CN209181366U - 一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，包括冷库库房及制冷系统，其特点是：冷库库房内壁上设置装有蓄冷介质的蓄冷箱，制冷系统包括由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统。蒸汽压缩式制冷系统包括压缩机、冷凝器、高低压控制器、干燥过滤器、节流装置、蒸发盘管以及风机，蒸发盘管置于蓄冷箱内。辐射辅助制冷系统包括光谱选择性辐射板、保温箱体及光谱选择性透明盖板，光谱选择性辐射板置于保温箱体的底部，保温箱体顶部设置所述光谱选择性透明盖板，蒸汽压缩式制冷系统通过热管换热器与辐射辅助制冷系统连接。能充分利用太阳能与太空辐射制冷技术结合，实现全天候制冷，并能节约能源，减少成本。

Description

一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库

技术领域

本实用新型属于制冷技术领域，涉及冷库制冷系统的改进，具体说是一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库。

背景技术

冷库主要用于食品、化工、医药等方面，是日常生产生活中重要的基础设施。冷库运行过程中耗电量较大，在电力较为匮乏的地区，保证冷库的冷藏能力十分重要。

传统的发电方式伴随着能源浪费和环境污染等问题，随着人类社会和经济的不断发展，不可再生能源日益短缺，环境问题日益严重，太阳能作为一种十分丰富可再生绿色能源，受到世界各国的重视。但太阳能具有不稳定性、不连续性，容易受到时间和天气的影响。

由于宇宙空间的低温（接近绝对零度）的特点以及地球大气层对8～13μm波段的红外辐射接近完全透过的特点，在8～13μm波长范围内发射率较高的物体可以利用太空作为冷源进行辐射换热。太空辐射制冷是一种被动式制冷，受到了越来越多的关注，但受到环境和时间的影响，辐射制冷的运行时间主要是在夜间，制冷量较小，因此，目前太空辐射制冷技术不能作为制冷系统主要冷源。

如何设计一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，能充分利用太阳能与太空辐射制冷技术结合，实现全天候制冷，并能节约能源，减少成本。这是本技术领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，能充分利用太阳能与太空辐射制冷技术结合，实现全天候制冷，并能节约能源，减少成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，包括冷库库房及制冷系统，其特征在于，所述冷库库房内壁上设置蓄冷箱，所述蓄冷箱内装有蓄冷介质，所述的制冷系统包括由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，所述蒸汽压缩式制冷系统包括压缩机、冷凝器、高低压控制器、干燥过滤器、节流装置、蒸发盘管以及风机，所述蒸发盘管置于所述蓄冷箱内的上部；所述辐射辅助制冷系统包括光谱选择性辐射板、保温箱体及光谱选择性透明盖板，所述光谱选择性辐射板置于所述保温箱体的底部，所述保温箱体顶部设置所述光谱选择性透明盖板，所述蒸汽压缩式制冷系统通过热管换热器与所述辐射辅助制冷系统连接。

对上述技术方案的改进：所述热管换热器设置在所述保温箱体内部且处于所述光谱选择性辐射板底面，所述热管换热器的蒸发端置于所述蓄冷箱内的上部，所述热管换热器的冷凝端与所述光谱选择性辐射板连接。

对上所述技术方案的进一步改进：所述的太阳能光伏发电装置包括太阳能电池板和控制器；所述太阳能光伏板、辐射辅助制系统及除蒸发盘管外的所述蒸汽压缩式制冷系统的其他装置均置于所述冷库库房外的顶部。

对上所述技术方案的进一步改进：所述的压缩机为直流压缩机，所述风机为直流风机，所述的蒸发盘管为盘管式铜管铝翅片式换热器，所述冷凝器的出口与所述盘管式铜管铝翅片式换热器入口之间依次安装所述干燥过滤器和节流装置，所述盘管式铜管铝翅片式换热器出口与所述直流压缩机的入口相连，所述高低压保护器的高、低压接头分别连接在所述直流压缩机的出口和入口处，在所述冷凝器处安装所述直流风机。

对上所述技术方案的进一步改进：所述冷库库房内部至少两个墙体立面上均设置有蓄冷箱。

对上所述技术方案的进一步改进：所述冷库库房至少配置3套由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，且各套系统并联设置，互为备用。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型的制冷系统包括由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，将太阳能光伏技术与太空辐射制冷技术结合，以太阳能为能源为蒸汽压缩式制冷系统供电进行制冷，且不需要蓄电池储存电能，并通过相变蓄冷的方式蓄冷并在夜间提供冷量，节约能源，减少了成本和环境污染。通过辐射辅助制冷系统配合，实现了全天候制冷，特别适合偏远地区、岛屿等用电紧张地区的冷藏储存。

