太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冰漿應(yīng)用領(lǐng)域的一種太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀以來，工業(yè)迅速發(fā)展，而同時產(chǎn)生的問題是能源過度消耗，不可再生資源面臨著枯竭，自然環(huán)境也遭到了不同程度的破壞，能源短缺問題亟待解決。為了緩解這種局面，蓄冷技術(shù)被提出并且得到了快速發(fā)展，冰蓄冷最早進入人們的視野。冰漿蓄冷技術(shù)可以解決目前城市用電緊張和電力損耗的問題，起到“削峰填谷”的作用。利用夜間充足低廉的電力把冷量儲存在冰中，白天用電高峰期間將冰融化釋放出相變潛熱，為用戶提供空調(diào)所需冷量。
[0003]動態(tài)冰漿溶液是一種固液兩相溶液，與固態(tài)冰相比，它具有熱物性好、傳熱系數(shù)高、可流動、能量密度大等優(yōu)良特點，因此目前的冰蓄冷領(lǐng)域內(nèi)對冰漿的研究已成為主要趨勢。
[0004]目前常見的的制取冰漿裝置主要由傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷裝置提供冷量，完全依賴于電能，制冷空調(diào)用電能耗占總能耗比例越來越大，亟需新型環(huán)保能源出現(xiàn)。太陽能是一種已得到較廣泛應(yīng)用的可再生能源，除了受天氣狀況影響較大外，受其他因素比如地域、季節(jié)等的影響較小，在炎熱的夏季更是十分充足，較易收集。利用豐富易取的太陽能進行吸附式制冷，并與接觸式制冰漿裝置結(jié)合，白天脫附蓄能，晚上吸附制冰，制取的冰漿可用于次日白天制冷等用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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，而提供一種太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，以有效的利用夏日充足的太陽能進行制冰蓄冷，減少對電能的依賴，緩解電力緊張的局面。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，包括太陽能吸附制冷循環(huán)、接觸式制冰漿循環(huán)和蓄熱水箱循環(huán)三部分，
[0008]所述太陽能吸附制冷循環(huán)包括太陽能集熱板、太陽能吸附床、套管冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，太陽能集熱板連接太陽能吸附床，太陽能吸附床連接套管冷凝器進口，套管冷凝器內(nèi)設(shè)置冷卻水通道，套管冷凝器出口通過設(shè)置節(jié)流閥的管路連接蒸發(fā)器進口，蒸發(fā)器出口通過管路連接太陽能吸附床；
[0009]所述接觸式制冰漿循環(huán)包括載冷劑通道、噴頭、栗、水閥、融霜裝置、冰漿發(fā)生器和蓄冰箱；蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置載冷劑通道，載冷劑通道頂部出口連接噴頭，噴頭設(shè)置于冰漿發(fā)生器頂部，冰漿發(fā)生器中部連接蓄冰箱，冰漿發(fā)生器底部通過管路連接載冷劑通道底部入口 ；
[0010]所述蓄熱水箱循環(huán)是蓄熱水箱分別通過設(shè)置熱水循環(huán)栗的管路和設(shè)置熱水閥的管路與太陽能吸附床連接。
[0011]所述太陽能吸附床采用沸石-水工質(zhì)對。
[0012]所述噴頭處設(shè)置有融冰裝置，融霜裝置通過設(shè)置水栗和閥的管路與蓄熱水箱連接。
[0013]所述太陽能吸附床采用沸石-水工質(zhì)對，因為沸石吸附溫度較低，較易開始吸附過程，對冷媒冷卻，沸石和水無毒且對大氣無污染，為環(huán)境友好型介質(zhì)。
[0014]所述蒸發(fā)器為接觸式制冰漿循環(huán)提供冷源，由于制冷劑可溶于水，不能直接與水接觸制取冰漿，因此通過制冷劑冷卻不溶水低溫冷媒的方法，將被冷卻的低溫載冷劑直接噴入冰漿發(fā)生器與水接觸，使水降溫至冰點形成冰漿；冰漿輸送至蓄冰箱，不溶水的載冷劑在底部與水分離，重新輸送至蒸發(fā)器套管中被冷卻。
