柱106的内部。渗流管108包括一个开口端位于回流柱106，可提供渗流管108于回流柱106之间的流体连通。

淡液回流管134功能性连接于锅炉102的回流柱106靠近吸收剂槽104的一端和吸收器128靠近与蒸发器118功能连接的一端之间。

蒸发器118包括低温蒸发部120和高温蒸发部122。低温蒸发部120功能性连接于冷凝器114和高温蒸发器122，高温蒸发器122功能性连接于低温蒸发器120和吸收器128。高温蒸发器120和吸收器128之间的功能性连接形成了气热交换器124。

在一些实施方式中，吸收器128包括夹管126，其用于设置流体灌注的限制。吸收器128的流体液平面可与锅炉102的回流液体平面相同。

在描述的例子中，氨用作一种制冷剂而水用作一种吸收剂。吸收剂槽104内含有富氨溶液。也就是，吸收剂槽104内的制冷剂（氨）和吸收剂（水）混合液中制冷剂（氨）含量相对高，在此意味着吸收剂槽104含有富氨溶液。

在运作中，制冷剂蒸气，在本例中也就是氨蒸气，是通过对锅炉102施加热量产生的，一般在靠近富液进料管131和渗流管108功能性连接处。热能致使渗流管108中来自吸收剂槽104并通过富液进料管131的富氨溶液沸腾，在渗流管108的开口端使得氨从富氨溶液中蒸发。当氨在渗流管108中自富氨溶液中蒸发时，留下相对的淡氨溶液通过回流柱106和淡液回流管134回流到吸收器128。

氨蒸气一旦脱离溶液，便会加速通过整流器110到达冷凝器114。整流器110垂直延伸，以保证下面的渗流管108渗出的水无法到达冷凝器114，也可以确保氨蒸气中可能的水蒸气有时间快速凝聚而回落，从而阻止水蒸气继续到达冷凝器114。

在一些实施方式中，整流器110包括水分离结构，在描述的本实施方式中，其包括多个位于整流器110管子中的突起112。

在冷凝器114中，氨蒸气冷却并冷凝成液态氨。冷却的液态氨从冷凝器114穿过，并通过冷凝器排出管117到达蒸发器118的低温部120，在这里氢蒸气被加入。由于蒸发器中氢气的存在，将使得液态氨的压力降低到在蒸发器温度下的部分压力。由于压力的降低，氨在流过低温部120和高温部122的时候蒸发，从蒸发器118吸收热量并蒸发到氢气中，使得蒸发器118形成饱和的氨和氢蒸气。排气管116使得部分的饱和氨氢蒸气在蒸发器118的出口回流到冷凝器114而与冷凝器114的输出一起凝结。

饱和氨氢蒸气通过蒸气回流管130回到吸收剂槽104。

为了将氨与氢分离，饱和氨氢蒸气在上斜管道组的底部进入吸收器128，并向上流动。淡氨溶液从淡液回流管134流向吸收器128，并在上斜管道组的顶部进入吸收器128，继而向下流动。当饱和氨氢蒸气沿着吸收器128的上斜管道组流动的时候，其中的氨被淡氨溶液吸收，产生相对的强氨溶液。由此，相对纯净的氢蒸气从吸收器128的上斜管道组排出，同时在吸收器128的上斜管道组的底部流出相对的富氨溶液，随后回流到锅炉102。在这个例子中，给锅炉102提供热能，以上循环持续的重复进行。

冷却的液态氨从蒸发器118吸收热量产生蒸发的时候，吸收式制冷系统100产生制冷。这导致蒸发器变冷。蒸发器118的降温可用于冷冻或空气制冷设备。

应当注意的是，图1中的吸收式制冷系统的例子只是用于描述的目的，本发明不局限于如图1所示的吸收式制冷系统，也有可能使用热驱动的吸收式制冷系统。

从以上对如图1所示的连续循环吸收式制冷系统的运作的解释可以看出，吸收式制冷系统不像压缩机为基础的制冷系统，它不需要任何的运动部件来产生制冷。在这样的系统中，只需简单的给渗流管108提供足够的热能，或者给锅炉102提供足够的热能，然后热能将加热渗流管，驱动汽化-冷凝-蒸发-吸收的循环如前所述进行，如此制冷就可以持续的产生。

如前所述，在许多已知的吸收式制冷系统中，提供给锅炉102的外部热能是由燃烧燃料产生的，比如丙烷和天然气。在一些情况下也可以由电力产生。在一些情况下，工业机械产生的废弃热能或者内燃机产生的废气也可用于驱动吸收式制冷系统。

图2是本发明一种实施方式的含有太阳能加热元件的吸收式制冷系统200的局部示意图。

图2所示的吸收式制冷系统200的局部包括吸收剂槽204和淡液回流管234，其分别与图1中所示吸收式制冷系统100的吸收剂槽104和淡液回流管134类似。但是，图2所示的吸收式制冷系统200包括一个被太阳能加热元件233驱动的锅炉232，该太阳能加热元件233包括含有热流体238的加热棒236和热流体膨胀室240。

锅炉232包括循环管208、渗流管209和回流柱206。循环管208功能性连接于吸收剂槽204和渗流管209之间，并延伸穿过回流柱206、加热棒236和热流体膨胀室240的内部。渗流管209包括一个位于回流柱206内的开口端，为渗流管209和回流柱206之间提供液体连通。

工作时，太阳能辐射被加热棒236吸收转换为热能，提供给来自吸收剂槽204而位于循环管208内并在加热棒236内循环穿行的制冷剂和吸收剂富溶液，通过热流体238促使的液体-热量交换过程，加热液体从而使得制冷剂从液体中蒸发出来。蒸发的制冷剂与剩余的淡溶液在渗流管209位于回流柱206内的开口处分离，继续到达整流器和冷凝器（图2未示出），从而继续执行与图1对应描述类似的吸收制冷循环的剩余过程。剩余的淡溶液通过回流柱206和淡液回流管234回流到吸收器（图2未示出）。

淡液回流管234功能性连接在锅炉232的回流柱206靠近吸收剂槽204之处和吸收器（图2未示出）靠近吸收器与蒸发器（未示出）功能性连接之处之间。

在描述的例子中，热流体膨胀室240不是被全部充满热流体，从而在热流体膨胀室240的顶部仍留有空隙242以便允许热流体238的膨胀。

在一些实施方式中，太阳能加热元件233包括太阳能聚光器（图2未示出），用于将太阳辐射聚集到加热棒236。由于太阳能聚光器通过具有反射太阳辐射的一个或多个反射面进行工作，所以太阳能辐射集中在小于反射面本身的聚焦区域，从而聚集反射的太阳辐射。

在图2所示的例子中，产生的热能驱动吸收式制冷系统。然而，在其他实施方式中，产生电力代替热能驱动该系统。比如，制冷系统可以包括由所述电力供电的电加热元件。

加热棒236的热流体238可以包括油、混合油或者油与其他流体的混合物。热流体238可以在更长时间内保持热能。比如，热流体238可以保持热能使得图2所示的系统可以在太阳能无法再收集的时候维持制冷。

