專利名稱：太陽能吸附式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冷卻多年凍土地基和維護其熱穩(wěn)定性技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種太陽 能吸附式制冷裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在多年凍土地基穩(wěn)定性的維護中，采取的工程措施或裝置主要有片石、碎石 熱屏障，通風(fēng)管散熱結(jié)構(gòu)，熱棒制冷等。這些措施或裝置主要存在著以下局限(1)片石、碎石熱屏障等多年凍土地基穩(wěn)定性的處理措施，在暖季，主要利用其高 熱阻阻止外界熱量向多年凍土地基傳輸。在寒季，主要利用其大空隙空氣對流作用，使外界 冷空氣通過對流向下傳遞，增加多年凍土地基的冷儲量，但其表面易被風(fēng)沙和積雪覆蓋，空 隙易被風(fēng)沙和積雪充填而降低效果，并且其高熱阻作用降低了大氣本身對多年凍土地基的 凍結(jié)能力。這些工程措施均存在著無法應(yīng)對全球氣候升溫對多年凍土地基帶來的影響的缺 陷。(2)通風(fēng)管地基是利用管中空氣對流散熱來實現(xiàn)維護多年凍土地基穩(wěn)定的。但其 維護多年凍土地基的效果受通風(fēng)管長徑比和埋設(shè)位置的限制，且其管道易被風(fēng)沙和積雪堵 塞而失效，同樣也存在著無法應(yīng)對全球氣候升溫對多年凍土地基帶來的影響的缺陷。(3)熱棒是利用寒季多年凍土地基與大氣之間存在的溫差，和液汽兩相轉(zhuǎn)換對流 循環(huán)的熱傳輸，來實現(xiàn)增加多年凍土地基的冷儲量達(dá)到維護其穩(wěn)定的目的。但在多年凍土 地基的融化季節(jié)——暖季，熱棒卻停止工作，制冷效果受到季節(jié)的限制。因此，在多年凍土地基熱穩(wěn)定性的維護中，需要有能夠在暖季工作，能夠應(yīng)對全球 氣候升溫對多年凍土地基產(chǎn)生的不利影響，且需要不影響大氣本身對多年凍土地基的冷凍 能力和不受季節(jié)限制的新的工程措施或制冷裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是要彌補當(dāng)前維護多年凍土地基的熱穩(wěn)定中， 既有工程措施無力應(yīng)對氣候升溫、影響大氣本身對多年凍土地基的凍結(jié)作用和表面易被風(fēng) 沙和積雪覆蓋并且其空隙易被風(fēng)沙和積雪充填而降低效果的缺陷，并為填補熱棒在暖季無 法工作的空白，而提供一種太陽能吸附式制冷裝置。本實用新型的技術(shù)問題采用下述技術(shù)方案解決一種太陽能吸附式制冷裝置，包括一太陽能集熱器和一地基蒸發(fā)器，所述的地基 蒸發(fā)器埋在地下，地基蒸發(fā)器上端連接一吸附氣體導(dǎo)流管，所述吸附氣體導(dǎo)流管上端與氣 體通管連通，所述的氣體通管設(shè)在太陽能集熱器的內(nèi)部；所述地基蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)一液體回流 管，回流管下端與地基蒸發(fā)器底部之間留有間隙，回流管上端與解吸氣體導(dǎo)流管連接，解吸 氣體導(dǎo)流管上段設(shè)一自然冷卻冷凝器，自然冷卻冷凝器的散熱肋片均勻環(huán)套在解吸氣體導(dǎo) 流管上，解吸氣體導(dǎo)流管在冷凝器的下方連接一儲液器，儲液器的上下兩端接口處分別與 解吸氣體導(dǎo)流管的管口連接，儲液器下端出口處裝一單向節(jié)流閥；所述解吸氣體導(dǎo)流管上端與太陽能集熱器連接。所述太陽能集熱器的上下兩端設(shè)有固定鋼夾片，將太陽能集熱器、吸附氣體導(dǎo)流 管和解吸氣體導(dǎo)流管固定。所述吸附氣體導(dǎo)流管上端與太陽能集熱器之間通過彎頭連接；所述解吸氣體導(dǎo)流 管上端與太陽能集熱器之間通過彎頭連接。所述吸附氣體導(dǎo)流管上地基蒸發(fā)器和太陽能集熱器之間裝有單向氣體壓力閥門。所述解吸氣體導(dǎo)流管上太陽能集熱器和冷凝器之間裝有單向氣體壓力閥門。所述氣體通管上套裝有吸附劑護網(wǎng)，吸附劑護網(wǎng)與集熱器內(nèi)壁之間填充吸附劑， 吸附劑中豎向每隔5 20cm設(shè)置一層導(dǎo)熱絲。