CN2040616U - 热管聚焦型太阳能空调器 - Google Patents

Abstract

一种热管聚焦型太阳能空调器，其包括由热管及聚光件组成的热管聚焦集热装置、蓄热器、致冷剂发生器、致冷剂传送器及致冷部分，热管表面涂有高吸热效率的涂层，聚光件反射面镀上高反射率的涂层，以获得高集热效率，并有人工跟踪阳光装置。采用加热脱附吸附在吸附剂中的致冷剂及引射器传送致冷剂办法，简单实用，在炎热夏季白天可作空调，晚上及非夏季节可取用非饮热水，节能多用，价格便宜，适于民用。

Description

本实用新型涉及一种空调器，特别是一种利用热管经聚焦集热的太阳能空调器。

常用的压缩式窗式空调器价格贵，耗电量大，目前尚难普及。太阳能是取之不竭的能源，尤其在炎热的夏季阳光更加充足，日照时间又长，因此，利用太出能的空调器也应运而生，如丹麦研制了一种太阳能空调器（发表于1979年3月的杂志《International  Journalof  Refrigeration》上，文章题目：“A  solar-powered  solid  absorption  refrigeration  system”）。这种空调器是一种用平板集热的太阳能空调器，其造价较同样规格的窗式空调器还高，而且占地面积较大。

本实用新型的目的是提供一种适用于家用的太阳能空调器，其高效，体积小，价廉，耗电少（夏季阴雨天时用电），除致冷外，还能提供干净热水。

其解决方案是：一种热管聚焦型太阳能空调器，其包括一热管聚焦集热装置，该装置由一外表涂有吸热涂层的热管和一装在热管热端的、将太阳光聚焦在热管上并可以跟踪太阳光的聚光件组成，一围住热管冷端、盛有传热介质的蓄热器、一由一与蓄热器连通的、内部盛有传热介质的容器和一插在该容器中的、内部装有吸附了致冷剂的吸附剂的吸附剂筒组成的致冷剂发生器，一在其后并与吸附剂筒连通的致冷剂传送器，一在其后并与其连通的冷凝器，一在其后并与其连通的致冷剂贮存器，一在其后并与其连通的蒸发器，以及上述部件之间的连接管路及安装在管路上的阀门。

下面，根据附图中描述的一个实施例详细说明本实用新型的结构、特征和优点。

图1是表示该实施例的组成和原理的示意图；

图2是沿图1中“A－A”的剖面图；

图3和4是表示引射器结构的纵剖面图及右视图。

如图1、2所示，本实施例描述的一种热管聚焦型太阳能空调器由下列各部分组成：

一热管抛物面聚焦集热装置（40），其包括：一热管（1），是一根两头封死的细长圆管，按照重力式集热热管原理，将其沿与水平成如30°倾角斜置。热管（1）的下端和靠中间部位支撑在两只支架（4）上，在该两只支架（4）之间的这段热管段称为“热端”（50），而将伸出上方一支架（4）的这段热管段称为“冷端”（6）。热管（1）内部充有1／3容积的蒸馏水且抽真空（真空度约10^－3乇）。热管（1）的热端（50）的外表面涂有旨在提高吸热效率的选择性吸热涂层－氧化铜；一套在热管（1）的热端（50）外面的玻璃管（2），两者共轴线且经向有一定间隔，旨在减少热管热端（50）表面的对流散热损失。该玻璃管的两端也固定于两只支架（4）上；以及一聚光件（3），是一长度等于热管热端（50）的长度、横截面为一抛物线断面的板件，底板采用普通薄钢板，在其上的向阳面上，由里到外复盖粘有丙烯酸压敏胶，聚酯薄膜、镀铝薄膜及硅橡胶，这些组成了聚光件（3）的反射层。上述热管热端（50）恰位于聚光件（3）抛物线反射面的焦点上，这样可在热管热端（50）上获得远比平板太阳能集热器的高的集热温度。

一蓄热器（7），位于上述热管冷端（6）上并将热管冷端伸进其内。该蓄热器（7）是一只内部盛满自来水（9）的容器，其外部设有保温层。在插入热管冷端（6）的容器壁开孔处，专有密封结构（8）防止容器（7）中的水（9）外漏。在蓄热器（7）的下底部的出水干管上装有截门（10），通向致冷剂发生器（11），在所述干管上分出的支管上装有截门（26）与通向用户的管道相连通。

一致冷剂发生器（11），其是一只外表有保温层、内部盛放经截门（10）来自上述蓄热器（7）的热水（12）的容器（11），其同样按30°倾角安装。在容器（11）中插入一只内部装满吸附了致冷剂（如氨）的吸附剂（如氯化钙）的吸附剂筒（13）。

一引射器（16）（见图2），其包括一三通（27），在其入口、出口端的内螺纹段上分别拧装了一喷嘴座（28）及一喷嘴喉管接头（30），在所述喷嘴座（28）的出口端的内螺纹段上拧装了一喷嘴（29），在所述喷嘴喉管接头（30）的出口端的外螺纹上拧装了一段接管（31）。