[0015]所述太陽能集熱器白天吸收太陽能，加熱吸附床使其升溫，壓力增大，完成脫附過程，被吸附介質(zhì)通過冷凝器、節(jié)流閥后在蒸發(fā)器中以液體狀態(tài)停留；晚上吸附床逐漸降溫，壓力減小，開始進行吸附過程，蒸發(fā)器內(nèi)的吸附介質(zhì)被吸入吸附床，使載冷劑冷卻降溫制取冰漿，蓄存在蓄冰箱內(nèi)，供白天制冷利用，如此反復。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、本發(fā)明的制取冰漿裝置中的太陽能吸附制冷循環(huán)為制取冰漿提供冷量，夏季太陽能十分充足，太陽照射方向與地面夾角較大，集熱效率大，吸附式制冷效率較高。且太陽能為可再生資源，可在夏季用電高峰期減少制冷耗能占總電能的比例，節(jié)能環(huán)保。
[0018]2、本發(fā)明的制取冰漿裝置將太陽能吸附式制冷與接觸式制取冰漿裝置結(jié)合起來，接觸式制冰漿裝置結(jié)構(gòu)簡單，所述噴嘴將低溫載冷劑射入冰漿制取裝置中，直接冷卻水溶液從而生成冰漿，提高了換熱系數(shù)。與間接式制冰相比，直接接觸不存在冰層堆積的問題，因此不需額外除冰等措施。
[0019]本發(fā)明的制取冰漿裝置中的蓄熱水箱與太陽能吸附床相連，白天脫附過程中多余的熱量可送至蓄熱水箱供熱水使用；夜晚吸附過程中，沸石吸收水分產(chǎn)生吸附熱，影響進一步吸附，此時開啟閥門，水從蓄熱水箱流入吸附床帶走熱量，吸收吸附過程中產(chǎn)生的吸附熱，降低吸附溫度。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、套管冷凝器出口 2、套管冷凝器進口 3、太陽能集熱板4、太陽能吸附床5、熱水閥6、蓄熱水箱7、水栗8、閥9、融霜裝置10、噴頭11、蓄冰箱12、冰漿發(fā)生器13、載冷劑層14、蒸發(fā)器出口 15、載冷劑通道16、蒸發(fā)器進口 17、節(jié)流閥18、冷卻水通道19、熱水循環(huán)栗。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0023]本發(fā)明太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括太陽能吸附制冷循環(huán)、接觸式制冰漿循環(huán)和蓄熱水箱循環(huán)三部分，
[0024]所述太陽能吸附制冷循環(huán)包括太陽能集熱板3、太陽能吸附床4、套管冷凝器、節(jié)流閥17和蒸發(fā)器，太陽能集熱板連接太陽能吸附床，太陽能吸附床連接套管冷凝器進口 2，套管冷凝器內(nèi)設(shè)置冷卻水通道18，套管冷凝器出口 I通過設(shè)置節(jié)流閥17的管路連接蒸發(fā)器進口 16，蒸發(fā)器出口 9通過管路連接太陽能吸附床；
[0025]所述接觸式制冰漿循環(huán)包括載冷劑通道15、噴頭10、冰漿發(fā)生器12和蓄冰箱11 ;蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置載冷劑通道，載冷劑通道頂部出口連接噴頭，噴頭設(shè)置于冰漿發(fā)生器頂部，冰漿發(fā)生器中部連接蓄冰箱，冰漿發(fā)生器底部通過管路連接載冷劑通道底部入口 ；
[0026]所述蓄熱水箱循環(huán)是蓄熱水箱6分別通過設(shè)置熱水循環(huán)栗19的管路和設(shè)置熱水閥5的管路與太陽能吸附床連接；所述吸附床與蓄熱水箱可通過水循環(huán)進行熱交換將多余的熱量儲存到蓄熱水箱中供使用。
[0027]所述太陽能集熱板和太陽能吸附床與水平方向傾角在30° -60°之間，以保證最大程度吸收太陽能。集熱板吸收熱量后傳給吸附床，白天太陽能充足，吸附床升溫，制冷劑(水)從吸附床(沸石)中脫附蒸發(fā)，高溫高壓水蒸氣經(jīng)過套管冷凝器冷凝、節(jié)流閥節(jié)流，變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，在蒸發(fā)器中滯留；夜晚吸附床逐漸降溫，壓力降低，此時蒸發(fā)器內(nèi)壓力較高，白天滯留在蒸發(fā)器內(nèi)的低溫低壓液體被吸附床吸附，完成吸附制冷過程，制取的冰漿可用于次日白天制冷等用途。套管蒸發(fā)器中的載冷劑被冷卻至低溫。
[0028]所述蓄熱水箱與太陽能吸附床相連，白天脫附過程中多余的熱量可送至蓄熱水箱供熱水使用；夜晚吸附過程中，沸石吸收水分產(chǎn)生吸附熱，影響進一步吸附，此時開啟熱水閥5，水從蓄熱水箱流入吸附床帶走熱量，吸收吸附過程中產(chǎn)生的吸附熱，降低吸附溫度。
[0029]所述蒸發(fā)器為接觸式制冰漿循環(huán)提供冷源，由于制冷劑可溶于水，不能直接與水接觸制取冰漿，因此通過制冷劑冷卻不溶水的載冷劑，再將被冷卻的低溫載冷劑直接噴入冰漿發(fā)生器與水接觸，使水降溫至冰點形成冰漿；冰漿輸送至蓄冰箱，不溶水的載冷劑在底部與水分離，重新輸送至蒸發(fā)器套管中被冷卻。如此反復，冰漿蓄冷技術(shù)可緩解用電高峰電力不足局面。
