CN201621900U - 太阳能吸附式制冷装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能吸附式制冷装置，地基蒸发器埋在地下，地基蒸发器上端连接一吸附气体导流管，所述吸附气体导流管上端与气体通管连通，地基蒸发器内设一液体回流管，回流管上端与解吸气体导流管连接，解吸气体导流管上段设一自然冷却冷凝器，自然冷却冷凝器的散热肋片均匀环套在解吸气体导流管上，解吸气体导流管在冷凝器的下方连接一储液器，储液器的上下两端接口处分别与解吸气体导流管的管口连接，储液器下端出口处装一单向节流阀；所述解吸气体导流管上端与太阳能集热器连接。本实用新型有效减缓因全球气候变暖对多年冻土地基的影响，实用性强，结构简单，埋设方便，能够弥补热棒在暖季无法工作的空白。
Description
技术领域
本实用新型涉及冷却多年冻土地基和维护其热稳定性技术领域，特别是一种太阳能吸附式制冷装置。
背景技术
当前在多年冻土地基稳定性的维护中，采取的工程措施或装置主要有：片石、碎石热屏障，通风管散热结构，热棒制冷等。这些措施或装置主要存在着以下局限：
(1)片石、碎石热屏障等多年冻土地基稳定性的处理措施，在暖季，主要利用其高热阻阻止外界热量向多年冻土地基传输。在寒季，主要利用其大空隙空气对流作用，使外界冷空气通过对流向下传递，增加多年冻土地基的冷储量，但其表面易被风沙和积雪覆盖，空隙易被风沙和积雪充填而降低效果，并且其高热阻作用降低了大气本身对多年冻土地基的冻结能力。这些工程措施均存在着无法应对全球气候升温对多年冻土地基带来的影响的缺陷。
(2)通风管地基是利用管中空气对流散热来实现维护多年冻土地基稳定的。但其维护多年冻土地基的效果受通风管长径比和埋设位置的限制，且其管道易被风沙和积雪堵塞而失效，同样也存在着无法应对全球气候升温对多年冻土地基带来的影响的缺陷。
(3)热棒是利用寒季多年冻土地基与大气之间存在的温差，和液汽两相转换对流循环的热传输，来实现增加多年冻土地基的冷储量达到维护其稳定的目的。但在多年冻土地基的融化季节——暖季，热棒却停止工作，制冷效果受到季节的限制。
因此，在多年冻土地基热稳定性的维护中，需要有能够在暖季工作，能够应对全球气候升温对多年冻土地基产生的不利影响，且需要不影响大气本身对多年冻土地基的冷冻能力和不受季节限制的新的工程措施或制冷装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是要弥补当前维护多年冻土地基的热稳定中，既有工程措施无力应对气候升温、影响大气本身对多年冻土地基的冻结作用和表面易被风沙和积雪覆盖并且其空隙易被风沙和积雪充填而降低效果的缺陷，并为填补热棒在暖季无法工作的空白，而提供一种太阳能吸附式制冷装置。
本实用新型的技术问题采用下述技术方案解决：
一种太阳能吸附式制冷装置，包括一太阳能集热器和一地基蒸发器，所述的地基蒸发器埋在地下，地基蒸发器上端连接一吸附气体导流管，所述吸附气体导流管上端与气体通管连通，所述的气体通管设在太阳能集热器的内部；所述地基蒸发器内设一液体回流管，回流管下端与地基蒸发器底部之间留有间隙，回流管上端与解吸气体导流管连接，解吸气体导流管上段设一自然冷却冷凝器，自然冷却冷凝器的散热肋片均匀环套在解吸气体导流管上，解吸气体导流管在冷凝器的下方连接一储液器，储液器的上下两端接口处分别与解吸气体导流管的管口连接，储液器下端出口处装一单向节流阀；所述解吸气体导流管上端与太阳能集热器连接。
所述太阳能集热器的上下两端设有固定钢夹片，将太阳能集热器、吸附气体导流管和解吸气体导流管固定。
所述吸附气体导流管上端与太阳能集热器之间通过弯头连接；所述解吸气体导流管上端与太阳能集热器之间通过弯头连接。
所述吸附气体导流管上地基蒸发器和太阳能集热器之间装有单向气体压力阀门。
所述解吸气体导流管上太阳能集热器和冷凝器之间装有单向气体压力阀门。
所述气体通管上套装有吸附剂护网，吸附剂护网与集热器内壁之间填充吸附剂，吸附剂中竖向每隔5～20cm设置一层导热丝。
本实用新型用于冷却多年冻土地基和维护其热稳定性新装置，适合用在多年冻土区的暖季，通过将SACS(Solar Adsorption Cooling Stick)制冷装置埋设于多年冻土地基及其季节活动层中，降低多年冻土地基及其季节活动层的温度或使其局部或全部冻结，减小多年冻土上季节活动层的厚度，主动防御因较强太阳辐射和气温升高对多年冻土地基热侵蚀而产生的融沉乃至变形破坏，有效减缓因全球气候变暖对多年冻土地基的影响。该SACS制冷装置实用性强，结构简单，埋设方便，能够弥补当前维护多年冻土地基的稳定中既有工程措施或装置的缺陷及填补热棒在暖季无法工作的空白。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1的I-I截面示意图；
图3为集热管竖向截面结构示意图；
图4为图3的V-V截面示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步详细说明：
本实用新型是一种太阳能吸附式制冷装置，包括一太阳能集热器和一地基蒸发器，地基蒸发器3埋在地下，地基蒸发器3上端连接一吸附气体导流管8。吸附气体导流管8与地基蒸发器3采用焊接连接，吸附气体导流管口设在地基蒸发器顶盖下部即可。吸附气体导流管8上端通过弯头22与气体通管15采取焊接或通过螺栓密封连接。气体通管15设在太阳能集热器4的内部采用螺栓连接。地基蒸发器3内设置一个液体回流管10，回流管10的下端与地基蒸发器底部之间留有间隙，回流管10上端与解吸气体导流管9焊接连接，回流管10的管口设在距地基蒸发器底盖2～5cm即可。解吸气体导流管9上段焊接一自然冷却冷凝器5，自然冷却冷凝器5的散热肋片20均匀环套在解吸气体导流管9上，且其四周连续焊接。解吸气体导流管9在冷凝器5的下方装一储液器6，储液器6的上下两端接口处分别与解吸气体导流管9的管口7焊接，储液器6下端出口处装一单向节流阀2。单向节流阀2采取螺扣密封连接或焊接，单向节流阀2的进出口方向均沿顺时针布置。。所述解吸气体导流管9上端通过弯头23与太阳能集热器4焊接。太阳能集热器4的上下两端设有固定钢夹片17将太阳能集热器4、吸附气体导流管8和解吸气体导流管9固定。在吸附气体导流管8上地基蒸发器3和太阳能集热器4之间装有单向气体压力阀门1。在解吸气体导流管9上太阳能集热器4和冷凝器5之间装有单向气体压力阀门1。单向气体压力阀1分别与吸附气体导流管8或解吸气体导流管9采取螺扣密封连接或焊接，压力阀1的进出口方向均沿顺时针布置。