2、本实用新型的蒸汽压缩式制冷系统还可以选择使用直流压缩机和直流风机，使得太阳能光伏板产生的直流电不需要通过逆变器变成交流电，然后再驱动交流制冷系统的复杂转换过程，避免了逐级能源损耗。

3、本实用新型的冷库库房至少配置3套由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，且各套系统并联设置，互为备用，可靠性高，其结构紧凑，大大节省安装空间。

附图说明

图1是本实用新型一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库的系统示意图；

图2是本实用新型一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库中的辐射辅助制冷系统示意图；

图3是本实用新型中的辐射辅助制冷系统与冷库库房的连接示意图。

图中：1—太阳能光伏板；2-控制器；3-冷库库房；4-压缩机；5-冷凝器；6-高低压控制器；7-干燥过滤器；8-节流装置；9-风机；10-热管换热器；11-辐射辅助制冷系统；12-蒸发盘管；13-蓄冷箱；14-保温箱体；15-光谱选择性辐射板；16-热管换热器的冷凝端；17-光谱选择性透明盖板；18-蓄冷介质；19-冷库保温墙体；20-热管换热器的蒸发端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1-图3，本实用新型一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库的实施例，包括冷库库房3及制冷系统，在冷库库房3的内壁上设置蓄冷箱13，在蓄冷箱13内装有蓄冷介质18。上述制冷系统包括由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统11，蒸汽压缩式制冷系统包括由压缩机4、冷凝器5、高低压控制器6、干燥过滤器7、节流装置8、蒸发盘管12以及风机9，蒸发盘管12置于蓄冷箱13内的上部。上述辐射辅助制冷系统11包括光谱选择性辐射板15、保温箱体14及光谱选择性透明盖板17，光谱选择性辐射板15置于保温箱体14的底部，在保温箱体14顶部设置光谱选择性透明盖板17。蒸汽压缩式制冷系统通过热管换热器10与辐射辅助制冷系统11连接。

具体而言：上述热管换热器10设置在保温箱体14内部且处于光谱选择性辐射板17底面，热管换热器的蒸发端20置于蓄冷箱13内的上部，热管换热器的冷凝端16与光谱选择性辐射板17连接。

上述的太阳能光伏发电装置包括太阳能电池板1和控制器2，太阳能光伏板1、辐射辅助制系统11及除蒸发盘管12外的蒸汽压缩式制冷系统的其他装置均置于冷库库房3外的顶部。可以节省空间，同时可避免建筑物对太阳能光伏板1和辐射辅助制冷系统11的遮挡，从而提高系统的制冷效率。

太阳能光伏板1吸收太阳辐射产生电能，经过逆变器产生系统所需要的交流电，并在控制器2的作用下稳定、合理的供给各用电元件。一部分电能驱动压缩机4产生冷量，用于冷库库房3内的降温，当冷库库房3内的温度降到合适温度时，通过蓄冷介质18的相变将多余的冷量储存起来。

优选地，上述蒸汽压缩式制冷系统中的压缩机4为直流压缩机，上述的风机9为直流风机，上述蒸发盘管12为盘管式铜管铝翅片式换热器，冷凝器5的出口与盘管式铜管铝翅片式换热器12入口之间依次安装干燥过滤器7和节流装置8，盘管式铜管铝翅片式换热器12出口与直流压缩机4的入口相连，高低压保护器6的高、低压接头分别连接在直流压缩机4的出口和入口处，在冷凝器5处安装直流风机9。

在上述冷库库房3内至少有两个冷库保温墙体19立面上均设置有蓄冷箱13。上述冷库库房3至少配置3套由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统11，且各套系统并联设置，互为备用。

冷库运行时，本实用新型的太阳能光伏板1利用太阳辐射发电，太阳能光伏板1与控制器2相连，通过太阳能光伏板1发电驱动压缩机4和风机9工作，通过控制器2使得系统稳定运行。蒸汽压缩式制冷系统工作时产生的冷量经蓄冷箱内的蒸发盘管12传递给蓄冷介质18以提供冷库库房3所需的冷量，多余的冷量通过相变的方式储存在蓄冷介质18内，在夜间蓄冷介质18将白天产生的多余的冷量释放出来以维持冷库库房3内温度稳定。在太阳能不够充足的白天，系统的制冷量不能满足冷库库房3的需求，也可以则通过之前储存在蓄冷介质18内的冷量维持冷库3的温度稳定。蓄冷介质18的选择根据冷库所需的温度选择适合的材料（如：水）。