图6是可用于本发明多种实施方式中的一种示例的太阳能聚光器650的侧视图。图6所示的太阳能聚光器650为槽状，且其侧面轮廓基本上为椭圆形。在一些实施方式中，太阳能聚光器650的侧面轮廓是简单的抛物线或椭圆形。在本实施例中，太阳能聚光器650是由顶部651基本为椭圆曲线和较低部分652基本为抛物线所组合而成。较低部分652包括一个围绕目标聚焦点100度左右的圆圈（在这个例子中，目标聚焦点与窗户的玻璃相接）。太阳能聚光器650的顶部651的跨度是从101度逐渐到180度。在这个例子中，渐变是均匀的，但是也可以采用其他曲线。曲线在最顶端接近平直。

太阳能聚光器650由反光材料构成，使得被太阳能聚光器650反射的太阳辐射可以被聚集于聚焦区636。为了描述的目的，图6展示了，尽管由于太阳辐射角度由于地球的旋转而在一天内发生变化，太阳能聚光器650椭圆的外形可以持续的将 反射的太阳辐射聚集到聚焦区636。尤其是，图6展示了太阳角度为40度的太阳能辐射673和太阳角度为60度的太阳辐射675都聚焦于聚焦区636。

请在参看图2，将加热棒236以其长度延伸基本与聚焦区636（图6所示）长度平行的方式放置，将使得被太阳能聚光器650（图6所示）反射的太阳辐射聚集于加热棒236。

如图6所示，太阳能聚光器650被配置为可安装在窗户672上，使得其将穿过窗户672的太阳辐射聚集。在其他实施方式中，太阳能聚光器也可以适用于悬挂在墙壁或者其他垂直面上。在一些情况下，阻隔窗户的视线是可以被接受的则太阳能聚光器650可以由从其内侧后面看基本上不透光的材料构成。但是，在许多情形下可能优选反射材料中可用作双面镜的那种来构成太阳能聚光器650，从而太阳能聚光器650在从内侧观看时是基本透明的，而从外侧观看则基本上是反射的。另外，太阳能聚光器650可用能作为单向镜的材料构成(例如，含有水银夹层)。

太阳能聚光器650可以如图6所示形成变化的椭圆形槽以方便制冷系统在窗户上平衡放置，更多通常的任意凹槽形反射器均可能用于聚集太阳辐射。另外，太阳能聚光槽650可以包括单个的水平放置的凹槽形反射器，在其他实践中也可以是水平或者垂直放置的多槽形反射器。本发明中一些实施方式中可用到的多槽式太阳能聚光器将在后文中结合图22和图23进行讨论。

请参考图3A和图3B，一种示例的空气制冷系统展示了吸收式制冷系统与太阳能聚光器加热元件相结合的情况。

图3A和图3B分别是本发明一种实施方式的制冷单元300的侧视图和后视图，其中制冷单元300包括吸收式制冷系统352和太阳能聚光器加热元件354。

太阳能聚光器加热元件354包括椭圆状的太阳能聚光器350、加热棒336和热流体膨胀室340。加热棒336和热流体膨胀室340以与图2中加热棒236和热流体膨胀室240相同的方式配置。加热棒336按照与太阳能聚光器350的聚焦区长度平行的方式延伸放置。

吸收式制冷系统352与图1中的吸收式制冷系统100相似，但是又按照图2的发方式进行了修改，以与太阳能聚光器加热元件354功能相关联。吸收式制冷系统352包括用于从太阳能聚光器加热元件354吸收热量的锅炉332、与锅炉332功能性连接的冷凝器314、与冷凝器314功能性连接的蒸发器320和功能性连接于蒸发器320与吸收剂槽340之间的吸收器328。锅炉332包括功能性连接于吸收剂槽340和渗流管（图3A和图3B未示）之间的的循环管306，其中渗流管位于锅炉332的回流柱（图3A和图3B未示）的内部。循环管306延伸穿过加热棒336的内部。

从图3A可以看出，制冷单元300包括支撑元件370，用于将制冷单元300安装或悬挂于窗户。在描述的例子中，支撑元件可以是挂钩的形式，用于将制冷单元300悬挂在杆、窗户框装饰或者固定于窗户框/墙壁、由窗户框/墙壁形成的其他结构上。挂钩只是用于支撑本发明一些实施方式空气制冷单元的支撑元件的例子。更普遍的，任何适于将制冷单元临时的或永久的安装/悬挂于窗户或其他垂直面的支撑元件都可以采用。

运行时，穿过窗户372的太阳辐射373被太阳能聚光器350反射聚光到加热棒336，加热棒336吸收聚集的太阳辐射并转换为热能。加热棒336产生的热能施加到制冷剂和吸收剂的富溶液中，这些溶液通过循环管306在加热棒336中循环，使得制冷剂在锅炉332中的渗流管（图3A未示）的末端自溶液中蒸发。蒸发的制冷剂继续到达冷凝器314、蒸发器320和吸收器328，其过程与图1所对应描述的吸收冷却过程一致，结果将在蒸发器320产生制冷。

在一些实施方式中，加热棒336至少部分由太阳辐射吸收材料构成，从而可吸收太阳辐射并直接将其转换为热能供应给吸收式制冷系统352的锅炉332。然而，在一些实施方式中，加热棒336可以包括一个或多个光伏电池用于吸收太阳辐射并将其转换为电能。光伏电池产生的电能继而用于给电加热元件供电，使得其产生热能提供给吸收式制冷系统352的锅炉332。产生的电能也可用于给其他元件供电，比如电扇。

除了吸收式制冷系统352、太阳能聚光器加热元件354和制冷单元300之外，在本例子中，还包括排气罩360，其功能性连接于蒸发器320。当然，在其他实施方式中可以不包括如图所示的排气罩。

在一些实施方式中，制冷单元包括排热机制（图未示），用于将制冷单元释放的作为吸收冷却过程一部分的热能排放。比如，排放机制可以将冷凝器区域的热能排放到窗户或其他结构的外面。例如，排放机制可以包括安装在窗户开口部位的软管或者管道。

图4A和图4B分别是制冷单元300中排气罩360（摒除制冷单元300的其他部分）的后视图和侧视图。

排气罩360设置成包括弯曲的的护罩362，其部分覆盖蒸发器320的一部分，从而将来自吸收式制冷系统352到达蒸发器320的冷却空气散发。在本例子中，排气罩360也包括护罩362内的多个导流鳍片364，导流鳍片沿着蒸发器320的长度方向分布，并被护罩362部分覆盖。这些导流鳍片364与护罩362配合形成通道用于引导来自吸收式制冷系统352（如图3A和图3B所示）的冷却空气的发散。