[0030]所述低溫載冷劑在水栗作用下被輸送至接觸制冰漿裝置中，方式為通過噴嘴噴入冰漿發(fā)生室，低溫載冷劑與水直接接觸，水被冷卻至冰點形成冰漿，冰漿與低溫載冷劑由于不可相溶而分層，冰漿流入蓄冰箱，低溫載冷劑重新被栗送回套管蒸發(fā)器中再次循環(huán)。
[0031]所述噴頭處流過低溫載冷劑與水進行熱交換，為防止冰層堆積堵塞出口，設(shè)置有融霜裝置，融霜所需熱量可由蓄熱水箱提供。融霜裝置通過設(shè)置水栗7和閥8的管路與蓄熱水箱連接。
[0032]所述套管冷凝器為水冷冷卻方式，需通入冷卻水，建立冷卻塔，本裝置適用于做大型裝置，不僅可以利用夏季充足的太陽能資源，還可以制取冰漿，多余的熱量儲存到蓄熱水箱中還可供生活熱水使用。可極大減小對電能的依賴，有效利用可再生資源和發(fā)展冰漿蓄冷技術(shù)，緩解夏季用電高峰電力不足的局面，節(jié)能環(huán)保，效率較高。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，其特征在于，包括太陽能吸附制冷循環(huán)、接觸式制冰漿循環(huán)和蓄熱水箱循環(huán)三部分， 所述太陽能吸附制冷循環(huán)包括太陽能集熱板、太陽能吸附床、套管冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，太陽能集熱板連接太陽能吸附床，太陽能吸附床連接套管冷凝器進口，套管冷凝器內(nèi)設(shè)置冷卻水通道，套管冷凝器出口通過設(shè)置節(jié)流閥的管路連接蒸發(fā)器進口，蒸發(fā)器出口通過管路連接太陽能吸附床； 所述接觸式制冰漿循環(huán)包括載冷劑通道、噴頭、栗、水閥、融霜裝置、冰漿發(fā)生器和蓄冰箱；蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置載冷劑通道，載冷劑通道頂部出口連接噴頭，噴頭設(shè)置于冰漿發(fā)生器頂部，冰漿發(fā)生器中部連接蓄冰箱，冰漿發(fā)生器底部通過管路連接載冷劑通道底部入口 ； 所述蓄熱水箱循環(huán)是蓄熱水箱分別通過設(shè)置熱水循環(huán)栗的管路和設(shè)置熱水閥的管路與太陽能吸附床連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，其特征在于，所述太陽能集熱板和太陽能吸附床與水平方向傾角在30° -60°之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，其特征在于，所述太陽能吸附床采用沸石-水工質(zhì)對。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置，其特征在于，所述噴頭處設(shè)置有融冰裝置，融霜裝置通過設(shè)置水栗和閥的管路與蓄熱水箱連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能吸附式接觸法制取冰漿裝置。本發(fā)明包括太陽能吸附制冷循環(huán)、接觸式制冰漿循環(huán)和蓄熱水箱循環(huán)三部分，所述太陽能吸附制冷循環(huán)包括太陽能集熱板、太陽能吸附床、套管冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器接觸式制冰漿循環(huán)包括蒸發(fā)器、載冷劑通道、噴頭、泵、水閥、融霜裝置、冰漿發(fā)生器和蓄冰箱等；吸附床與蓄熱水箱可通過水循環(huán)進行熱交換，不僅降低吸附溫度，同時將多余的熱量儲存到蓄熱水箱中供生活熱水使用。本發(fā)明的制取冰漿裝置將太陽能吸附式制冷與接觸式制取冰漿裝置結(jié)合起來，接觸式制冰漿裝置結(jié)構(gòu)簡單，所述噴嘴將低溫載冷劑射入冰漿制取裝置中，直接冷卻水溶液從而生成冰漿，提高了換熱系數(shù)。與間接式制冰相比，直接接觸不存在冰層堆積的問題，因此不需額外除冰等措施。
【IPC分類】F25B27/00, F25B17/00, F25C1/00
【公開號】CN105222448
【申請?zhí)枴緾N201510761793
【發(fā)明人】劉圣春, 郝玲, 懷超平, 劉雪瑩, 周慶
【申請人】天津商業(yè)大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月10日