專利名稱：一種吸附式太陽能冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體吸附式太陽能冰箱，特別涉及一種可以連續(xù)制冷的吸附式太 陽能冰箱；屬于固體吸附制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是一種綠色環(huán)保的、取之不盡用之不竭的能源。在太陽能熱利用方面已經(jīng) 有成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，但是在制冷方面，特別是太陽能冰箱還沒有可廣泛推廣和應(yīng)用的成 熟產(chǎn)品。太陽能驅(qū)動冰箱的方式主要有兩種，一種是光電驅(qū)動，一種是熱驅(qū)動。光電驅(qū)動冰 箱采用光伏電池把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后用電?qū)動壓縮機(jī)或者半導(dǎo)體制冷獲取低溫，結(jié)構(gòu) 簡單，體積較小，但是，效率低，且制造成本很高，難以在家用冰箱中普及和應(yīng)用。熱驅(qū)動冰 箱是以太陽光熱驅(qū)動吸收或者吸附式制冷裝置獲得低溫，具有熱效率高、制造成本低的優(yōu) 點。固體吸附式太陽能冰箱是利用固體吸附劑對制冷劑蒸汽的吸附作用導(dǎo)致液體制冷劑蒸 發(fā)而獲取低溫的，相對吸收式太陽能冰箱制冷性能系數(shù)高，因而具有很高的實用價值。
由于吸附式制冷在用于太陽能冰箱時的優(yōu)勢，有關(guān)吸附式太陽能冰箱的研究成果 較多。中國專利(02110912.5)公開了一種整體無閥結(jié)構(gòu)的吸附式太陽能冰箱，該冰箱的 吸附床通過管道直接與冷凝器及放在裝水的冰槽中的蒸發(fā)器相連，通過蓄冰的方法儲存冷 量，整個系統(tǒng)不設(shè)切換閥門，運(yùn)行可靠性較高，但是，該冰箱一天只能最多執(zhí)行一個制冷循 環(huán)，即白天解吸冷凝，晚上吸附制冷，制冷連續(xù)性差，制冷可靠性差，實用性較低。中國專利 (201110130488. 6)公開了一種帶有蓄熱器和輔助蒸汽壓縮式制冷的太陽能冰箱，采用熱管 裝置對吸附床進(jìn)行加熱與冷卻，傳熱效率高提高，能夠全天候運(yùn)行，制冷可靠性較高，但是 系統(tǒng)過于復(fù)雜，成本高，市場競爭力較低，同時，該冰箱的光熱制冷系統(tǒng)只能間歇式運(yùn)行，一 天只能執(zhí)行一個制冷循環(huán)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種能夠一天執(zhí)行多個制冷循環(huán)的吸附式太陽能冰箱，該 冰箱具有結(jié)構(gòu)簡單、制冷密度大、運(yùn)行可靠、全太陽能驅(qū)動和控制的特點。
為實現(xiàn)發(fā)明任務(wù)，其技術(shù)解決方案是
一種吸附式太陽能冰箱，包括吸附床、百葉窗、熱管冷卻系統(tǒng)、冷凝器、蒸發(fā)/蓄冷 器、儲液器、保溫箱、控制器和相應(yīng)管道及附件組成。吸附床內(nèi)填充有吸附劑。吸附床、冷凝 器和蒸發(fā)/蓄冷器依次通過管道相連通，冷凝器與蒸發(fā)/蓄冷器之間設(shè)有切換閥，切換閥與 蒸發(fā)/蓄冷器之間設(shè)有儲液器，蒸發(fā)/蓄冷器和儲液器均裝配于保溫箱內(nèi)。切換閥的開關(guān) 由控制器控制。吸附床與熱管冷卻系統(tǒng)之間通過熱管蒸發(fā)段相聯(lián)接，并與吸附床外殼之間 采用密封焊接。
所述的吸附床同時也是集熱器，吸附床通過換熱表面上的吸熱涂層直接從太陽光 照中吸收熱量用于加熱吸附劑實現(xiàn)解吸再生。在吸附床面對太陽光照方向上間隔一定距離 裝有百葉窗，通過控制百葉窗的開關(guān)實現(xiàn)吸附床是否獲得太陽光照加熱。百葉窗的開關(guān)由控制器控制、微型馬達(dá)驅(qū)動。