在本例中，排气罩360也可以包括风扇366，用于将空气吹响蒸发器320，继而通过导流鳍片364和护罩362从制冷单元300排出。尽管图3A和图3B所描述的例子中包括了风扇366，但是并非所有实施方式都有必要包括风扇，蒸发器320所产生的制冷将冷却其周围的空气。随着空气被冷却，则将自然地“下沉”，因为它变得比周围的空气更致密，蒸发器320上方的暖空气被冷却并向下流动及向外从通风罩360流出，形成一个自然对流气流。注意这里说的空气自然对流与图3A所示的由风扇366引起的空气流的方向相反。

尽管图3A中所示的风扇366位于排气罩360的护罩362的下边缘，更普遍的是风扇可以设置在能使得空气吹向或倒向蒸发器320的任何位置。例如，风扇可以放置在排气罩360的护罩362靠近顶部边缘的位置，将空气吹向蒸发器320，使得产生与前述自然对流空气流相符的空气流。在另外一些实施方式中，风扇可以放置在护罩362靠近顶部边缘的位置并且设置成反方向的，从而它可以吸入空气到蒸发器320，并将冷却空气吹到排气罩360之外。

在图3A和3B、4A和图4B中所描述的例子中，多个导流鳍片364设置在排气罩360内，对于每个导流鳍片364而言，从排气罩360内表面到导流鳍片的底部365的距离大于上述排气罩360内表面到导流鳍片的顶部363的距离。在图4B中有清楚的现实。特别的，在本实施例中，导流鳍片的顶部363与护罩362的内表面相接，靠近护罩362在其前端开始向下弯曲的地方。这样配置导流鳍片364和护罩362使得冷却空气流被引导至直线水平的向外路径，而不是普通的扩散模式。

如前所示，并非所有实施方式都包括用于促进制冷单元产生的冷空气的发散的风扇。在一些情况下，可能优选的是在靠近冷却单元处产生制冷而不是将冷却从制冷单元发散出去。在这种情况下，前面描述的自然向下的空气对流运动就足够了。比如，在一些情况下，制冷单元可利用自然对流过程（更重的冷空气由于重力自然向下移动）取代风扇。制冷单元可以包括放置待冷却物体的托盘。通过自然对流过程使得空气移动到托盘从而给物体降温。

图5是排气罩560与托盘567整合后的侧视图。排气罩560包括护罩562和多个导流鳍片564，分别与图4B中所示的护罩362和导流鳍片364相似。在本例中，导流鳍片、护罩、蒸发器制冷棒的相对位置设定成将来自制冷单元的空气流引导至一个特定方向。比如，图4B中在导流鳍片364与护罩362的微向下弯曲处相接的点363可产生远离排气罩的空气层流，而不是向上的气流。在图5所示的例子中，由于没有风扇，与图4B中所示的导流鳍片364和护罩362不同，导流鳍片564的顶部没有接触护罩562的上唇。导流鳍片564的这种设置可以促进向下的空气对流运动（不同于图4所描述的例子）。

在本例中，托盘567与排气罩560通过铰链连接568结合为一体，使得托盘567可以上下来回翻转。

运行时，到达蒸发器制冷棒520的空气被冷却并由于自然对流而向下流动。护罩562和发撒鳍片564引导自然向下移动的冷空气发散，传输到托盘567，使得托盘上的物品被冷却，或者使得位于托盘位置的一个仓被冷却。作为一个例子，物品可收藏在该仓中，而冷空气由于重力向下流动到仓中。

在图3A和3B、4A、图4B和图5所描述的例子中，制冷单元通过向吸收式制冷系统的蒸发器的至少一部分直接传输空气而产生制冷并输出冷却空气。然而，在一些情况下，吸收式制冷系统可以包括一个或多个制冷棒，用于被蒸发器冷却，而冷却空气则由空气流过上述制冷棒而形成，并非或者并非单纯由于空气直接流过蒸发器形成。

图7是另一种实施方式的空气制冷系统的立体示意图，与图3A和图3B中展示的制冷单元300相似，其以单一单元的形式展现。图7展示了制冷单元700。制冷单元700包括聚光器加热元件702，其与图3中所示的太阳能聚光器加热单元354功能相似。制冷单元700也包括吸收式制冷系统704，其与图3中所示的吸收式制冷系统352在构造和功能上相似。

聚光加热元件701包括椭圆形的太阳能聚光器706、加热棒708（图7中未示出，但在图14和18中有展示）和热流体膨胀室710。加热棒708和热流体膨胀室710共同形成一个油加热室712。在本实施方式中，油加热室712中的热流体是油。然而，如前所述，其他流体也可以被采用。

吸收式制冷系统704包括锅炉714、冷凝器716、冷凝器排出管717、回流柱718、蒸发器720、吸收器722、排气管724（也可称为冷凝器排气管）、循环管726、渗流管728、蒸气回流管734、吸收剂槽732和淡液回流管730。吸收式制冷系统704的前述各元件与图1吸收式制冷系统100和图2吸收式制冷系统200中具有相似命名的元件功能类似。制冷单元700同样包括与图4A所示排气罩360功能类似的排气罩760。排气罩760同样包含导流鳍片764和风扇766，但在图7中为了便于观察系统700中其他元件而移除了，但在图19中可以看到。排气罩760后续将结合图19进行更详细的描述。蒸发器720包括制冷棒721和线圈部分723，线圈部分723部分位于制冷棒721内并与制冷棒721功能性连接。

图8至20分开展示了图7的制冷单元700中的各种元件。然而，实施方式并不局限于图8到20所展示的设计和方面以及以下的相关描述。其他实施方式可以包括元件的不同设置和方面。

图8是冷凝器716和回流柱718的立体结构示意图。在本实施方式中，冷凝器716和回流柱718包括管子802，管子802内径基本为0.375英寸，体积约为5.76立方英寸，长度约为54.8英寸。

图9是循环管726和渗流管728的透视图.循环管726和渗流管728分别与图2中所示的循环管208、渗流管208功能相似。在本实施方式中，循环管726和渗流管728由管子902形成，管子902内径约为0.188英寸，内部容积约为1.61立方英寸，长度约为56.79英寸。

图10是吸收器722与图7所示蒸发器720的线圈部分723的透视图。吸收器722和蒸发器720的线圈部分723可以统称为吸收线圈。在本实施方式中，吸收器722和蒸发器720的线圈部分723由线圈形式的管子1002形成。蒸发器720的线圈部分723（管子1002的一部分）是线圈构造的部分循环，其某种程度上是从吸收器722剩余的线圈分离而来的。管子1002内径约为0.375英寸，内部容积约为21.9立方英寸，长度约为198.5英寸。从图7和图10可以看出，吸收线圈是倾斜的，以与图7中的太阳能聚光器706的倾斜/椭圆轮廓相适配。