本实用新型的辐射辅助制冷系统11中，保温箱体14箱体由保温材料组成，光谱选择性盖板18选择对8～13μm波段的红外辐射具有很好透过性的材料，白天可以使得辐射辅助制冷系统11内部温度维持在较低的温度，同时，辐射辅助制冷系统11将冷库库房3内部分热量传递到辐射辅助制冷系统11中的光谱选择性辐射板15，通过辐射的方式将热量传递到太空中，为冷库库房3进一步提供冷量。光谱选择性辐射板15选择在8～13μm波长范围内发射率较高的材料，以提高系统的辐射制冷能力。

辐射辅助制冷系统11在晴朗或少云的夜间制冷能力较强，若光谱选择性透明盖板17对8～13μm波段的红外辐射的透过性和光谱选择性辐射板15在8～13μm波长范围内发射率较高的情况下，晴朗或少云的白天也具有一定的制冷能力。

通常，夜间太阳能光伏发电装置和蒸汽压缩式制冷系统停止工作，此时，蓄冷箱13内的蓄冷介质18将白天产生的多余冷量放出维持冷库库房3内温度。同时，冷库库房3内的部分热量通过热管换热器10传递给辐射辅助制冷系统11，给辐射辅助制冷系统11中的光谱选择性辐射板15将热量以辐射的形式传递到太空中，从而为冷库库房3提供冷量。

上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，包括冷库库房及制冷系统，其特征在于，所述冷库库房内壁上设置蓄冷箱，所述蓄冷箱内装有蓄冷介质，所述的制冷系统包括由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，所述蒸汽压缩式制冷系统包括压缩机、冷凝器、高低压控制器、干燥过滤器、节流装置、蒸发盘管以及风机，所述蒸发盘管置于所述蓄冷箱内的上部；所述辐射辅助制冷系统包括光谱选择性辐射板、保温箱体及光谱选择性透明盖板，所述光谱选择性辐射板置于所述保温箱体的底部，所述保温箱体顶部设置所述光谱选择性透明盖板，所述蒸汽压缩式制冷系统通过热管换热器与所述辐射辅助制冷系统连接。

2.按照权利要求1所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述热管换热器设置在所述保温箱体内部且处于所述光谱选择性辐射板底面，所述热管换热器的蒸发端置于所述蓄冷箱内的上部，所述热管换热器的冷凝端与所述光谱选择性辐射板连接。

3.按照权利要求1或2所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述的太阳能光伏发电装置包括太阳能电池板和控制器；所述太阳能光伏板、辐射辅助制系统及除蒸发盘管外的所述蒸汽压缩式制冷系统的其他装置均置于所述冷库库房外的顶部。

4.按照权利要求1或2所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述的压缩机为直流压缩机，所述风机为直流风机，所述的蒸发盘管为盘管式铜管铝翅片式换热器，所述冷凝器的出口与所述盘管式铜管铝翅片式换热器入口之间依次安装所述干燥过滤器和节流装置，所述盘管式铜管铝翅片式换热器出口与所述直流压缩机的入口相连，所述高低压保护器的高、低压接头分别连接在所述直流压缩机的出口和入口处，在所述冷凝器处安装所述直流风机。

5.按照权利要求3所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述的压缩机为直流压缩机，所述风机为直流风机，所述的蒸发盘管为盘管式铜管铝翅片式换热器，所述冷凝器的出口与所述盘管式铜管铝翅片式换热器入口之间依次安装所述干燥过滤器和节流装置，所述盘管式铜管铝翅片式换热器出口与所述直流压缩机的入口相连，所述高低压保护器的高、低压接头分别连接在所述直流压缩机的出口和入口处，在所述冷凝器处安装所述直流风机。

6.按照权利要求1或2所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述冷库库房内至少有两个冷库保温墙体立面上均设置有所述蓄冷箱。

7.按照权利要求3所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述冷库库房内至少有两个冷库保温墙体立面上均设置有所述蓄冷箱。

8.按照权利要求5所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述冷库库房内至少有两个冷库保温墙体立面上均设置有所述蓄冷箱。

9.按照权利要求1或2所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述冷库库房至少配置3套由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，且各套系统并联设置，互为备用。

10.按照权利要求8所述的辐射制冷辅助的太阳能相变蓄冷冷库，其特征在于，所述冷库库房至少配置3套由太阳能光伏发电装置供电的蒸汽压缩式制冷系统和辐射辅助制冷系统，且各套系统并联设置，互为备用。