所述的熱管冷卻系統(tǒng)包括裝配于吸附床內(nèi)部的熱管蒸發(fā)段、裝配于吸附床外上方 的熱管冷卻段和熱管工質(zhì)循環(huán)回路，熱管冷卻段的裝配位置高于熱管蒸發(fā)段的最高點。熱 管工質(zhì)循環(huán)回路由工質(zhì)收集器、工質(zhì)收集管、熱管儲液器、工質(zhì)分配閥和工質(zhì)分配管依次密 封連接而成。工質(zhì)收集器由倒立的喇叭形管件和工質(zhì)收集管組成，喇叭形管件的喇叭口倒 立于熱管冷卻段的底部并與管壁密封焊接，保證熱管冷卻段產(chǎn)生的液體熱管工質(zhì)不會沿著 管壁直接流入熱管蒸發(fā)段，而是通過工質(zhì)收集管進(jìn)入熱管儲液器，工質(zhì)收集管密封焊接于 喇叭形管件與熱管冷卻段形成的空腔底部。喇叭形管件的中心是熱管工質(zhì)蒸汽的流通通 道，保證熱管工質(zhì)蒸汽能夠從熱管蒸發(fā)段順利流入熱管冷卻段。熱管儲液器與工質(zhì)分配管 之間設(shè)有工質(zhì)分配閥，用于控制熱管工質(zhì)的循環(huán)，工質(zhì)分配閥的開關(guān)由控制器控制。工質(zhì)分 配管密封焊接于熱管蒸發(fā)段的頂部。熱管冷卻段上裝有散熱翅片。熱管工質(zhì)循環(huán)回路用于 收集來自于熱管冷卻段的液體熱管工質(zhì)并通過工質(zhì)分配閥分配于熱管蒸發(fā)段，實現(xiàn)吸附床 冷卻時熱管工質(zhì)能夠順利實現(xiàn)熱管蒸發(fā)段和熱管冷卻段之間的循環(huán)流動，從而把熱量從吸 附床傳遞到大氣中，而當(dāng)吸附床加熱時，工質(zhì)分配閥能夠迅速切斷熱管蒸發(fā)段和熱管冷卻 段之間的工質(zhì)循環(huán),從而杜絕熱量從吸附床大量散失。
所述的熱管冷卻段面向陽光一側(cè)上方裝有遮陽板，遮陽板上鑲嵌有太陽能光伏電 池板。太陽能光伏電池板為控制器、微型馬達(dá)、切換閥和工質(zhì)分配閥提供電源，多余的電能 由小型蓄電池儲存。
所述的冷凝器上裝有散熱翅片，冷凝器安裝在吸附床的背光側(cè)。
所述的保溫箱中設(shè)有的蒸發(fā)/蓄冷器同時具有蒸發(fā)器和蓄冷器的功能。


圖1為本發(fā)明中一種吸附式太陽能冰箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明具體實施方式
參看圖1，一種吸附式太陽能冰箱，包括吸附床2、百葉窗1、熱管冷卻系統(tǒng)、冷凝器 8、蒸發(fā)/蓄冷器6、儲液器4、保溫箱5、控制器19和相應(yīng)管道及附件組成。吸附床2內(nèi)填充 有吸附劑。吸附床2、冷凝器8和蒸發(fā)/蓄冷器6依次通過管道相連通，冷凝器8與蒸發(fā)/ 蓄冷器6之間設(shè)有切換閥7，切換閥7與蒸發(fā)/蓄冷器6之間設(shè)有儲液器4，蒸發(fā)/蓄冷器6 和儲液器4均裝配于保溫箱5內(nèi)。切換閥7的開關(guān)由控制器19控制。吸附床2與熱管冷 卻系統(tǒng)之間通過熱管蒸發(fā)段3相聯(lián)接，并與吸附床2外殼之間采用密封焊接。
上述的吸附床2同時也是集熱器，吸附床2通過換熱表面上的吸熱涂層直接從太 陽光照中吸收熱量用于加熱吸附劑實現(xiàn)解吸再生。在吸附床2面對太陽光照方向上間隔一 定距離裝有百葉窗1，通過控制百葉窗I的開關(guān)實現(xiàn)吸附床2是否獲得太陽光照加熱，百葉 窗I通過支架固定在吸附床2上。百葉窗I的開關(guān)由控制器19控制、微型馬達(dá)20驅(qū)動。