图11是吸收剂槽732的透视图。在本实施方式中，吸收剂槽732内径约为1.875英寸，内部容积约为16.84立方英寸，以及长度约为6英寸。

图12是蒸气回流管734的透视图。在本实施方式中，蒸气回流管734内径约为0.313英寸，内部容积约为0.55立方英寸，以及长度约为7.15英寸。

图13是蒸发器720（如图7所示）中称为制冷棒的元件721的透视图。制冷棒721内径约为0.75英寸，内部容积约为8.1平方英寸，以及长度约为18.31英寸，制冷棒721从一端进入排气罩760，并基本上贯穿排气罩760的长度。请再参看图7，冷凝的液态氨从冷凝器排出管717进入制冷棒721。制冷棒721功能性连接于吸收线圈。其中，蒸发器720的线圈部分723（由图10中的管子1002形成）至少部分置于制冷棒721之内，从而蒸发的氨流向蒸发器720的线圈部分723，并继续流向吸收线圈。制冷棒721中的冷凝的液态氨可能是寒冷的。

图14是油加热室712的透视图。本实施方式中的油加热室712内部容积为140立方英寸。在本实施方式中，油加热室712装入油作为热流体，被太阳能加热。油加热室712的加热棒708具有椭圆形状的截面，该椭圆形状具有的宽度（与图中棒的长轴同水平并垂直于长轴）大于它的高度（图中垂直的）。热流体膨胀室710余加热棒708有流体连通。热流体膨胀室710包括顶端1402和底端1404。热流体膨胀室710的底端1404与加热棒708的水平宽度匹配，而热流体膨胀室710产生锥形变化至更窄的顶端1402。热流体膨胀室710的顶端1402包括一个顶部开口1406，底端1404包括一个底部开口1408。顶部开口1406和底部开口1408被配置用于允许回流柱718和渗流管728进出热流体膨胀室710。本实施方式中的油加热室712容积为140立方英寸。

图15是淡液回流管730的透视图。淡液回流管730是一根管子，其内径约为0.188英寸，内部容积约为0.18立方英寸，长度约为6.5英寸。

图16是排气管724的透视图，也称为冷凝器排气管。本实施方式中的冷凝器排气管724是一根管子，内径约为0.188英寸，内部容积约为0.32立方英寸，长度约为7.5英寸。

图17是冷凝器排出管717的透视图，其为一根管子，内径约为0.188英寸，内部容积约为0.76立方英寸，长度约为30.56英寸。

图18是图7制冷单元700的后侧透视图。在图18中，油加热室712的加热棒708可见于太阳能聚光器706。循环管726和渗流管728以点画线的形式在油加热室712和回流柱718中示出。如图所示，循环管726在靠近热流体膨胀室710底端1404处脱离回流柱718，形成一个几乎纵深延伸加热棒708整个长度的大循环1802，之后再重新进入回流柱718。循环管726垂直延伸形成渗流管728。渗流管728和回流柱718向上从热流体膨胀室710的顶部开口1406穿出。循环管726从循环1802另一端再次进入回流柱718之后，先向下延伸而后随回流柱718一起从热流体膨胀室710的底部开口1408穿出。在图18中还描绘了吸盘1804和1806，在本实施方式中，吸盘可用于将制冷单元700固定在窗户上。在其他实施方式中，制冷系统也可以适于悬挂在墙壁等垂直面上。

图19是图7所示制冷单元700包括上述聚光器加热元件702、吸收式制冷系统704和排气罩760的正视图。如图19所示，排气罩760包括护罩762、导流鳍片764和风扇766，其分别与图4A中所描述的护罩362、导流鳍片364和风扇366相似。制冷棒721穿过排气罩为导流鳍片764降温，从而使得导流鳍片764周围的空气降温。风扇766可用于促进导流鳍片764上的待冷却的空气产生循环。空气可从排气罩760输出，方式类似于图3A, 图3B, 图4A 和图4B中所示的排气罩360。

图20是图7所示制冷单元700包括上述聚光器加热元件702、吸收式制冷系统704和排气罩760的侧视图。

在图2、图3A、图3B和图7所示实施方式中，太阳能加热元件包括水平 放置的加热棒236/336。其他实施方式则包括垂直放置的太阳能加热元件。包括垂直放置太阳能加热元件的制冷系统的例子将结合图21进行阐述。

图21是本发明另一种实施方式的制冷单元2100的透视图。图21所示的制冷单元2100包括吸收式制冷系统2152和太阳能加热元件2154。

图21所示吸收式制冷系统2152包括功能性连接以在锅炉2132底部被加热时运行吸收冷却过程的吸收剂槽2104、锅炉2132、冷凝器2114、蒸发器2120和吸收器2128。

太阳能加热元件2154包括垂直放置的的太阳能聚光器2150和一个真空太阳能集热管2136，真空太阳能集热管2136以与垂直放置的太阳能聚光器2150的聚焦区长度方向基本平行的方式放置。在本实施方式中，真空太阳能集热管2136包括至少一个导热棒（图未示），其至少部分的穿过管子的内部。导热棒功能性连接至一个导热延伸部（图未示），导热延伸部的端部到锅炉2132的底部2140以加热富氨溶液。在本实施例中，导热棒和导热延伸部分别由铜制成，当然其他导热材料（例如其他金属）也是可以的。在本例子中，铜棒和铜延伸部将热能带到位于锅炉2132底部2140的水/氨混合物的底部。在该示例的实施方式中，使用真空太阳能集热管2136代替加热棒或加热容器内的热流体。在这种情况下，省略了上述的这类容器。因此，在该变形方式中，吸收式制冷系统2152的锅炉2132不包括图2、图3A和图3B中所描述的循环管、加热棒和热流体膨胀室2140。

运行时，制冷单元2100与制冷单元300的运行方式相似，太阳辐射被垂直放置的太阳能聚光器2150反射聚集至垂直放置的真空太阳能集热管2136（而不是充满流体的棒），继而转化为热能用以驱动吸收式制冷系统2152的吸收-制冷过程。

真空太阳能集热管，比如如图21中描绘的垂直放置式真空太阳能集热管2136，与图3A和图3B中描绘的水平放置式加热棒336构造明显不同，但却与图3A和图3B中的加热棒在收集和传导热能以激励吸收的过程中扮演了相同的角色。如此，在某些实施方式中，可使用一个或者多个真空太阳能集热管代替充满溶液的棒，正如充满溶液的棒在图21所示系统中可替代一样。真空太阳能集热管在具有太阳能的情况下能迅速加热使得系统能快速产生制冷。

充满溶液的加热棒也可以像图21所示真空太阳能集热管2136那样垂直放置。

在图3A、图3B、图7和图21所示的实施方式中，太阳能加热元件354、702和2154包括单一放置的加热棒或者真空太阳能集热管用于吸收具有单一槽的太阳能聚光器反射来的太阳辐射。更概括的说，以太阳能聚光器为基础的加热元件包括至少一个加热棒和至少一个用于向所述至少一个加热棒聚集太阳辐射的槽状的反射器。

具有多槽的太阳能聚光器的例子如图22和图23所示。图22是本发明一种实施方式的多槽水平太阳能聚光器2250的侧视图，图23是本发明另一种实施方式的多槽垂直太阳能聚光器2350的透视图。

