一種聚光光熱蒸發(fā)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蒸發(fā)裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種聚光光熱蒸發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能被公認(rèn)為是一種清潔環(huán)保且取之不盡的可持續(xù)能源，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對太陽能的開發(fā)利用已逐漸得到有效發(fā)展。如何更好的利用太陽能以達(dá)到減少化石燃料在國民經(jīng)濟(jì)中所占比重，改善因化石燃料燃燒造成的嚴(yán)重空氣、土壤和水污染等問題得到了越來越多各界人士的重視。
[0003]另一方面，空調(diào)采暖能耗在建筑能耗中占的比例較大，特別是對于運(yùn)行工況較為惡劣的寒冷地區(qū)，由于蒸發(fā)器在低溫下制熱效果不佳且結(jié)霜現(xiàn)象較為嚴(yán)重，因此熱泵采暖整體能效比較低，耗電量巨大，熱泵采暖經(jīng)濟(jì)性較差，導(dǎo)致目前熱泵采暖在寒冷地區(qū)應(yīng)用較少。當(dāng)前，太陽能平板集熱與空氣源雙熱源互補(bǔ)熱泵尚處于研宄開發(fā)階段，其為熱泵的應(yīng)用拓展起到了指導(dǎo)與示范作用。但當(dāng)前常規(guī)平板集熱蒸發(fā)器具有占用空間較大、制冷劑充注量較大、光熱轉(zhuǎn)化效率低等缺點(diǎn)與不足，因此與熱泵相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用案例較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，提供一種能夠有效利用聚光光熱轉(zhuǎn)化的能量，提高熱泵采暖的實(shí)際運(yùn)行性能的聚光光熱蒸發(fā)裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種聚光光熱蒸發(fā)裝置，包括由換熱管組成的蒸發(fā)器、基板、聚光器和透光蓋板，所述換熱管和聚光器安裝于所述基板上，所述聚光器將光聚集到所述換熱管上，所述透光蓋板位于所述蒸發(fā)器的上表面；所述換熱管置于所述聚光器與透光蓋板組成的密閉空間內(nèi)。
[0007]所述換熱管與聚光器平行安裝于所述基板上。
[0008]相鄰兩根所述換熱管之間通過彎頭連接，形成蛇形盤管。
[0009]所述換熱管外部涂有選擇性吸收材料涂層。
[0010]所述聚光器為反射式聚光器或透射式聚光器。
[0011]所述基板材料選用金屬或非金屬等材料。
[0012]所述基板采用鋁制基板或特氟隆材質(zhì)基板。
[0013]所述換熱管為銅質(zhì)材料。
[0014]所述透光蓋板為玻璃材料。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置利用可再生的太陽能聚光光熱為熱泵蒸發(fā)器提供熱源，可以減少因鍋爐采暖使用化石燃料而產(chǎn)生的污染，有利于保護(hù)環(huán)境。
[0017]2、本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置由于采用聚光光熱為熱源，由于太陽輻射能基本不受溫度變化影響，可有效解決傳統(tǒng)的以空氣源、水源以及土壤源為熱源的熱泵在低溫下溫度波動大、制熱效果差的弊端。
[0018]3、本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置由于采用聚光光熱為熱源，在運(yùn)行過程中基本不與空氣換熱，不受空氣物性參數(shù)影響，因此不會產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象，避免蒸發(fā)裝置反復(fù)除霜帶來的制熱量衰減、系統(tǒng)運(yùn)行波動大，耗費(fèi)較多電能的弊端。
[0019]4、本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置使用聚光光熱主動加熱蒸發(fā)裝置內(nèi)工質(zhì)，相較于空氣源等熱泵蒸發(fā)器依靠風(fēng)機(jī)或其它耗能機(jī)構(gòu)驅(qū)動周圍空氣或其它流體介質(zhì)與蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)進(jìn)行換熱的方式，無須耗電，因此可大幅提高熱泵的能效比。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明換熱管采用平行流布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置的俯視圖；
[0021]圖2所示為圖1中的A-A剖面圖；
[0022]圖3所示為本發(fā)明換熱管采用蛇形盤管布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置的俯視圖；
[0023]圖4所示為圖3中的B-B剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置是在現(xiàn)有的蒸發(fā)器中增加了聚光光熱裝置，使得蒸發(fā)器中的換熱管能夠利用光熱作為熱源。以下以兩種結(jié)果的蒸發(fā)器為例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]實(shí)施例1:換熱管采用平行流布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置