上述的熱管冷卻系統(tǒng)包括裝配于吸附床2內(nèi)部的熱管蒸發(fā)段3、裝配于吸附床2外 上方的熱管冷卻段15和熱管工質(zhì)循環(huán)回路，熱管冷卻段15的裝配位置高于熱管蒸發(fā)段3 的最高點。熱管工質(zhì)循環(huán)回路由工質(zhì)收集器、工質(zhì)收集管12、熱管儲液器11、工質(zhì)分配閥10和工質(zhì)分配管9依次密封連接而成。工質(zhì)收集器由倒立的喇叭形管件13和工質(zhì)收集管12 組成，喇叭形管件13的喇叭口倒立于熱管冷卻段(15)的底部并與管壁密封焊接，保證熱管 冷卻段15產(chǎn)生的液體熱管工質(zhì)不會沿著管壁直接流入熱管蒸發(fā)段3，而是通過工質(zhì)收集管 12進(jìn)入熱管儲液器11，工質(zhì)收集管12密封焊接于喇叭形管件13與熱管冷卻段15形成的 空腔底部。喇叭形管件13的中心是熱管工質(zhì)蒸汽的流通通道，保證熱管工質(zhì)蒸汽能夠從熱 管蒸發(fā)段3順利流入熱管冷卻段15。熱管儲液器11與工質(zhì)分配管9之間設(shè)有工質(zhì)分配閥 10，用于控制熱管工質(zhì)的循環(huán)，工質(zhì)分配閥10的開關(guān)由控制器19控制。工質(zhì)分配管9密封 焊接于熱管蒸發(fā)段3的頂部。熱管冷卻段15上裝有散熱翅片14。熱管工質(zhì)循環(huán)回路用于 收集來自于熱管冷卻段15的液體熱管工質(zhì)并通過工質(zhì)分配閥10分配于熱管蒸發(fā)段3，實現(xiàn) 吸附床2冷卻時熱管工質(zhì)能夠順利實現(xiàn)熱管蒸發(fā)段3和熱管冷卻段15之間的循環(huán)流動，從 而把熱量從吸附床2傳遞到大氣中，而當(dāng)吸附床2加熱時，工質(zhì)分配閥10能夠迅速切斷熱 管蒸發(fā)段3和熱管冷卻段15之間的工質(zhì)循環(huán)，從而杜絕熱量從吸附床2大量散失。
上述的熱管冷卻段15面向陽光一側(cè)上方裝有遮陽板18，遮陽板18上鑲嵌有太陽 能光伏電池板17。太陽能光伏電池板17為控制器19、微型馬達(dá)20、切換閥7和工質(zhì)分配 閥10提供電源，多余的電能由小型蓄電池儲存。遮陽板18與吸附床2和熱管冷卻系統(tǒng)之 間通過支架組件16固定。
上述的冷凝器18上裝有散熱翅片，冷凝器18安裝在吸附床2的背光側(cè)。
上述的保溫箱5中設(shè)有的蒸發(fā)/蓄冷器6同時具有蒸發(fā)器和蓄冷器的功能。
參看圖1，一種吸附式太陽能冰箱的工作原理和工作過程大致如下
白天早晨太陽升起時，控制器19控制切換閥7和工質(zhì)分配閥10關(guān)閉，此時，百葉 窗I處于打開狀態(tài)，吸附床2被加熱而解吸，制冷劑蒸汽流入冷凝器8被冷凝成液體并存儲 于冷凝器8中；吸附床2的溫度上升到一定數(shù)值以上并保持一段時間后，吸附床2解吸結(jié) 束，控制器19控制百葉窗I關(guān)閉、工質(zhì)分配閥10打開，吸附床被冷卻，延時一段時間后，打 開切換閥7，液體制冷劑流入儲液器4和蒸發(fā)/蓄熱器6，吸附床2吸附制冷劑蒸汽，蒸發(fā)/ 蓄冷器6內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)制冷；當(dāng)吸附床2的溫度降低到一定數(shù)值以下并保持一段時間后， 吸附床2吸附過程結(jié)束，完成一個制冷循環(huán)，然后，控制器19依次控制工質(zhì)分配閥10和切 換閥7關(guān)閉、百葉窗打開，進(jìn)行下一個制冷循環(huán)。如此以來實現(xiàn)了一天多個制冷循環(huán)。白天 制冷循環(huán)獲得的制冷量除了供保溫箱5冷卻物品使用外，多余的由蒸發(fā)/蓄冷器6儲存于 保溫箱5內(nèi)。當(dāng)太陽落下，夜晚降臨時，控制器19控制百葉窗I和工質(zhì)分配閥10打開，吸 附床進(jìn)行冷卻，可以根據(jù)保溫箱5內(nèi)的溫度變化情況來確定切換閥7是否打開，是否使吸附 床2進(jìn)行吸附制冷過程，從而實現(xiàn)了吸附床2和蒸發(fā)/蓄冷器6的雙重蓄冷。