图22所示的多槽水平太阳能聚光器2250包括5个反射槽2251a、2251b、2251c、2251d和2251e。如图所示，每个反射槽被设置成向对应的水平加热棒2236a、2236b、2236c、2236d和2236e反射聚焦太阳辐射。真空太阳能集热管可替代所述的加热棒2236a、2236b、2236c、2236d和2236e，或者与上述加热棒一起使用。类似的，多槽垂直太阳能聚光器2350包括3个反射槽2351a、2351b和2351c，其中每个反射槽用于向对应的垂直加热棒和/或真空管（图23未示）反射和聚集太阳辐射。图23也展示了支撑元件2370如何与多槽垂直太阳能聚光器2350相结合以实现其安装或悬挂于窗户、墙壁或其他垂直面的。

尽管上述实施方式以水平放置或者垂直放置为特点描述了太阳能加热元件，本发明的各种实施方式不应局限于此种放置/定位方式。例如，本发明的实施方式也可以包括水平和垂直组合形式的太阳能加热元件和/或以居间角度倾斜放置的太阳能加热元件。

另外，虽然以上参照图2-图23描述了基于太阳能聚光器和加热棒的太阳能加热元件的多种实施方式，单本发明实施方式不应限于基于太阳能聚光器的加热元件。例如，本发明的一些实施方式利用其它形式的热能收集，比如太阳能集热板（例如平板）来产生驱动吸收式制冷系统的热能。

一种利用平板太阳光电收集器作为加热元件基础的空气制冷系统将结合附图24A-24C进行描述。

图24A、24B和24C分别提供了本发明另一种实施方式具有平板太阳能收集加热元件2454的制冷单元2400的后视图、正视图和侧视图。太阳能收集加热元件可以设置成不是平板的。制冷单元2400包括吸收式制冷系统2452，其与图3B和图7 中所示的吸收式制冷系统352和704类似。但是，在本实施方式中，吸收式制冷系统2452的锅炉包括循环管2436，且循环管2436以线圈的形式在平板太阳能收集加热元件2454内延伸。制冷单元2400也包括支撑元件2470，用于将制冷单元安装到窗户2472。如前所述，这里描述的制冷系统也可适于悬挂在诸如墙壁等其他垂直面上。

运行时，制冷剂和吸收剂的富溶液通过循环管2436在平板太阳能收集加热元件2454内循环。平板太阳能收集加热元件2454吸收照射到其外表面的太阳辐射2473，将其转化为可被循环管2436内循环的制冷剂与吸收剂组成的富溶液吸收的热能。按照这种方式，平板太阳能收集加热元件2454产生的热能被用于驱动吸收式制冷系统2452的吸收冷却过程。

图24A-24C所示的平板太阳能收集加热元件2454，其利用了太阳辐射到热能的直接转化以驱动吸收冷却过程。然而，在一些实施方式中，作为溶液在平板太阳光电收集器内循环而吸收热量的替代方案，平板太阳光电收集器可以包括多个光伏电池以吸收太阳辐射并转化为电能，以此给制冷与元件供电使其直接产生制冷。在一些实施方式中，光伏电池可以至少为半透明的，从而平板太阳光电收集器可以安装或悬挂在窗户上而完全不用阻挡窗户的穿过窗户的视线。

在一些实施方式中，平板太阳能收集加热元件（例如，图24A -24C所示的平板太阳能收集加热元件2454）可被配置为嵌入某个结构的外墙（例如公寓、建筑物等图中未示出的结构）。吸收式制冷系统（例如，图24A -24C所示的吸收式制冷系统2452）可包括一个从吸收式制冷系统到平板太阳能收集加热元件并穿过外墙的功能连接。如此，吸收式制冷系统可置于室内而平板太阳能收集加热元件可被置于室外。例如，电线或者电缆可用于穿过墙壁而连接平板太阳能收集加热元件与吸收式制冷系统。其他由平板太阳能收集加热元件供电的元件（例如风扇）也可以与其电连接。

在一些实施方式中，系统的制冷元件包括热电制冷系统。热电制冷系统可以包括一个或者多个热地元件（例如热点板）。

在一些实施方式中，太阳能收集元件产生的能量可以是电能。比如，使用光伏电池可以将太阳辐射转换成电能用以驱动制冷系统。然而，实施方式并不仅限于平板或者光伏电池的设置，其他可产生电能的太阳能收集器件也能采用。

图25A、25B和25C描述了本发明的另一种实施方式。图25A是一个可悬挂于窗户、墙壁或者其他垂直面的制冷单元2500的侧视图。制冷单元2500包括平板太能能收集器2550，其包括多个光伏电池2510（如图25B和25C所示），其利用太阳光2574的能力产生电能，以使得制冷机制或系统2552运行。在其他实施方式中，光伏收集板没有必要是平的。组合的制冷机制2552由提供制冷的热电元件2585、热传导元件2586、风扇2566和可选的备用电池2580组成。各种传统的业界常见的热电制冷元件都可以用于图25A所示的热电元件2585。热传导元件2586被设置在热电元件2585的冷端以将热电元件2585的制冷发散开。本实施方式的风扇2566被设置为紧靠热传导元件2586，以将被热传导元件2586冷却的空气发散出去。并非所有的实施方式中都需要风扇和/或热传导元件。

制冷单元2500也包括支撑元件2570，用于将制冷单元2500安装或悬挂到窗户或其他垂直面上。组合的制冷机制2552可被移除或者可借由延长的电线与平板太阳光电收集器2550的连接而在其他区域运行。

图25B是图25A所示制冷单元从安装制冷单元的窗户外面看到的正视图。光伏电池2510可以是任何适于产生 能驱动热电元件2585的足够电量的光伏电池。热电元件2585可以是可通过热电性能产生制冷的任意合适元件。

图25C是图25A和25B所示制冷单元2500从安装制冷单元的窗户所在室内看到的后视图。

图26是另一种实施方式的可安装或悬挂于窗户（或其他垂直面）的制冷单元2600的侧视图。制冷单元2600包括一个用于产生制冷的热电制冷系统2602和太阳能收集器上的多个光伏电池（图未示），在本实施方式中，太阳能收集器尤其可以是平板太阳光电收集器2604。平板太阳光电收集器2604与图25A-25C所示的平板太阳光电收集器2550功能作用相似。再次说明，也可以是采用非平板式收集器。平板太阳光电收集器2604包括第一表面2605和与第一表面2605相对的第二表面2606。光伏电池将太阳能转换为电能以驱动热电制冷系统2602。热电制冷系统2602包括热电元件2607。热电元件2607附着于平板太阳光电收集器2604的第一表面2605。制冷单元2600也包括风扇2608，用于发散被热电制冷元件2602冷却的空气2609。在本实施方式中，热电制冷元件2607是一个热电板，比如珀耳贴（Peltier）板（帕尔贴），其包括冷端2610和热端2612。风扇2606附着于热电制冷元件2607的冷端2610。如此，被冷端2610冷却的空气2609可被风扇2606分散开。

