、b、c、d.閥門(mén)
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不限于以下實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例1
[0026]太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1
[0027]蝸桿傳動(dòng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2 ;拋物槽傾角調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3 ;太陽(yáng)能固體吸附式制冷系統(tǒng)圖見(jiàn)圖4。
[0028]太陽(yáng)能吸附式制冷的原理為以某種具有多孔性的固體作為吸附劑，某種容易凝結(jié)的氣體作為制冷劑，形成吸附制冷工質(zhì)對(duì)。在固體吸附劑發(fā)生吸附的同時(shí)，液態(tài)制冷劑不斷地蒸發(fā)成可供吸附的氣體，蒸發(fā)過(guò)程從外界吸熱實(shí)現(xiàn)制冷。吸附飽和后利用太陽(yáng)能加熱使其解吸。本專利即為一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的吸附式制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)拋物槽集熱器將太陽(yáng)光匯聚在焦線上，在焦線上安裝太陽(yáng)能真空管吸附床，它能夠有效地吸收聚焦后的太陽(yáng)能。吸附床的冷卻方式采用循環(huán)水冷卻，與空氣冷卻方式相比，它有利于縮短循環(huán)時(shí)間，提高制冷效率。
[0029]實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，首先手動(dòng)調(diào)節(jié)拋物槽集熱器(1)的方位，并通過(guò)手動(dòng)輪(6)微調(diào)拋物槽集熱器的轉(zhuǎn)軸與地面的夾角，以使太陽(yáng)光線能夠垂直照射拋物槽集熱器。過(guò)程開(kāi)始時(shí)，閥門(mén)a、b、c、d全部呈關(guān)閉狀態(tài)，吸附床(21)內(nèi)充滿了已經(jīng)吸附飽和的吸附劑。床內(nèi)部布置9個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)以測(cè)量吸附床內(nèi)溫度。呈密閉狀態(tài)的吸附床在跟蹤式聚光器的加熱作用下溫度快速升高，導(dǎo)致制冷劑獲得能量從吸附劑表面脫附，同時(shí)床內(nèi)壓力升高。當(dāng)壓力達(dá)到冷凝溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)a、c，制冷劑蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入冷凝器(25)冷凝。當(dāng)吸附床(21)內(nèi)壓力與冷凝器(25)中壓力相等時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)a、c，脫附過(guò)程結(jié)束。
[0030]脫附過(guò)程完成后對(duì)吸附床(21)用遮陽(yáng)布進(jìn)行遮陽(yáng)處理，同時(shí)打開(kāi)連接冷卻銅管的循環(huán)水路(28)對(duì)吸附床進(jìn)行強(qiáng)制水冷，導(dǎo)致吸附床(21)內(nèi)溫度和壓力降低。當(dāng)壓力下降至蒸發(fā)溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)a、b，蒸發(fā)器(27)內(nèi)的制冷劑液體將大量地蒸發(fā)吸熱，致使水箱(26)內(nèi)的水溫下降，產(chǎn)生制冷效果。蒸發(fā)出來(lái)的制冷劑蒸汽逐漸進(jìn)入吸附床(21)被吸附，當(dāng)吸附床(21)內(nèi)壓力與蒸發(fā)器(27)內(nèi)壓力相等時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)a、b，吸附過(guò)程結(jié)束，開(kāi)始下一個(gè)脫附過(guò)程。
[0031]圖5對(duì)比了有無(wú)拋物槽聚光情況下吸附床內(nèi)平均溫度隨時(shí)間的變化曲線。由圖可得，在起始溫度相同的情況下，太陽(yáng)照射時(shí)間同為1000s作對(duì)比，盡管無(wú)拋物槽情況下太陽(yáng)輻射強(qiáng)度較高(930-950W/m2)，有拋物槽情況下太陽(yáng)輻射強(qiáng)度較低(770_820W/m2)，但是溫升幅度后者明顯高于前者。可見(jiàn)拋物槽具有很好的聚光效果，能夠使系統(tǒng)快速達(dá)到脫附所需的溫度，這樣就有利于縮短吸附制冷循環(huán)時(shí)間。
