CN1220380A - 太阳能热水器冰箱复合机 - Google Patents

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Abstract

太阳能热水器冰箱复合机是属于太阳能利用领域中用于同时供给热水和制冰的设备,该复合机采用两个通过定时阀门控制的水箱,将吸附筒置于上水箱中,白天在用集热器加热水箱中水的同时加热制冷冰箱的吸附筒,而晚上用冷水冷却吸附筒。满足了吸附筒白天吸热晚上冷却的需要,用同一集热器实现白天产的热水供夜间使用,夜间制的冰供白天使用的连续循环,把太阳能的热利用与冷利用有机结合起来,实现了绿色制冷与供热可持续发展的目的。

Description

太阳能热水器冰箱复合机
太阳能热水器冰箱复合机是属于太阳能利用领域中用于同时供给热水和制冷的设备。
由于全球性的能源危机，促使人类寻求探索新的能源，太阳能由于其特有的清洁无污染性和地域分布的广泛性、揭开了新能源利用中最引人注目、应用得最多、涉及科学面最广的新篇章。其中太阳能热水器在我国广大城乡已被人们普遍接受。在太阳能制冷方面，国外不断地有来自这方面的研究报道，并有样机投放市场，但在实用化方面，太阳能冰箱由于效率较低，在结构上将吸附器与集热器做成一体，白天加热吸附器的热量在晚上都要与外界发生散热交换以便冷却吸附器，使吸附器内的吸附剂吸附制冷剂产生蒸发制冷，这不但造成能量的浪费，同时由于很难解决高效真空集热器在夜间的散热问题，从而限制了它在制冰机中的应用。本发明用联网检索方式检索了DIALOG国际联机数据库和中文光盘，共检得相关中外文献24篇，未见有与本申请发明专利相同的专利和文献报道。
本发明的目的是为了解决单一采用太阳能热水器和太阳能冰箱时效率低浪费能源的缺点。采用技术成熟的太阳能热水器来加热制冷冰箱的吸附器，采用同一集热器实现了白天产的热水可供夜间使用，夜间制的冰可供白天使用的连续循环，把太阳能的热利用与冷利用有机地结合起来，实现了绿色制冷与供热可持续发展的目的。使一种产品有多种用途，达到提高能量利用率，节约能耗的目的。
本发明的太阳能热水器冰箱复合机的主要内容是该复合机采用两个通过阀门定时控制的水箱，将吸附器和集热器分开，将作为吸附器的吸附筒置于上热水箱中，白天在用高效真空集热器加热水箱中水的同时加热吸附筒，将白天加热吸附筒的热水在晚上循环至另一保温水箱中供用户使用热水，同时将冷水在晚上循环至上水箱中冷却吸附筒，这样便满足了吸附筒白天吸热、晚上冷却的需要。夜晚由于吸附筒被冷却，吸附筒内的活性炭开始吸附蒸器内的制冷剂，进行蒸发制冷过程直至第二天早晨，由于冰箱内带冷冻液蓄冷块，可使冰箱在白天长时间内保持制冷效果。
图1是本发明太阳能热水器冰箱复合机的结构原理图
图2是吸附筒结构原理图
图中1是真空管集热器，2是上循环管路，3是下循环管路，4是上热水箱，5是下热水箱，6是透明纤维盖板，7是吸附筒，8是冷凝器，9、15是真空阀，10是补水箱，11、12是定时阀门，13是毛细管节流阀，14是贮液器，16是蒸发器，17是冰箱，18、19、20是阀门，21是支架，22是吸附剂活性炭，23是制冷剂甲醇，24是吸附筒不锈钢外壳，25是中心空管。
本发明太阳能热水器冰箱复合机的具体实施：
该复合机是由真空管集热器1，上循环管路2，下循环管路3，上热水箱4，下热水箱5，透明纤维盖板6，吸附筒7，冷凝器8，真空阀9、15，补水箱10，定时阀门11、12，毛细管节流阀13，贮液器14，蒸发器16，冰箱17等组成。
真空管集热器1通过上循环管路2和下循环管路3与上热水箱4相连，透明纤维盖板6盖在上热水箱4上，上热水箱4通过定时阀门11与下热水箱5相通，吸附筒7的外壳24用不锈钢材料制成圆筒形，其中部插入带金属网眼的中心空管25，中心空管25通过焊接固定在吸附筒不锈钢外壳24上。在不锈钢外壳24与中心空管25之间放入吸附剂活性炭22和制冷剂甲醇(或氨)23，中心空管25通过真空阀门9与贮液器14相通，在中心空管25与贮液器14相连通的管道外侧安装有冷凝器8，补水箱10通过定时阀门12与上热水箱4相通，贮液器14通过真空阀15、毛细管节流阀13与冰箱17中的蒸发器16相通，冰箱17内装有带冷冻液的蓄冷块。
上午太阳日照辐射到真空管集热器1上，加热的水通过上循环管路2存贮在上热水箱4中，随着辐射的增强，上热水箱4中的水温不断升高，此时，真空阀15处于关闭状态，由于采用真空管集热器1并在上热水箱4上加盖透明纤维盖板，加热的水温可使浸在水箱4中的吸附筒7内的吸附剂活性炭22解析制冷剂甲醇23。中午时吸附筒7内的甲醇蒸气压达到了冷凝器8对应的冷凝压力，因而甲醇蒸汽在通过冷凝器8时凝结成液体，进入贮液器14中，再通过毛细管节流阀13降压后进入蒸发器16中，到下午3时左右吸附筒7内温度达最高值(80-100℃)且热水箱4中热水温度较为稳定，从而使解析过程较为充分。傍晚，太阳日照辐射消失，此时，打开定时阀门11，让上热水箱4内的热水流入下热水箱5内，供用户使用，上热水箱4内热水放完后关闭阀门11，打开阀门12，让补水箱10内的冷水流入上热水箱4内冷却吸附筒7。由于冷却吸附筒7时能使水温升高，故可通过阀门19增加一旁通管路供用户使用温水，使补水箱10与该旁通管路连通，增强冷却吸附筒的能力。午夜，打开真空阀15，由于吸附筒7被冷却，吸附筒7内的吸附剂活性炭22开始吸附蒸发器16内的制冷剂甲醇23，蒸发器16中的液体因压强骤减而沸腾，从而开始了蒸发制冷的过程，该过程一直进行到第二天早晨。由于冰箱17内装有带冷冻液的蓄冷块，可使冰箱在白天长时间内保持制冷效果。关闭真空阀15、水阀12与19，从而完成一个供热水与制冷的循环过程。本发明中的冷凝器8采用高肋翅片来加强自然冷却效果，蒸发器16采用大口径高肋管，在系统运行前，必须对装有吸附剂活性炭22的吸附筒7抽真空解析后才能充入制冷剂甲醇23，中心空管25是制冷剂甲醇解析和吸附时的通道。
具体实施时采用现有较为成熟的太阳能真空管集热器(包括热管型真空管集热器)设计热水器和吸附式制冰系统。吸附式制冰机与热水器之间可通过管路进行联接，这样便保证了产品销售时既可立即投入太阳能热水器市场，又可根据用户的需要配套提供吸附式冰箱系统。本发明有下列产品可供用户选择。
(1)1m2的集热器
该产品在夏季可产生80-90℃的热水60kg，日制冰量为4kg；在冬季可产生70-80℃的热水50kg，日制冰量为3kg。该产品大约需要活性炭20kg，甲醇6kg。吸附式冰箱的容积为120升。该产品适合于三口人之家庭使用。
(2)2m2的集热器
该产品在夏季可产生80-90℃的热水100kg，日制冰量为7kg；在冬季可产生70-80℃的热水90kg，日制冰量为6kg。该产品大约需要活性炭40kg，甲醇12kg。吸附式冰箱的容积为180升。该产品适合于人口较多之家庭使用。
(3)3m2的集热器
该产品在夏季可产生80-90℃的热水150kg，日制冰量为12kg；在冬季可产生70-80℃的热水120kg，日制冰量为10kg。该产品大约需要活性炭60kg，甲醇18kg。吸附式冰箱的容积为240升，吸附筒的体积大约为120升。该产品适合于小集体使用。
(4)特种产品
除以上所提及的三种产品之外，还可根据用户的特殊需要设计大系统及不同用途的太阳能热水器冰箱复合机。
本发明的太阳能热水器冰箱复合机采用技术成熟的太阳能热水器来加热制冷冰箱的吸附筒，采用同一集热器实现了白天产的热水可供夜间使用，夜间制的冰可供白天使用的连续循环，把太阳能的热利用与冷利用有机地结合起来，实现了一种产品多种用途的功能，提高了能量转换利用率，由于采用太阳能加热和无氟制冰，有利于节约能源和环境保护。