太阳能集热器4内的气体通管15上套装有吸附剂护网24，吸附剂护网24直径大于集热器内附气体通管15直径，吸附剂护网24安装完后即可在吸附剂护网24与太阳能集热器4内壁之间填充吸附剂，吸附剂中沿竖向每隔5～20cm设置一层导热丝21。
本实用新型装置的埋设方式：
在多年冻土地基的稳定维护区内，根据现场情况布设钻孔间距和孔径，孔深控制在多年冻土上限位置附近或以下，具体深度须根据多年冻土地基的现场情况决定，并在SACS制冷装置布设后，须回填密实。
本实用新型装置的工作原理：
在蒸发器3中，液态制冷剂吸收地基中热量而气化成蒸汽，制冷剂蒸汽通过单向气体压力阀门1和吸附气体导流管8进入太阳能集热器4中，并通过太阳能集热器4内吸附气体通管15被吸附剂吸附。
在阳光充足的白天，太阳能集热器4吸收太阳热能而加热吸附剂，当系统温度达到解吸温度时，吸附剂解吸出吸附的制冷剂，解吸气体通过单向气体压力阀门1和解吸气体导流管9进入自然冷却冷凝器5，冷凝器5通过散热肋片20在较强的空气对流和较大的气温日较差与年较差的作用下，放出热量，将解吸气体冷凝成液体储存在储液器6中，并通过单向节流阀2和蒸发器内制冷剂液体回流管10，进入地基蒸发器3中。蒸发器内制冷剂液体回流管10的出口在地基蒸发器3中的底部，用以确保地基蒸发器3从多年冻土地基季节活动层底部开始吸收热量而制冷。
制冷剂回流到地基蒸发器3中后，随即吸收地基中热量而气化成蒸汽重复以上循环过程，实现将地基中的热量置换到空气中，达到维护多年冻土地基热稳定的目的。
Claims (6)
1.一种太阳能吸附式制冷装置，其特征在于包括一太阳能集热器和一地基蒸发器，所述的地基蒸发器(3)埋在地下，地基蒸发器(3)上端连接一吸附气体导流管(8)，所述吸附气体导流管(8)上端与气体通管(15)连通，所述的气体通管(15)设在太阳能集热器(4)的内部；所述地基蒸发器(3)内设一液体回流管(10)，回流管(10)下端与地基蒸发器底部之间留有间隙，回流管(10)上端与解吸气体导流管(9)连接，解吸气体导流管(9)上段设一自然冷却冷凝器(5)，自然冷却冷凝器(5)的散热肋片(20)均匀环套在解吸气体导流管(9)上，解吸气体导流管(9)在冷凝器(5)的下方连接一储液器(6)，储液器(6)的上下两端接口处分别与解吸气体导流管(9)的管口(7)连接，储液器(6)下端出口处装一单向节流阀(2)；所述解吸气体导流管(9)上端与太阳能集热器(4)连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于所述太阳能集热器(4)的上下两端设有固定钢夹片(17)将太阳能集热器(4)、吸附气体导流管(8)和解吸气体导流管(9)固定。
3.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于所述吸附气体导流管(8)上端与太阳能集热器(4)之间通过弯头(22)连接；所述解吸气体导流管(9)上端与太阳能集热器(4)之间通过弯头(23)连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于所述吸附气体导流管(8)上地基蒸发器(3)和太阳能集热器(4)之间装有单向气体压力阀门(1)。
5.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于所述解吸气体导流管(9)上太阳能集热器(4)和冷凝器(5)之间装有单向气体压力阀门(1)。
6.根据权利要求1所述的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于所述气体通管(15)上套装有吸附剂护网(24)，吸附剂护网(24)与集热器(4)内壁之间填充吸附剂，吸附剂中竖向每隔5～20cm设置一层导热丝(21)。
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| CN103590293A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-19 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 利用太阳能制冷装置维护多年冻土地基路基热稳定的方法 |
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| CN103590293A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-19 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 利用太阳能制冷装置维护多年冻土地基路基热稳定的方法 |
| CN103590293B (zh) * | 2013-11-18 | 2016-01-20 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 利用太阳能制冷装置维护多年冻土地基路基热稳定的方法 |
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