本實用新型用于冷卻多年凍土地基和維護其熱穩(wěn)定性新裝置，適合用在多年凍土 區(qū)的暖季，通過將SACS (Solar Adsorption Cooling Stick)制冷裝置埋設(shè)于多年凍土地 基及其季節(jié)活動層中，降低多年凍土地基及其季節(jié)活動層的溫度或使其局部或全部凍結(jié)， 減小多年凍土上季節(jié)活動層的厚度，主動防御因較強太陽輻射和氣溫升高對多年凍土地基 熱侵蝕而產(chǎn)生的融沉乃至變形破壞，有效減緩因全球氣候變暖對多年凍土地基的影響。該 SACS制冷裝置實用性強，結(jié)構(gòu)簡單，埋設(shè)方便，能夠彌補當(dāng)前維護多年凍土地基的穩(wěn)定中既 有工程措施或裝置的缺陷及填補熱棒在暖季無法工作的空白。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的I-I截面示意圖；圖3為集熱管豎向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的V-V截面示意具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明本實用新型是一種太陽能吸附式制冷裝置，包括一太陽能集熱器和一地基蒸發(fā) 器，地基蒸發(fā)器3埋在地下，地基蒸發(fā)器3上端連接一吸附氣體導(dǎo)流管8。吸附氣體導(dǎo)流管 8與地基蒸發(fā)器3采用焊接連接，吸附氣體導(dǎo)流管口設(shè)在地基蒸發(fā)器頂蓋下部即可。吸附氣 體導(dǎo)流管8上端通過彎頭22與氣體通管15采取焊接或通過螺栓密封連接。氣體通管15 設(shè)在太陽能集熱器4的內(nèi)部采用螺栓連接。地基蒸發(fā)器3內(nèi)設(shè)置一個液體回流管10，回流 管10的下端與地基蒸發(fā)器底部之間留有間隙，回流管10上端與解吸氣體導(dǎo)流管9焊接連 接，回流管10的管口設(shè)在距地基蒸發(fā)器底蓋2 5cm即可。解吸氣體導(dǎo)流管9上段焊接一 自然冷卻冷凝器5，自然冷卻冷凝器5的散熱肋片20均勻環(huán)套在解吸氣體導(dǎo)流管9上，且其 四周連續(xù)焊接。解吸氣體導(dǎo)流管9在冷凝器5的下方裝一儲液器6，儲液器6的上下兩端接 口處分別與解吸氣體導(dǎo)流管9的管口 7焊接，儲液器6下端出口處裝一單向節(jié)流閥2。單 向節(jié)流閥2采取螺扣密封連接或焊接，單向節(jié)流閥2的進出口方向均沿順時針布置。。所述 解吸氣體導(dǎo)流管9上端通過彎頭23與太陽能集熱器4焊接。太陽能集熱器4的上下兩端 設(shè)有固定鋼夾片17將太陽能集熱器4、吸附氣體導(dǎo)流管8和解吸氣體導(dǎo)流管9固定。在吸 附氣體導(dǎo)流管8上地基蒸發(fā)器3和太陽能集熱器4之間裝有單向氣體壓力閥門1。在解吸氣體導(dǎo)流管9上太陽能集熱器4和冷凝器5之間裝有單向氣體壓力閥門1。單向氣體壓力 閥1分別與吸附氣體導(dǎo)流管8或解吸氣體導(dǎo)流管9采取螺扣密封連接或焊接，壓力閥1的 進出口方向均沿順時針布置。太陽能集熱器4內(nèi)的氣體通管15上套裝有吸附劑護網(wǎng)24，吸附劑護網(wǎng)24直徑大 于集熱器內(nèi)附氣體通管15直徑，吸附劑護網(wǎng)24安裝完后即可在吸附劑護網(wǎng)24與太陽能集 熱器4內(nèi)壁之間填充吸附劑，吸附劑中沿豎向每隔5 20cm設(shè)置一層導(dǎo)熱絲21。本實用新型裝置的埋設(shè)方式在多年凍土地基的穩(wěn)定維護區(qū)內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場情況布設(shè)鉆孔間距和孔徑，孔深控制 在多年凍土上限位置附近或以下，具體深度須根據(jù)多年凍土地基的現(xiàn)場情況決定，并在 SACS制冷裝置布設(shè)后，須回填密實。本實用新型裝置的工作原理在蒸發(fā)器3中，液態(tài)制冷劑吸收地基中熱量而氣化成蒸汽，制冷劑蒸汽通過單向 氣體壓力閥門1和吸附氣體導(dǎo)流管8進入太陽能集熱器4中，并通過太陽能集熱器4內(nèi)吸 附氣體通管15被吸附劑吸附。在陽光充足的白天，太陽能集熱器4吸收太陽熱能而加熱吸附劑，當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá) 到解吸溫度時，吸附劑解吸出吸附的制冷劑，解吸氣體通過單向氣體壓力閥門1和解吸氣 體導(dǎo)流管9進入自然冷卻冷凝器5，冷凝器5通過散熱肋片20在較強的空氣對流和較大的 氣溫日較差與年較差的作用下，放出熱量，將解吸氣體冷凝成液體儲存在儲液器6中，并通 過單向節(jié)流閥2和蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體回流管10，進入地基蒸發(fā)器3中。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑 液體回流管10的出口在地基蒸發(fā)器3中的底部，用以確保地基蒸發(fā)器3從多年凍土地基季 節(jié)活動層底部開始吸收熱量而制冷。制冷劑回流到地基蒸發(fā)器3中后，隨即吸收地基中熱量而氣化成蒸汽重復(fù)以上循 環(huán)過程，實現(xiàn)將地基中的熱量置換到空氣中，達(dá)到維護多年凍土地基熱穩(wěn)定的目的。