管道14，其一端插入所述吸附剂筒（13）中，另一端与所述引射器（16）的喷嘴座（28）的入口连通。

管道（18），其一端与所述引射器（16）的接管（31）相连，另一端通向下述冷凝器（19）。

一冷凝器（19），包括一盛放冷却水的容器及在此容器中盘旋而过的一蛇形冷却管，管道入口与上述管道18接通，而出口则经过一阀门（20）和贮液器（21）相连。

一贮液器（21），是一贮存经上述冷凝器（19）冷却而液化的致冷剂的容器。其入口与上述阀门（20）的出口相连，其出口与管道（22）连接。

一蒸发器（23），其设置在用户调温的室内，是一组盘旋管，其入口与上述管道（22）连接，其出口与管道（24）相连。

在所述管道（24）上装有一单向阀（17）。该阀（17）只允许来自所述蒸发器（23）的致冷剂通过。该阀（17）的出口端与管道（15）相连，并汇接于上述管道（14）上。

上述引射器（16）中的三通（27）的旁路端和管道（24）之间装有一根管道（25）。

如图1和图3、4所示，本实施例描述的太阳能空调器还具有一人工跟踪阳光装置（5），其用途是人为调节上述抛物线反射面聚光件（3）对太阳光的相对位置。在所述聚光件（3）的上方侧面上固定安装了一块圆形转盘（38），其支撑在上方一支架（4）上，并可绕着所述支架（4）带着聚光件（3）一起转动。在该盘（38）上、沿着以盘（38）转动中心为圆心的某圆周上，等间隔地打出许多个圆通孔。当将聚光件（3）调到正对太阳光入射方向时，可用一调销（33）插入与其对准的盘（38）上的某圆孔中。所述调销（33）是插在一固定在所述支架（4）上的撑板（32）中的，并可在撑板（32）中前后滑动。当调销（33）的头部插入转盘（38）中某孔后，依靠位于一用调销（33）头部上的销子（37）限位的挡块（36）和所述撑板（32）之间的一压簧（35）的弹力，将调销（33）锁住在转盘（38）上，使所述聚光件（3）固定于某一方位。当阳光入射方向改变后需重新调整聚光件（3）的方位时，只需拉住调销（33）尾部上的拉杆（34），拔出调销（33），重新插入所述转盘（38）上的相应的圆孔中即可。

按上述结构和排列的空调器，其工作原理及性能如下所述。

在阳光充足的夏季白天，太阳光经抛物面聚光件（3）反射聚焦于热管的热端（50）上，热管的热端（50）中的蒸馏水受热，汽化，蒸汽上升到热管的冷端（6）被冷却，放出潜热，蒸汽冷凝成水，在重力下又回到热端（50）如此不断循环。由于热管热端（50）表面涂了氧化铜，（其对阳光的吸收率α＝0.92～0.94，辐射率ξ＝0.15～0.18，α／ξ＝6.13～5.22），其对阳光热的吸收能力是表面涂黑板漆的平板型集热器的5～6倍，所以，热管（1）的表面的平衡温度可达到280℃左右（而平板型的只能达到近70℃）。上述汽化潜热将蓄热器（7）中的自来水（9）加热。将前一天白天加热的热水（有保温层保温）（12）经截门（10）放到致冷剂发生器（11）中。待热水全部放到致冷剂发生器（11）中后，再向蓄热器（7）中补充灌进自来水。热水（12）对吸附剂筒（13）加热升温，使如氯化钙这样的吸附剂所吸附的致冷剂（如氨）脱附出来，随着不断升温脱附，气氨的压力也提高。这种较高温高压的气氨经管道（14）进入引射器（16）的喷嘴座（28）中，再经喷嘴（29）从管接头（30）、接管（31）放出。经喷嘴（29）的作用，气氨被降压降温。出来的气氨经冷凝器（19）中的循环冷却水的冷却作用再冷凝成液氨。经阀门（20）节流降压后液氨进入贮液器（21）。从贮液器（21）出来的降压降温的液氨，经管道（22）进入蒸发器（23）。低温液氨吸收安装蒸发器（23）的室内的热空气的热量，使室内降温。由于上述引射器（16）的喷嘴（29）不断送出较高压的气氨，致使与喷嘴（29）的嘴部相通的三通（27）的内腔成一负压区，所以，上述从蒸发器（23）流出来的液氨就经管道（25）被吸引返回到引射器（16）的三通（27）中，然后，又在喷嘴（29）处汇合到上述来自管道（14）的气氨流中，进入冷凝器（19），如此不断循环，使室内温度不断下降。到晚上，致冷剂发生器（11）停止产生气氨，引射器（16）不产生负压吸引力，所以，从蒸发器（23）出来的液氨就经管道（24），单向阀（17）和管道（15）返回到吸附剂筒（13）中。此时，停止制冷，但可将热水（12）放出，可作非饮用水。