在本实施方式中，平板太阳光电收集器2604包括用于将光伏电池的电输出端与光电元件2607连接的电气连接结构（图未示）。任何可用于电气连接的方式，比如导电的布线均可采用。

当制冷单元2600被安装或者悬挂于一个窗户（图未示）上并运行的时候，太阳光（以箭头2614表示）撞击平板太阳光电收集器2604。一部分光被光伏电池吸收转换为电能。本实施方式中的平板太阳光电收集器2604至少是半透明的，从而至少一些太阳能（以箭头2616表示）可以穿过平板太阳光电收集器2604。如此，平板太阳光电收集器可允许至少一部分来自太阳的可见光能穿过平板太阳光电收集器2604。从而即使在制冷单元2600被安装于窗户的情况下，制冷单元2600也可允许一部分光能穿过窗户并进入室内。平板可以由某种材料构成，或者具有某种材料涂层，使得其允许期望光量通过，或者将非直射到光伏电池的太阳能部分反射或者全部反射。实施方式中不限于使用某种特定类型的太阳能收集器设计。

制冷单元2600也包括将其附着到窗户上的结构。比如，用于附着于窗户的结构包括至少一个锚钩2618。所述至少一个锚钩2618，示例性的，可用于将制冷单元2600悬挂在窗户的链条（图未示）或其他结构上。作为一种替换方案，或者与锚钩2618相结合，制冷单元2600也可以包括至少一个吸盘2620，该吸盘2620附着于平板太阳光电收集器2604的第二表面2606。由此，吸盘2620可吸附于窗户的内表面，而热电板2607和风扇2608将朝向室内以发散冷空气。

在一些实施方式中，制冷系统包括一个外壳，用于支撑热电元件和/或至少一个风扇。图27A-27D描述了用于一些实施方式制冷系统的热电制冷系统2700。虽然未画出，制冷系统2700可与一个太阳能收集器耦合，比如如前面所讨论的平板或者非平板的太阳能收集器。

图27A是制冷系统2700的俯视图，其包括外壳2702。在图27A中，外壳2702的一部分被移除以展示出外壳2702内部的元件。制冷系统2700页包括一个热电元件2704（在此例中仍为帕尔贴板）、第一风扇2706和第二风扇2708。外壳2702包括前部2750、尾部2752、第一侧2754和与第一侧2754相对的第二侧2756。热电元件2704、第一风扇2706和第二风扇2708均被外壳2702收纳，后续将对此进行更详细的描述。外壳2702也可以包括电连接装置，用于将热电元件2704连接到光伏电池的电输出端。任何适于将光伏电池（或者任何可由太阳能产生电能的可替代元件）产生电能提供给热电元件2704的构件均可被采用。

热电元件2704包括热端2710和与其相对的冷端2712。热端被设置成背离第一风扇2706和第二风扇2708，而冷端则朝向第一风扇2706和第二风扇2708。本实施方式中，还包括用于从热电元件2704发散热能和冷却的热传导体机构（虽然其他实施方式中省略了这种传导器）。特别的，图27A-27D描述的实施方式中的制冷系统2700包括第一热传导体2714和第二热传导体2716。第一热传导体2714紧靠热端2710,并设置在靠近外壳2702的尾部2752。第一热传导体2714将热能从热电元件2704移开并移向外壳2702的尾部2752。

第二热传导体2716紧靠热电元件2704的冷端2712，以将冷气发散到外壳2702的前部2750。第一风扇2706和第二风扇2708相互靠近，并且每个风扇在靠近外壳2702前部2750之处部分的紧靠第二热传导体2716（在热电元件2704的对面）。如此，在本实施方式中，第二热传导体2716位于热电元件2704与第一风扇2706及第二风扇2708之间。热电元件2704可以冷却第二热传导体2716，继而其（或者与热电元件2704一起）使得第二热传导体2716周围的空气降温。被冷却的空气随后可以借由第一风扇2706及第二风扇2708自外壳2702的前部2750发散出来。

在该具体实施方式中，第一热传导体2714由实心金属块，尤其是钢所构成。第二热传导体2716在本实施方式中也是金属，尤其是铝，并且可以包括数个金属鳍片2720（如图27B所示并将在下文讨论）。空气可在鳍片2720周围循环以更好的对空气降温。

在其他的实施方式中，第一热传导体不是一个实体的块，并可能有不同的形状或配置。例如，第一热传导体可以包括鳍片或其它特征。第二热传导体可不包括鳍片，并可能具有不同的形状或结构。其他热传导材料，如铜或非金属可用于第一热传导体和/或第二热传导体。所使用的热传导体可以是任何类型的散热片、块或结构（金属或其他材料），以有效地从热电组件中有效地从热电元件吸取热量或冷却。

在一些实施方式中，导热材料，例如热传导剂可用于在热电元件和至少一个热传导体（例如第一热传导体2714和第二热传导体2716）之间产生热传导连接。

制冷系统2700进一步包括垫片2730，其被设置以将第一热传导体2714和第二热传导体2716进行隔热。在图27A中，垫片2730至少部分覆盖第一热传导体2714四周和热电元件2704。因此，第一热传导体2714和热电元件2704以虚线表示。垫片2730可以包括前部2731，其紧靠或靠近第二热传导体2716，还包括尾部2732，其至少部分的围绕于第一热传导体2714。垫片2730的前部2731可以包括例如硅胶用于与第二热传导体2716热隔离。垫片2730的尾部2732可以包括例如天然橡胶，或称印度树胶。天然橡胶可以吸收热能，并减少从制冷系统排出的热量。

外壳2702可以由基本上非导热的或者结缘材料组成，例如塑料和/或橡胶制品。然而，实各施方式并不限于特定的外壳材料，其他材料例如陶瓷或金属可用于形成外壳2702的一部分或者全部。

如后文所阐述，第一热传导体2714和第二热传导体2716中的一个或二者可省略，如同第一风扇2706和第二风扇2708中之一或二者可省略。

图27B是制冷系统2700的侧视图，其中第一侧2754部分的被移除以使得外壳2702内的其他元件可见。热电元件2704、第二风扇2708、第一热传导体2714和第二热传导体2716在图中可见。图27B展示了第二热传导体2716的鳍片2720。

图27C制冷系统2700背面的透视图。在本实施方式中，多个通风孔2760部分沿着外壳2702的第一侧2754、第二侧2756和尾部2752 设置。这些通风孔允许空气进入外壳而被冷却。包含这些通风孔（以及通风孔2760的数量和位置）是可选的。这些通风孔可确保少量热释放是垂直的而吸入空气维持制冷则是水平方向的。图27C中所示侧边通风孔2760可以使得有效的将外部空气吸入第二热传导体2716的鳍片2720，以及在风扇2706和2708的辅助下有效的将气体排出前部2750。外壳2702的尾部2752包括一个基本位于中间的凹面2762。所述凹面2762被多个壁（包括底壁2764）围绕，所述多个壁将其与外壳尾部2752的其他部分相连接。第一热传导体2714至少一部分上设有开口2766，以使得热能从外壳2702的尾部3752发散。位于凹面2762底部的底壁2764包括另外的通气孔2770，以使得更多的由热电元件2704（图27A所示）的热端2710产生的热能从外壳2702通过。凹面2762的设置，包括增加的通气孔2770都是可选的，这里仅简单作为示例提供在本文中。可以理解的，外壳2702的形式和外壳内各元件的设置是可变的。实施方式不局限于这里描述的任意一个特定结构和/或设置。比如，在外壳外部可以设置一个或者多个风扇。可以在外壳里面或外面相同位置或者其他位置使用更多或者更少的风扇。外壳的形状可以是多样的，以容纳更多或更少的元件或者仅为了美观的目的。虽然提供了一种可作为能安装或悬挂在窗户（或其他垂直面）上的制冷系统的一部分的热电制冷系统，其他变形方式也是可行的。