Claims (3)

1、一种由真空管集热器1，上循环管路2，下循环管路3，上热水箱4，下热水箱5，透明纤维盖板6，吸附筒7，冷凝器8，真空阀9、15，补水箱10、定时阀门11、12，毛细管节流阀13，贮液器14，蒸发器16，冰箱17等组成的太阳能热水器冰箱复合机，其特征在于：真空管集热器1通过上循环管路2和下循环管路3与上热水箱4相通，透明纤维盖板6盖在上热水箱4上，上热水箱4通过定时阀门11与下热水箱5相通，吸附筒7水平浸放在上热水箱4中，用支架21支撑，补水箱10通过定时阀门12与上热水箱4相通，贮液器14通过真空阀15、毛细管节流阀13与冰箱17中的蒸发器16相通。
2、由权利要求1所述的太阳能热水器冰箱复合机其特征在于吸附筒7的外壳24用不锈钢材料制成圆筒形，其中部插入带金属网眼的中心空管25，中心空管25通过焊接固定在不锈钢外壳24上，在不锈钢外壳24与中心空管25之间填充有吸附剂活性炭22和制冷剂甲醇(或氨)23，中心空管25通过真空阀门9与贮液器14相通。
3、由权利要求1和2所述的太阳能热水器冰箱复合机，其特征在于在中心空管25与贮液器14相连通的管道外侧安装有冷凝器8，冷凝器8采用高肋翅片，蒸发器16采用大口径高肋管，冰箱17带冷冻液蓄冷块。
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