在夏季炎热阴雨天，如需要的话，可用电热器（未画出）将水（12）加温，用以脱附致冷剂。

在非炎热夏季白天，关闭截门（10），尽管阳光不甚强烈，也足以依靠热管聚焦集热装置将蓄热器（7）中的水（9）加热成温热水，然后可从截门（26）处放出干净热水。

上述这种空调器在家用情况下，如按一般阳台面积考虑采用集热面积为1平方米的集热器，白天家中无人时，集中10小时集热可集热约5000大卡热量，傍晚下班后集中4小时用于制冷，则可使一间12－15平方米面积的卧室降温2℃左右。而这种规格的空调器的另售价约550元（按平价钢材计价），远比一台窗式空调器便宜，而且在冬季及晚上可取用干净热水，达到节能多用之目的，对于目前人民生活水平，是一种易被接受的空调器。

Claims (8)

1、一种热管聚焦型太阳能空调器，包括一冷凝器(19)，一贮液器(21)及一蒸发器(23)，其特征在于还包括一由一外表涂有吸热涂层的热管(1)、一装在所述热管(1)的热端(50)的、将太阳光聚焦在热管(1)的热端(50)上的聚光件(3)和一将所述热管(1)和聚光件(3)倾斜安装住的两支架(4)组成的热管聚焦集热装置(40)，一围住所述热管(1)的冷端(6)、内部盛有传热介质的蓄热器(7)，一由一经截门(10)与所述蓄热器(7)连通的、内部盛有来自所述蓄热器(7)的传热介质的容器(11)和一插在所述容器(11)中的、内部装有吸附了致冷剂的吸附剂的吸附剂筒(13)组成的致冷剂发生器(11)，一经管道(14)与所述吸附剂筒(13)连通的致冷剂传送器(16)，以及顺序连接所述致冷剂传送器(16)、冷凝器(19)、贮液器(21)、蒸发器(23)和致冷剂传送器(16)的相应的一管道(18)、一阀门(20)、一管道(22)和管道(24)、(25)，一两头分别和所述管道(14)、管道(24)和(25)相连的管道(15)及一装在所述管道(15)上、只许可致冷剂向所述管道(14)方向通过的单向阀(17)。

2、按照权利要求1所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于所述热管（1）沿与水平成一倾角方向固定安装于所述两只支架（4）上，其内部抽空至基本上为真空，其外表面涂有氧化铜吸热涂层。

3、按照权利要求2所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于在所述热管热端（50）的外面套装一与其共轴、彼此经向有间隔的玻璃管（2）。

4、按照权利要求1或3的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于所述聚光件（3）是一焦点位于所述热管热端（50）上、在反射面上从里到外涂有丙烯压敏胶、聚酯薄膜、镀铝薄膜及硅橡胶的抛物面聚光件，其安装于所述两只支架（4）上，并可绕所述热管（1）的轴线在一定角度范围内左右转动。

5、按照权利要求1所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于在连通所述蓄热器（7）并连接所述截门（10）的接管上安装有一截门（26）。

6、按照权利要求1所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于所述的吸附剂筒（13）内装的吸附剂是氯化钙，其吸附的致冷剂是氨。

7、按照权利要求1所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于所述的致冷剂传送器（16）是一引射器，其包括一三通（27），其旁路口与所述管道（25）相连，一拧装在所述三通（27）的入口的内螺纹上、其入口与所述管道（14）相连的喷嘴座（28），一拧装在所述三通（27）的出口的内螺纹上的喷嘴喉管接头（30），一拧装在所述喷嘴座（28）的出口的内螺纹上的喷嘴（29）及一拧装在喷嘴喉管接头（30）的外螺纹上的接管（31），其出口与所述管道（18）相连。

8、按照权利要求4所述的热管聚焦型太阳能空调器，其特征在于还包括一人工跟踪阳光装置（5），其包括一固定在所述两只支架（4）的上方一只上的撑板（32），一插在所述撑板（32）上的圆孔中并可轴向前后移动的调销（33），一在所述可移动的调销（33）的头部穿装的销子（37），一套在所述调销（32）的头部上、位于所述销子（37）和撑板（32）之间的压簧（35），一被所述压簧（35）的弹力始终抵住在所述销子（37）上的、安装在所述调销（33）的头部上的挡块（36），一穿在所述调销（33）的根部上的拉杆（34），以及一与所述集光件（3）的上方侧面连接在一起的、可在所述支架（4）上和所述集光件（3）一起绕所述热管（1）的轴线转动的圆形转盘（38），在其上的、半径等于所述调销（33）的轴线和所述热管（1）的轴线之间的间距的圆弧上，在对称于抛物面的左右两侧的一定角度范围内等间隔地打有若干个大小略大于所述调销（33）的头部的外径的通孔。

Images