權(quán)利要求一種太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于包括一太陽能集熱器和一地基蒸發(fā)器，所述的地基蒸發(fā)器(3)埋在地下，地基蒸發(fā)器(3)上端連接一吸附氣體導(dǎo)流管(8)，所述吸附氣體導(dǎo)流管(8)上端與氣體通管(15)連通，所述的氣體通管(15)設(shè)在太陽能集熱器(4)的內(nèi)部；所述地基蒸發(fā)器(3)內(nèi)設(shè)一液體回流管(10)，回流管(10)下端與地基蒸發(fā)器底部之間留有間隙，回流管(10)上端與解吸氣體導(dǎo)流管(9)連接，解吸氣體導(dǎo)流管(9)上段設(shè)一自然冷卻冷凝器(5)，自然冷卻冷凝器(5)的散熱肋片(20)均勻環(huán)套在解吸氣體導(dǎo)流管(9)上，解吸氣體導(dǎo)流管(9)在冷凝器(5)的下方連接一儲液器(6)，儲液器(6)的上下兩端接口處分別與解吸氣體導(dǎo)流管(9)的管口(7)連接，儲液器(6)下端出口處裝一單向節(jié)流閥(2)；所述解吸氣體導(dǎo)流管(9)上端與太陽能集熱器(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于所述太陽能集熱器(4) 的上下兩端設(shè)有固定鋼夾片(17)將太陽能集熱器(4)、吸附氣體導(dǎo)流管(8)和解吸氣體導(dǎo) 流管(9)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于所述吸附氣體導(dǎo)流管 (8)上端與太陽能集熱器(4)之間通過彎頭(22)連接；所述解吸氣體導(dǎo)流管(9)上端與太 陽能集熱器(4)之間通過彎頭(23)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于所述吸附氣體導(dǎo)流管(8)上地基蒸發(fā)器(3)和太陽能集熱器(4)之間裝有單向氣體壓力閥門(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于所述解吸氣體導(dǎo)流管(9)上太陽能集熱器(4)和冷凝器(5)之間裝有單向氣體壓力閥門(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式制冷裝置，其特征在于所述氣體通管(15)上套 裝有吸附劑護網(wǎng)(24)，吸附劑護網(wǎng)(24)與集熱器(4)內(nèi)壁之間填充吸附劑，吸附劑中豎向 每隔5 20cm設(shè)置一層導(dǎo)熱絲(21)。
專利摘要一種太陽能吸附式制冷裝置，地基蒸發(fā)器埋在地下，地基蒸發(fā)器上端連接一吸附氣體導(dǎo)流管，所述吸附氣體導(dǎo)流管上端與氣體通管連通，地基蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)一液體回流管，回流管上端與解吸氣體導(dǎo)流管連接，解吸氣體導(dǎo)流管上段設(shè)一自然冷卻冷凝器，自然冷卻冷凝器的散熱肋片均勻環(huán)套在解吸氣體導(dǎo)流管上，解吸氣體導(dǎo)流管在冷凝器的下方連接一儲液器，儲液器的上下兩端接口處分別與解吸氣體導(dǎo)流管的管口連接，儲液器下端出口處裝一單向節(jié)流閥；所述解吸氣體導(dǎo)流管上端與太陽能集熱器連接。本實用新型有效減緩因全球氣候變暖對多年凍土地基的影響，實用性強，結(jié)構(gòu)簡單，埋設(shè)方便，能夠彌補熱棒在暖季無法工作的空白。
文檔編號F25B27/00GK201621900SQ20102000389
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者屈耀輝, 武小鵬, 熊治文, 牛東興, 米維軍, 韓龍武, 魏永梁 申請人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司