一種基于cpc聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能吸附式制冷系統(tǒng)，具體地說，是涉及一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，屬于太陽能熱利用技術領域。
【背景技術】
[0002]太陽能吸附式制冷具有結構簡單、無運動部件、對環(huán)境友好、可有效利用低品位熱源等優(yōu)點。從能源綜合利用和環(huán)境保護的角度來看，吸附式制冷是一種頗具潛力的制冷方式，而且太陽能吸附制冷技術完全符合可持續(xù)發(fā)展的要求，因而在現(xiàn)代制冷領域受到了廣泛重視。
[0003]太陽能吸附式制冷系統(tǒng)中的吸附床通常集集熱與吸附/解吸功能于一體，通常也稱吸附集熱床。常見的吸附床有平板式、真空管式和金屬管式。平板式雖然可填充較多吸附劑，但其密封、抗壓能力也較弱，對于真空度要求較高的吸附式系統(tǒng)來說是不適宜的；真空管式雖然集熱及保溫性能良好，但吸附劑填充量少、冷卻階段降溫困難，這樣既影響系統(tǒng)制冷量，又不利系統(tǒng)的吸附過程的進行；金屬管式雖然可有效提高吸附劑的填充量，而且密封、抗壓性能好，但不足之處就是該類吸附床自身的熱容較大，在本身加熱和冷卻階段會造成大量的系統(tǒng)熱量損失，嚴重影響系統(tǒng)的性能。其中專利(ZL 2011 2 0203751.5)是金屬管式吸附床的優(yōu)化形式，該專利通過采用在金屬管內部增設翅片來增大傳熱面積，強化換熱，達到了一定的優(yōu)化效果；但是該種吸附床對太陽輻射能量利用率低，原因是只有金屬管上半部分能夠接受太陽輻射，而下半部分僅靠金屬管壁導熱來獲得熱量，導致吸附床解吸效率降低，且在吸附階段，由于絕熱保溫材料附著在金屬管壁上，吸附劑的吸附熱不能及時排出，影響了制冷效果。
[0004]因此，提高吸附床的太陽能利用率，強化熱量傳遞，減少吸附/解吸各階段的傳熱障礙等方面的不足，對于提高太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的制冷效率尤為重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型旨在克服現(xiàn)有太陽能吸附式制冷系統(tǒng)中吸附集熱床所存在的不足，提出了一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，該吸附集熱床可較大程度地增加金屬翅片管吸附床的受熱面積，同時因CPC聚光器對太陽輻射的聚光效果，使得金屬翅片管內外溫差增大，有利于熱流的傳遞，吸附床整體升溫速度及效率得到提高；在吸附階段由于沒有絕熱保溫材料的附著，吸附熱更加容易向外排出；又兼具有填充空間大、密封性好、抗壓性強的特點。
[0006]本實用新型通過以下技術方案完成:一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，主要由CPC聚光反射面和翅片吸附管組成。其特征在于:翅片吸附管設置于CPC聚光反射面的焦點處，形成CPC聚光加熱翅片吸附管單元，多個這樣的單元并行排列，各翅片吸附管兩端通過匯流導管連接而形成一個密封整體的吸附集熱床，其底部及側面填充絕熱保溫材料，頂部加玻璃蓋板。
[0007]上述的CPC聚光器可為對稱式或非對稱式聚光反射器，其反射面可為玻璃鏡面或金屬反射面。
[0008]上述的翅片吸附管可使用杜拉鋁或銅采用一體化拉制技術鑄造而成；外管壁可進行鋁陽極氧化或磁控濺射技術處理，形成可高效吸收熱能的氧化膜；絕熱保溫材料可采用聚氨酯、石棉或玻璃纖維；玻璃蓋板可采用透射率高的超白玻璃或鋼化玻璃。
[0009]本實用新型的工作原理是:太陽光入射到吸附集熱床采光面上，透過玻璃蓋板的太陽光，一部分直接照射到翅片吸附管的上表面而被翅片吸附管直接吸收，其余部分光線照射到CPC聚光反射面上，經(jīng)CPC聚光反射面反射到翅片吸附管后也被翅片吸附管吸收。入射到整個吸附集熱床采光面上的絕大部分太陽光經(jīng)直接照射或反射后均被吸附集熱床吸收，吸附集熱床所接收到的太陽輻射能將成倍增加，增加倍數(shù)由所設計的CPC聚光器的倍數(shù)來決定。