[0032]采用水循環(huán)的冷卻方式來(lái)對(duì)吸附床進(jìn)行快速冷卻，是本專利裝置的另一特色。由于水的對(duì)流換熱能力大大高于空氣的換熱能力，因此冷卻速度得以明顯改善，見(jiàn)附圖6。在30min內(nèi)水冷引起吸附床內(nèi)4號(hào)測(cè)點(diǎn)的溫度下降速率非常明顯，從初始的126°C左右快速下降到70°C以下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于南北放置的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要由拋物槽集熱器(1)、絲杠(2)、絲杠螺母(4)、拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)、手動(dòng)輪、蝸桿傳動(dòng)箱(9)和電機(jī)裝置(10)組成；拋物槽集熱器(1)中的拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)南北方向、上下傾斜布置，使得拋物槽集熱器⑴每天自東向西跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)；拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)的一端與蝸桿傳動(dòng)箱(9)連接； 蝸桿傳動(dòng)箱包括第一手動(dòng)輪出)、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換把手(13)、蝸桿(14)、蝸輪軸(15)、導(dǎo)線(16)、限位擋塊(17)、硬限位及行程開(kāi)關(guān)座(18)、主動(dòng)齒輪(19a)、被動(dòng)齒輪(19b)，主動(dòng)齒輪(19a)依次與箱體外部電機(jī)裝置(10)中的減速器(12)和步進(jìn)電機(jī)(11)連接；通過(guò)蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)位置的跟蹤；蝸桿(14) 一端連接第一手動(dòng)輪￠)，另一端連接被動(dòng)齒輪(1%)，該被動(dòng)齒輪與手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換把手(13)相連；蝸桿(14)中間部位有一段絲杠，絲杠與蝸輪軸(15)上的齒輪嚙合，蝸輪軸上設(shè)置限位擋塊(17)，限位擋塊(17)左右兩端分別設(shè)置一個(gè)硬限位及行程開(kāi)關(guān)座(18)，渦輪軸輸出端外部同軸固定連接拋物槽轉(zhuǎn)軸(5);當(dāng)將手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換把手(13)扳到手動(dòng)檔時(shí)，從動(dòng)齒輪(19b)和減速器(12)輸出端的主動(dòng)齒輪(19a)脫開(kāi)嚙合，再通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)第一手動(dòng)輪(6)就可實(shí)現(xiàn)拋物槽轉(zhuǎn)動(dòng)的手動(dòng)控制；當(dāng)將手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換把手扳到自動(dòng)檔時(shí)，從動(dòng)齒輪(1%)和減速器(12)輸出端的主動(dòng)齒輪(19a)進(jìn)入嚙合，通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，就實(shí)現(xiàn)拋物槽轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)控制模式；每個(gè)硬限位及行程開(kāi)關(guān)座均通過(guò)導(dǎo)線與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)用于控制拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)限位擋塊(17)接觸左右任意一個(gè)硬限位及行程開(kāi)關(guān)座(18)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，拋物槽集熱器立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)； 拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)的另一端，第二手動(dòng)輪(6’ )連接金屬絲杠(2)，金屬絲杠(2)與絲杠螺母(4)嚙合，絲杠螺母(4)通過(guò)內(nèi)部安裝有深溝球軸承的上軸套(20)與拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)連接；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)第二手動(dòng)輪出’)使絲杠螺母在金屬桿上下移動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)拋物槽轉(zhuǎn)軸上下移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)拋物槽轉(zhuǎn)軸與地面的夾角達(dá)到所需的角度。2.按照權(quán)利要求1所述的基于南北放置的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，依照太陽(yáng)高度角隨季節(jié)的變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整絲杠螺母(4)的高度，以保證太陽(yáng)光線最大限度地垂直于拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)。3.按照權(quán)利要求1所述的南北放置的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，太系統(tǒng)選用單級(jí)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，蝸桿上置，傳動(dòng)比為1:50。