虽然图中未显示，制冷系统2700可具有将制冷系统2700与太阳能收集器（图未示）连接的机制，其中太阳能收集器可以是平板太阳光电收集器。这种机制可以包括一个或者多个挂钩、支架、锁扣或其他适当的机械连接结构。制冷系统2700也可以是可拆卸的连接到太阳能收集器。制冷系统2700也具有电连接结构（图未示），以使得制冷系统2700与太阳能收集器（图未示）的电能输出相连接。

图27D是制冷系统2700的正视图。如图所示，示例的外壳2702包括一个在外壳2702的前部2750的大开口2780，以基本上暴露出第一风扇2706和第二风扇2708。开口2780使得风扇2706和2708推动空气从外壳2702的前部2750排出。当然，可以采用通风孔、纱窗或者其他可通过空气的结构，使得一个或多个风扇吹来的空气从外壳2702排出。

图28是另一种实施方式的热电制冷系统2800的俯视图，类似的，其可作为一些实施方式中的空气制冷系统（可能连接到一个太阳能收集器，比如一个太阳能收集板）。热电制冷系统2800包括外壳2802。图28中的外壳2802的一部分被移除以展示外壳2802内的各元件。制冷系统2800还包括第一热电元件2804、第二热电元件2805，第一风扇2806和第二风扇2808。在一个例子中，第一热电元件2804、第二热电元件2805其中之一或者两者为帕尔贴板。制冷系统2800还可以包括第一热传导体2814和第二热传导体2816，其分别与图27A中所示的第一热传导体2714和第二热传导体2716功能设置相似。在本实施方式中，第一热传导体2814和第二热传导体2816均由铝构成。制冷系统2800还包括橡胶垫片2830，用于将第一热传导体2814和第二热传导体2816热隔离。

图29A和图29B描述了又一种实施方式的太阳能供电空气制冷系统2900，其包括了热电制冷系统。图29A是制冷系统2900的侧视图。制冷系统2900包括热电制冷系统2902，其与图27和图28所示的制冷系统2700、2800功能相似。具体的，制冷系统2902包括一个外壳2904，并包括至少一个热电元件（图未示）、至少一个将来自热电元件的冷气朝制冷系统2902的前端发散而将热量朝系统的尾部发散的热传导体（图未示）。热电制冷系统2902还包括两个风扇2907（如图29B所示），用于将至少一个热电元件和至少一个热传导体冷却的空气发散。制冷系统2900还包括一个太阳能板2906，其包括至少一个光伏电池（图未示），其与图25A-25C所示的平板太阳光电收集器2550功能相似。当然，也可以采用其他可产生电力的太阳能收集器。

如图29A所示，外壳2904具有大的通风孔2908而不是一个几乎全开的开口，以使得空气通过风扇2907穿过外壳2904。

在图29A中，热电制冷系统2902直接连接到太阳能板2906，然而，本实施方式的热电制冷系统2902可以连接到太阳能板2906或与其分离，但与太阳能板2906仍维持电力连接以驱动热电元件和风扇2907。图29B包括了太阳能板2906的侧视图和制冷系统2900的热电制冷系统2902的透视图。在图29B中，热电制冷系统2902从太阳能板2906上被拆下，从而可被放置到不同于太阳能板2906的位置。而制冷系统2900与太阳能板2906通过电线2910进行电连接。任何可用于将热电制冷系统2902安装、悬挂到太阳能板2906的合适的机械构造都可被采用。比如，挂钩、吸盘、支架、销钉、或者上述的任意组合。由此，在本实施方式中，热电制冷系统2902和太阳能板2906其中之一或者两者可被悬挂起来。类似的，本文描述的其他系统（例如图24A-28、30所示的那些系统）也可以设置成的制冷元件与太阳能收集元件其中之一或者两者被悬挂在窗户、墙壁或其他面上。并非所有实施方式的制冷元件和太阳能收集元件都集成为单一可安装或悬挂的单元，也可以如前所示是分开放置的。

图30是另一种实施方式的热电制冷系统3000的后视图，其可类似的作为空气制冷系统的一部分，其可被连接到一个被设计成放置在窗户或墙上或其他垂直面上的太阳能收集板。制冷系统3000与图27A-27D、图28所示的热电制冷系统2700功能结构类似。图30中的制冷系统描述了一个示例的结构，其用于将制冷系统3000安装或电连接到太阳能收集板。以下描述的这些结构可用于本文中描述的其他实施方式的制冷系统。如图所示，制冷系统3000包括外壳3002。外壳3002包括前部3050、尾部3052、第一侧3054和与第一侧3054相对的第二侧3056。在外壳3002的尾部3052上具有电线3010，其连接到外壳中的至少一个热电元件（图未示）。电线3010被配置为连接到太阳能收集器（比如一个太阳能收集板）的电力输出端。在本例中，外壳3202还包括四个L形的延伸部3012、3014、3016和3018，从而使得电线3010围绕在其周围。这些延伸部并非必要的。外壳3002进一步包括第一支架3020和第二支架3022，其分别具有第一凹陷3024和第二凹陷3026。第一支架3020和第二支架3022可用于将制冷系统3000悬挂到太阳能收集器的挂钩或延伸部上。制冷系统3000从而可拆卸式的附着于太阳能收集器。制冷系统3000可与太阳能收集器结合后放置在窗户（或其他垂直面，比如墙壁）上，或者可被拆下来放置在房间的其他地方。当然，其他用于连接或者可拆卸式连接制冷系统和太阳能收集器的结构均可以被采用。比如，可采用粘胶、夹子、锁等其他适当的结构。

如图27A至30所示的热电制冷系统2700、2800、2902和3000（以及这些设计的变形），在一些实施方式中可以不适用太阳能产生的电力，而使用电池、自动充电或家庭插接及其他电源进行供电。

应当理解，本文中使用的诸如耦合、连接、电连接、信号通信或类似的词语包括元件之间的直接连接或元件之间的间接连接，或者两者皆有，根据某个实施方式整体背景而言这是显然的。耦合这一词语用于包括但不限于直接电连接。