[0027]本發(fā)明換熱管采用平行流布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置的示意圖如圖1和圖2所示，包括由進(jìn)液管1-1、集液管2、換熱管3-1、集氣管5和吸氣管6-1組成的蒸發(fā)器以及聚光器4-1、基板7-1和透光蓋板8-1。所述聚光器4-1和換熱管3-1平行安裝在所述基板7-1上，所述聚光器4-1將光聚集到所述換熱管3-1上，所述透光蓋板8-1位于所述蒸發(fā)器的上表面，所述換熱管3-1置于所述聚光器4-1與透光蓋板8-1組成的密閉空間內(nèi)。透光蓋板8-1用于保護(hù)所述換熱管3-1的安全，同時(shí)也可維持所述聚光器4-1表面潔凈要求。節(jié)流后的制冷工質(zhì)進(jìn)入所述進(jìn)液管1-1，通過集液管2分配進(jìn)入所述換熱管3-1中，聚光器4-1在受到陽光照射后將光束積聚到所述換熱管3-1上，制冷工質(zhì)在所述換熱管3-1中被集聚的太陽輻射能加熱產(chǎn)生相變，相變后的蒸汽進(jìn)入所述集氣管5，最終蒸汽匯入所述吸氣管6-1，完成蒸發(fā)過程。
[0028]實(shí)施例2:換熱管采用蛇形盤管布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置
[0029]本實(shí)施例的換熱管采用蛇形盤管布置方式的聚光光熱蒸發(fā)裝置的示意圖如圖3和圖4所示，包括由進(jìn)液管1-2、換熱管3-2、彎頭9、吸氣管6-2組成的蒸發(fā)器以及聚光器4-2、透光蓋板8-2和基板7-2。相鄰兩根所述換熱管3-2之間通過彎頭9連接，形成蛇形盤管。所述聚光器4-2安裝在所述基板7-2上，所述透光蓋板8-2位于所述蒸發(fā)器的上表面，所述換熱管3-2置于所述聚光器4-2與透光蓋板8-2組成的密閉空間內(nèi)。透光蓋板8-2用于保護(hù)所述換熱管3-2的安全，同時(shí)也可維持所述聚光器4-2表面潔凈要求。節(jié)流后的制冷工質(zhì)通過所述進(jìn)液管1-2進(jìn)入所述換熱管3-2中，聚光器4-2在受到陽光照射后將光束積聚到所述換熱管3-2上，制冷工質(zhì)在所述換熱管3-2中被集聚的太陽輻射能加熱產(chǎn)生相變，相變后的蒸汽進(jìn)入所述吸氣管6-2，完成蒸發(fā)過程。
[0030]上述兩種實(shí)施例中，換熱管優(yōu)選為銅質(zhì)材料。聚光器除可采用反射式聚光器以外，還可采用透射式聚光器，使換熱管在聚光器的里面，進(jìn)一步保護(hù)換熱管。具體聚光形式可采用槽式聚光、碟式聚光或線性聚光形式，優(yōu)選的反射式聚光器采用槽式聚光器。聚光鏡片的大小和聚光倍數(shù)根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度而定，面積根據(jù)系統(tǒng)的制冷量及蒸發(fā)器的大小而定?；宀牧峡梢赃x用金屬與非金屬等材料，優(yōu)選的采用鋁制基板或特氟隆材質(zhì)基板，起固定作用。換熱管表面涂有選擇性吸收材料涂層，以便更好的吸收來自聚光器的太陽輻射能。透光蓋板優(yōu)選玻璃材料。透光蓋板與安裝在基板上的聚光器構(gòu)成密閉的空間，保證換熱管免受外界沖擊，同時(shí)維持聚光器表面的清潔度，保證聚光效率。
[0031]本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置從源頭思考，將太陽能應(yīng)用與熱泵蒸發(fā)器相結(jié)合，解決了傳統(tǒng)空氣源、土壤源以及水源熱泵蒸發(fā)器在低溫下易結(jié)霜，制熱效果差，風(fēng)扇驅(qū)動氣流與管內(nèi)工質(zhì)換熱需耗電等弊端，能夠有效提高熱泵的能效比并減少了能量的消耗。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，包括由換熱管組成的蒸發(fā)器、基板、聚光器和透光蓋板，所述換熱管和聚光器安裝于所述基板上，所述聚光器將光聚集到所述換熱管上，所述透光蓋板位于所述蒸發(fā)器的上表面；所述換熱管置于所述聚光器與透光蓋板組成的密閉空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述換熱管與聚光器平行安裝于所述基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，相鄰兩根所述換熱管之間通過彎頭連接，形成蛇形盤管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述換熱管外部涂有選擇性吸收材料涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述聚光器為反射式聚光器或透射式聚光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述基板材料選用金屬或非金屬等材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述基板采用鋁制基板或特氟隆材質(zhì)基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述換熱管為銅質(zhì)材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚光光熱蒸發(fā)裝置，其特征在于，所述透光蓋板為玻璃材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚光光熱蒸發(fā)裝置，提供一種能夠有效利用聚光光熱轉(zhuǎn)化的能量，提高熱泵采暖的實(shí)際運(yùn)行性能的聚光光熱蒸發(fā)裝置。包括由換熱管組成的蒸發(fā)器、基板、聚光器和透光蓋板，所述換熱管和聚光器安裝于所述基板上，所述聚光器將光聚集到所述換熱管上，所述透光蓋板位于所述蒸發(fā)器的上表面；所述換熱管置于所述聚光器與透光蓋板組成的密閉空間內(nèi)。本發(fā)明的聚光光熱蒸發(fā)裝置將太陽能應(yīng)用與熱泵蒸發(fā)器相結(jié)合，解決了傳統(tǒng)空氣源、土壤源以及水源熱泵蒸發(fā)器在低溫下易結(jié)霜，制熱效果差，風(fēng)扇驅(qū)動氣流與管內(nèi)工質(zhì)換熱需耗電等弊端，能夠有效提高熱泵的能效比并減少了能量的消耗。
【IPC分類】F24J2-24, F24D15-04, F24J2-32, F24J2-06, F24J2-46
【公開號】CN104676912
【申請?zhí)枴緾N201510084549
【發(fā)明人】劉劍, 陳薩如拉, 楊洋
【申請人】天津商業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月16日