權(quán)利要求
1.一種吸附式太陽能冰箱，包括吸附床(2)、百葉窗(I)、熱管冷卻系統(tǒng)、冷凝器(8)、蒸發(fā)/蓄冷器(6)、儲液器(4)、保溫箱(5)、控制器(19)和相應(yīng)管道及附件組成；吸附床(2) 內(nèi)填充有吸附劑；吸附床(2)、冷凝器(8)和蒸發(fā)/蓄冷器(6)依次通過管道相連通，冷凝器(8)與蒸發(fā)/蓄冷器(6)之間設(shè)有切換閥(7)，切換閥(7)與蒸發(fā)/蓄冷器(6)之間設(shè)有儲液器(4)，蒸發(fā)/蓄冷器(6)和儲液器(4)均裝配于保溫箱(5)內(nèi)；切換閥(7)的開關(guān)由控制器(19)控制；吸附床(2)與熱管冷卻系統(tǒng)之間通過熱管蒸發(fā)段(3)相聯(lián)接，并與吸附床(2)外殼之間采用密封焊接；熱管冷卻系統(tǒng)包括裝配于吸附床內(nèi)部的熱管蒸發(fā)段(3)、裝配于吸附床(2)外上方的熱管冷卻段(15)和熱管工質(zhì)循環(huán)回路，熱管冷卻段(15)的裝配位置高于熱管蒸發(fā)段(3)的最高點；熱管工質(zhì)循環(huán)回路由工質(zhì)收集器、工質(zhì)收集管(12)、熱管儲液器(11)、工質(zhì)分配閥(10)和工質(zhì)分配管(9)依次密封連接而成；工質(zhì)收集器由倒立的喇叭形管件(13)和工質(zhì)收集管(12)組成，喇叭形管件(13)的喇叭口倒立于熱管冷卻段(15)的底部并與管壁密封焊接；工質(zhì)收集管(12)密封焊接于喇叭形管件(13)與熱管冷卻段(15)形成的空腔底部；工質(zhì)分配管(9)密封焊接于熱管蒸發(fā)段(3)的頂部；熱管儲液器(11)與工質(zhì)分配管(9)之間設(shè)有工質(zhì)分配閥(10)，工質(zhì)分配閥(10)的開關(guān)由控制器(19) 控制，熱管冷卻段(15)上裝有散熱翅片(14);熱管冷卻段(15)面向陽光一側(cè)上方裝有遮陽板(18)，遮陽板(18)上鑲嵌有太陽能光伏電池板(17)。
2.如權(quán)利要求1所述一種吸附式太陽能冰箱，其特征在于吸附床面對太陽光照方向上間隔一定距離裝有百葉窗，百葉窗的開關(guān)由控制器控制、微型馬達(dá)驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求1所述一種吸附式太陽能冰箱，其特征在于設(shè)有為控制器、微型馬達(dá)、 切換閥和工質(zhì)分配閥提供電源的太陽能光伏電池板。
全文摘要
一種吸附式太陽能冰箱，包括吸附床、百葉窗、熱管冷卻系統(tǒng)、冷凝器、蒸發(fā)/蓄冷器、儲液器、保溫箱、控制器和相應(yīng)管道及附件組成，設(shè)有為控制器、微型馬達(dá)、切換閥和工質(zhì)分配閥提供電源的太陽能光伏電池板，是一種能夠一天執(zhí)行多個制冷循環(huán)的吸附式太陽能冰箱。熱管冷卻系統(tǒng)包括裝配于吸附床內(nèi)部的熱管蒸發(fā)段、裝配于吸附床外上方的熱管冷卻段和熱管工質(zhì)循環(huán)回路，熱管冷卻段高于熱管蒸發(fā)段的最高點；熱管工質(zhì)循環(huán)回路包括工質(zhì)收集器、熱管儲液器、工質(zhì)分配閥及其之間的連接管路組成；實現(xiàn)了吸附床冷卻的全天候運(yùn)行。該冰箱具有結(jié)構(gòu)簡單、制冷密度大、運(yùn)行可靠、全太陽能驅(qū)動和控制的特點，并具有吸附床和蒸發(fā)/蓄冷器的雙重蓄冷功能，是一款實用性好、成本低廉的太陽能冰箱。
文檔編號F25D11/00GK103062971SQ201310017388
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者王德昌, 田小亮, 楊啟容, 張金翠, 鄭藝華 申請人:青島大學(xué)