应当进一步的理解，本文中描述和图中描绘的模拟和测量结果仅以示例方式在一些条件下提供。在其他事实或模拟条件下，有可能获得类似的或者有差异的结果。

前述说明包括了仅作为示例提供的许多细节和某些实施方式，不应当解释为限制本发明范围。本发明的范围仅由后附的权利要求进行限定，本领域技术人员在不背离本发明范围的基础上可针对某些实施方式作出替代、修改或者变形方案。

Claims (23)

1.一种空气制冷系统，其特征在于，包括：

制冷元件，其包括用于通过由热能驱动的吸收冷却过程而产生制冷的吸收式制冷系统，所述吸收式制冷系统包括：

锅炉，被配置为吸收太阳能加热元件产生的热能以使得制冷剂从制冷剂与吸收剂组成的溶液中蒸发；

冷凝器，其功能性地连接至所述锅炉，并构造成使汽化的制冷剂冷凝成液态制冷剂；

蒸发器，其功能性地连接到所述冷凝器并配置为使来自冷凝器的液态制冷剂蒸发；

吸收剂槽，其功能性连接于锅炉，用于向锅炉提供富制冷剂的吸收剂溶液；其中，一蒸气回流管功能性连接于蒸发器与吸收剂槽之间，用于将来自蒸发器的饱和制冷剂蒸气回到吸收剂槽；

吸收器，其功能性连接在蒸发器与吸收剂槽之间；其中，一淡液回流管功能性连接于吸收器和锅炉之间，用于将在锅炉中分离了制冷剂蒸气后的淡制冷剂的吸收剂溶液回流到吸收器，使得该淡制冷剂的吸收剂溶液在吸收器中吸收来自吸收剂槽的制冷剂蒸气后，回流到吸收剂槽，重新成为富制冷剂的吸收剂溶液，以继续循环；

排气管，其功能性连接于冷凝器和蒸气回流管之间，用于使得部分的饱和制冷剂蒸气从所述蒸发器连接蒸气回流管的出口处回流到所述冷凝器而与所述冷凝器的输出一起凝结；和

太阳能收集元件，用于产生热能驱动所述吸收式制冷系统产生制冷，其中，制冷元件和太阳能收集元件结合形成一制冷单元，该制冷单元适于被悬挂在一窗户的内侧上面向内部的侧面附近，所述太阳能收集元件包括：

至少一加热元件，其被配置为吸收太阳辐射并将太阳辐射转换为热能供应给所述吸收式制冷系统的锅炉，其中，所述太阳能加热元件的至少一加热元件包括至少一加热棒，所述吸收式制冷系统的锅炉包括至少一循环管，所述循环管延伸穿过所述至少一加热棒的内部，使得所述制冷剂与吸收剂组成的溶液在加热棒中循环，进而加热所述溶液使得所述制冷剂从溶液中蒸发出来；所述太阳能加热元件还包括太阳能聚光器，其被配置为将太阳辐射聚集到所述至少一加热棒。

2.根据权利要求1所述的空气制冷系统，其特征在于：当所述制冷单元被悬挂在窗户中时，所述太阳能收集元件至少半透明，以允许从所述窗户穿过的至少一些光线穿过所述制冷元件。

3.根据权利要求1所述的空气制冷系统，其特征在于：所述加热棒包含围绕循环管的热流体。

4.根据权利要求3所述的空气制冷系统，其特征在于：所述太阳能加热元件进一步包括热流体膨胀室，所述热流体膨胀室与所述加热棒流体连通以允许热流体的膨胀。

5.根据权利要求1所述的空气制冷系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统的锅炉进一步包括回流柱和渗流管，所述渗流管在循环管和回流柱之间流体连通，以使得吸收剂回流到回流柱而蒸发的制冷剂流向冷凝器。

6.根据权利要求1所述的空气制冷系统，其特征在于：所述太阳能聚光器包括反射材料作为双面镜，使得所述太阳能聚光器从第一内侧观看时基本为透明而从第二外侧观看时则为反射的，以使得将太阳辐射基本反射到所述至少一加热棒。

7.根据权利要求6所述的空气制冷系统，其特征在于：当所述制冷元件悬挂在所述窗户中时，每个加热棒设置在所述窗户的面向内侧的一侧和所述太阳能聚光器的外侧之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的空气制冷系统，其特征在于：所述太阳能聚光器包括至少一槽形反射器以将太阳辐射聚集到所述至少一加热棒。

9.根据权利要求8所述的空气制冷系统，其特征在于：每个加热棒被放置成与对应的一个槽形反射器的聚焦区长度方向基本平行的延伸。

10.根据权利要求8所述的空气制冷系统，其特征在于：所述至少一个加热棒和所述至少一个槽形反射器在运行时被设置成基本水平或者基本垂直。

11.根据权利要求8所述的空气制冷系统，其特征在于：所述至少一个槽形反射器具有椭圆或抛物线轮廓。

12.根据权利要求11所述的空气制冷系统，其特征在于：所述至少一个槽形反射器包括一位于下方基本围绕聚焦点100度的抛物线曲线段和位于上方从101度渐变为180度的椭圆曲线段。

13.根据权利要求1-7任一项所述的空气制冷系统，其特征在于：所述至少一加热棒至少部分由太阳辐射吸收材料构成而将太阳辐射直接转化为热能供应给吸收式制冷系统的锅炉。

14.根据权利要求1-7任一项所述的空气制冷系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统被配置为使得空气穿过所述吸收式制冷系统的至少一部分的蒸发器而被降温。

15.根据权利要求14所述的空气制冷系统，其特征在于：其进一步包括排气罩，所述排气罩部分覆盖至少所述蒸发器的一部分，并配置为将来自吸收式制冷系统并穿过所述蒸发器的冷却空气发散。

16.根据权利要求15所述的空气制冷系统，其特征在于：所述排气罩包括多个发散鳍片，其沿着蒸发器长度方向分布，所述多个发散鳍片用于引导经过蒸发器的空气的发散。

17.根据权利要求16所述的空气制冷系统，其特征在于：所述多个发散鳍片位于所述排气罩内，每个发散鳍片的底部到排气罩内表面的距离大于其顶部到所述排气罩内表面的距离。

18.根据权利要求15所述的空气制冷系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统进一步包括至少一个风扇，其用于将空气从蒸发器移开。

19.根据权利要求15所述的空气制冷系统，其特征在于：其进一步包括一个托盘，用于被排气罩引流的冷空气进行冷却的物体。

20.根据权利要求19所述的空气制冷系统，其特征在于：所述托盘与所述排气罩通过铰链连接结合为一体，以使得所述托盘可上下翻转。

21.根据权利要求19所述的空气制冷系统，其特征在于：进一步包括一仓盒用于承托被冷空气冷却的物体。

22.根据权利要求1-7任一项所述的空气制冷系统，其特征在于：进一步包括至少一支撑元件，其用于支撑所述空气制冷系统至所述窗户。

23.根据权利要求1-7任一项所述的空气制冷系统，其特征在于：所述制冷剂包括氨，所述吸收剂包括水，所述蒸发器中存在氢气。

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