[0010]本實用新型的有益效果是:由于增加了 CPC聚光器，增加了有效采光面積，使得整個翅片管式吸附集熱床的有效得熱量成倍增加，提高了太陽能利用率；由于CPC聚光器的反射作用，翅片式吸附管的下半部也獲得光照，使得整個吸附管的受熱更加均勻，更利于吸附集熱床的熱傳遞，吸附劑解吸速度更快；玻璃蓋板與CPC反射面之間形成了溫室效應，有助于吸附床加熱階段的溫度提升與保持，而由于絕熱保溫材料沒有直接附著在吸附集熱床上，使得吸附階段的吸附熱能夠及時排出，從而提高了吸附床的解吸和吸附速率，提高了整個吸附式制冷系統(tǒng)的制冷效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的側視結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的俯視結構示意圖。
[0013]圖3為本實用新型CPC聚光器加熱翅片吸附管單元的詳細結構示意圖。
[0014]圖4為采用本實用新型的太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的結構示意圖。
[0015]圖中，1.玻璃蓋板，2.CPC聚光反射面，3.翅片吸附管，4.絕熱保溫材料，5.匯流導管，6.翅片吸附管外壁，7.吸附劑填充區(qū)，8.傳熱翅片，9.制冷劑傳質通道，10.傳質管道，11.真空壓力表，12.真空閥門，13.冷凝器，14.蒸發(fā)器，15.支架。
【具體實施方式】
[0016]在圖1、圖2及圖3所示中，翅片吸附管(3)設置于CPC聚光反射面(2)的焦點處，形成CPC聚光反射面(2)加翅片吸附管(3)單元，如圖3示；這些單元并行排列，如圖2示，翅片吸附管(3)兩端通過匯流導管(5)連接，形成CPC聚光反射面(2)加熱翅片吸附管(3)的陣列；在陣列的底部及側面填充絕熱保溫材料(4)，頂部加玻璃蓋板(1)，從而構成基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床。
[0017]圖4是基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床的太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的結構示意圖，上述的翅片吸附管(3)兩端通過匯流導管(5)連接然后與吸附制冷系統(tǒng)中的傳質管道(10)連接，同時真空壓力表(11)，真空閥門(12)，冷凝器(13)，蒸發(fā)器(14)設置于傳質管道(10)上，最終構成可高效運行的太陽能吸附式制冷系統(tǒng)。
【主權項】
1.一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，主要由CPC聚光反射面和翅片吸附管組成，其特征在于:翅片吸附管設置于CPC聚光反射面的焦點處，形成CPC聚光加熱翅片吸附管單元，由多個單元并行排列組成陣列，翅片吸附管兩端通過匯流導管連接形成一個密封整體，其底部及側面填充絕熱保溫材料，頂部加玻璃蓋板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，其特征在于:CPC聚光器可為對稱式或非對稱式聚光反射器，其反射面可為玻璃鏡面或金屬反射面。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，其特征在于:翅片吸附管可使用杜拉鋁或銅采用一體化拉制技術鑄造而成；外管壁可進行鋁陽極氧化或磁控濺射技術處理；絕熱保溫材料可采用聚氨酯、石棉或玻璃纖維；玻璃蓋板可采用透射率高的超白玻璃或鋼化玻璃。
【專利摘要】本實用新型主要涉及一種基于CPC聚光器的金屬翅片管式吸附集熱床，主要由CPC聚光反射面和金屬翅片吸附管兩部分組成。其特征在于：翅片吸附管設置于CPC聚光反射面的焦點處，形成CPC加熱翅片式吸附管單元，由多個單元并行排列成整列，底部及側面填充絕熱保溫材料，頂部加玻璃蓋板；整個翅片管式吸附床的有效吸熱面積和集熱效率得到提高，從而可有效提高太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的解吸、吸附速率及系統(tǒng)制冷效率。
【IPC分類】F25B27-00, F24J2-24, F24J2-00, F25B17-00, F24J2-10, F24J2-48
【公開號】CN204345966
【申請?zhí)枴緾N201420751034
【發(fā)明人】王云峰, 張少波, 李明, 羅熙, 蘇坤燁, 楊增輝
【申請人】云南師范大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月4日