4.按照權(quán)利要求1所述的南北放置的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，拋物槽集熱器南北放置的拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)與地面的夾角等于當(dāng)?shù)噩|度角減去赤瑋角。5.基于權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的太陽(yáng)能吸附制冷裝置，其特征在于，在拋物槽轉(zhuǎn)軸(5)上設(shè)有吸附床支撐架(3)，真空管吸附床(21)通過(guò)吸附床支撐架(3)置于拋物槽集熱器(1)的聚焦線上，真空管吸附床(21)的真空管分別通過(guò)管路與冷凝器(25)和蒸發(fā)器(27)連接；真空管吸附床(21)內(nèi)部管路依次通過(guò)管路與循環(huán)水栗(29)、水箱(30)連通并形成循環(huán)水路(28)。6.權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能吸附制冷裝置的運(yùn)行方法，其特征在于；首先手動(dòng)調(diào)節(jié)拋物槽集熱器(1)的方位，并通過(guò)第二手動(dòng)輪(6)微調(diào)拋物槽集熱器的轉(zhuǎn)軸與地面的夾角，以使太陽(yáng)光線能夠垂直照射拋物槽集熱器。過(guò)程開(kāi)始時(shí)，冷凝器(25)和蒸發(fā)器(27)的管路全部呈關(guān)閉狀態(tài)，真空管吸附床(21)內(nèi)充滿了已經(jīng)吸附飽和的吸附劑；呈密閉狀態(tài)的真空吸附床在拋物槽集熱器(1)的加熱作用下溫度快速升高，導(dǎo)致制冷劑獲得能量從吸附劑表面脫附，同時(shí)床內(nèi)壓力升高；當(dāng)壓力達(dá)到冷凝溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，打開(kāi)冷凝器(25)管路，制冷劑蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入冷凝器(25)冷凝；當(dāng)真空吸附床(21)內(nèi)壓力與冷凝器(25)中壓力相等時(shí)，關(guān)閉冷凝器(25)管路，脫附過(guò)程結(jié)束； 脫附過(guò)程完成后對(duì)真空吸附床(21)用遮陽(yáng)布進(jìn)行遮陽(yáng)處理，同時(shí)打開(kāi)循環(huán)水路(28)對(duì)吸附床進(jìn)行強(qiáng)制水冷，導(dǎo)致吸附床(21)內(nèi)溫度和壓力降低；當(dāng)壓力下降至蒸發(fā)溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，打開(kāi)蒸發(fā)器(27)管路，蒸發(fā)器(27)內(nèi)的制冷劑液體將大量地蒸發(fā)吸熱，致使蒸發(fā)器(27)外的水箱(26)內(nèi)的水溫下降，產(chǎn)生制冷效果；蒸發(fā)出來(lái)的制冷劑蒸汽逐漸進(jìn)入真空吸附床(21)被吸附，當(dāng)真空吸附床(21)內(nèi)壓力與蒸發(fā)器(27)內(nèi)壓力相等時(shí)，關(guān)閉蒸發(fā)器(27)管路，吸附過(guò)程結(jié)束，開(kāi)始下一個(gè)脫附過(guò)程。
【專利摘要】太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及帶跟蹤聚光的太陽(yáng)能吸附制冷裝置，屬于吸附制冷和太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。該裝置采取基于南北傾斜式的拋物槽式太陽(yáng)能集熱器的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)拋物槽的自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，將太陽(yáng)光照實(shí)時(shí)地匯集到集熱管吸附床上。集熱的目的在于為吸附制冷系統(tǒng)提供充足的驅(qū)動(dòng)熱量。本太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)采用蝸桿傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)方式，通過(guò)蝸桿傳動(dòng)箱手動(dòng)/自動(dòng)控制拋物槽轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)位置的跟蹤。同時(shí)可以定期手動(dòng)微調(diào)拋物槽集熱器的轉(zhuǎn)軸與地面的夾角，使太陽(yáng)光線盡可能地垂直照射拋物槽集熱器。該裝置聚光效率高，能夠快速達(dá)到系統(tǒng)脫附所需的溫度。另外，冷卻方式采用循環(huán)水冷卻，能夠使脫附后的吸附床快速冷卻，有利于縮短循環(huán)時(shí)間，提高制冷效率。
【IPC分類(lèi)】F25B27/00, F24J2/38, F25B17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105241088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510624806
【發(fā)明人】李曉紅, 苑中顯, 杜春旭, 王文超, 杜松瑋, 張可
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日