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一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床

阅读：483发布：2023-02-21

专利汇可以提供一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型主要涉及一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，主要由CPC聚光反射面和金属翅片吸附管两部分组成。其特征在于：翅片吸附管设置于CPC聚光反射面的焦点处，形成CPC加热翅片式吸附管单元，由多个单元并行排列成整列，底部及侧面填充绝热保温材料，顶部加玻璃盖板；整个翅片管式吸附床的有效吸热面积和集热效率得到提高，从而可有效提高太阳能吸附式制冷系统的解吸、吸附速率及系统制冷效率。，下面是一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，主要由CPC聚光反射面和翅片吸附管组成，其特征在于：翅片吸附管设置于CPC聚光反射面的焦点处，形成CPC聚光加热翅片吸附管单元，由多个单元并行排列组成阵列，翅片吸附管两端通过汇流导管连接形成一个密封整体，其底部及侧面填充绝热保温材料，顶部加玻璃盖板。
2.根据权利要求1所述的一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，其特征在于：CPC聚光器可为对称式或非对称式聚光反射器，其反射面可为玻璃镜面或金属反射面。
3.根据权利要求1所述的一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，其特征在于：翅片吸附管可使用杜拉铝或铜采用一体化拉制技术铸造而成；外管壁可进行铝阳极氧化或磁控溅射技术处理；绝热保温材料可采用聚氨酯、石棉或玻璃纤维；玻璃盖板可采用透射率高的超白玻璃或钢化玻璃。

说明书全文

一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种太阳能吸附式制冷系统，具体地说，是涉及一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

[0002] 太阳能吸附式制冷具有结构简单、无运动部件、对环境友好、可有效利用低品位热源等优点。从能源综合利用和环境保护的角度来看，吸附式制冷是一种颇具潜力的制冷方式，而且太阳能吸附制冷技术完全符合可持续发展的要求，因而在现代制冷领域受到了广泛重视。

[0003] 太阳能吸附式制冷系统中的吸附床通常集集热与吸附/解吸功能于一体，通常也称吸附集热床。常见的吸附床有平板式、真空管式和金属管式。平板式虽然可填充较多吸附剂，但其密封、抗压能力也较弱，对于真空度要求较高的吸附式系统来说是不适宜的；真空管式虽然集热及保温性能良好，但吸附剂填充量少、冷却阶段降温困难，这样既影响系统制冷量，又不利系统的吸附过程的进行；金属管式虽然可有效提高吸附剂的填充量，而且密封、抗压性能好，但不足之处就是该类吸附床自身的热容较大，在本身加热和冷却阶段会造成大量的系统热量损失，严重影响系统的性能。其中专利（ZL 2011 2 0203751.5）是金属管式吸附床的优化形式，该专利通过采用在金属管内部增设翅片来增大传热面积，强化换热，达到了一定的优化效果；但是该种吸附床对太阳辐射能量利用率低，原因是只有金属管上半部分能够接受太阳辐射，而下半部分仅靠金属管壁导热来获得热量，导致吸附床解吸效率降低，且在吸附阶段，由于绝热保温材料附着在金属管壁上，吸附剂的吸附热不能及时排出，影响了制冷效果。

[0004] 因此，提高吸附床的太阳能利用率，强化热量传递，减少吸附/解吸各阶段的传热障碍等方面的不足，对于提高太阳能吸附式制冷系统的制冷效率尤为重要。发明内容

[0005] 本实用新型旨在克服现有太阳能吸附式制冷系统中吸附集热床所存在的不足，提出了一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，该吸附集热床可较大程度地增加金属翅片管吸附床的受热面积，同时因CPC聚光器对太阳辐射的聚光效果，使得金属翅片管内外温差增大，有利于热流的传递，吸附床整体升温速度及效率得到提高；在吸附阶段由于没有绝热保温材料的附着，吸附热更加容易向外排出；又兼具有填充空间大、密封性好、抗压性强的特点。

[0006] 本实用新型通过以下技术方案完成：一种基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床，主要由CPC聚光反射面和翅片吸附管组成。其特征在于：翅片吸附管设置于CPC聚光反射面的焦点处，形成CPC聚光加热翅片吸附管单元，多个这样的单元并行排列，各翅片吸附管两端通过汇流导管连接而形成一个密封整体的吸附集热床，其底部及侧面填充绝热保温材料，顶部加玻璃盖板。

[0007] 上述的CPC聚光器可为对称式或非对称式聚光反射器，其反射面可为玻璃镜面或金属反射面。

[0008] 上述的翅片吸附管可使用杜拉铝或铜采用一体化拉制技术铸造而成；外管壁可进行铝阳极氧化或磁控溅射技术处理，形成可高效吸收热能的氧化膜；绝热保温材料可采用聚氨酯、石棉或玻璃纤维；玻璃盖板可采用透射率高的超白玻璃或钢化玻璃。

[0009] 本实用新型的工作原理是：太阳光入射到吸附集热床采光面上，透过玻璃盖板的太阳光，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，其余部分光线照射到CPC聚光反射面上，经CPC聚光反射面反射到翅片吸附管后也被翅片吸附管吸收。入射到整个吸附集热床采光面上的绝大部分太阳光经直接照射或反射后均被吸附集热床吸收，吸附集热床所接收到的太阳辐射能将成倍增加，增加倍数由所设计的CPC聚光器的倍数来决定。

[0010] 本实用新型的有益效果是：由于增加了CPC聚光器，增加了有效采光面积，使得整个翅片管式吸附集热床的有效得热量成倍增加，提高了太阳能利用率；由于CPC聚光器的反射作用，翅片式吸附管的下半部也获得光照，使得整个吸附管的受热更加均匀，更利于吸附集热床的热传递，吸附剂解吸速度更快；玻璃盖板与CPC反射面之间形成了温室效应，有助于吸附床加热阶段的温度提升与保持，而由于绝热保温材料没有直接附着在吸附集热床上，使得吸附阶段的吸附热能够及时排出，从而提高了吸附床的解吸和吸附速率，提高了整个吸附式制冷系统的制冷效率。附图说明

[0011] 图1 为本实用新型的侧视结构示意图。

[0012] 图2 为本实用新型的俯视结构示意图。

[0013] 图3为本实用新型CPC聚光器加热翅片吸附管单元的详细结构示意图。

[0014] 图4为采用本实用新型的太阳能吸附式制冷系统的结构示意图。

[0015] 图中，1. 玻璃盖板，2. CPC聚光反射面，3. 翅片吸附管，4. 绝热保温材料，5.汇流导管，6. 翅片吸附管外壁，7. 吸附剂填充区，8. 传热翅片，9. 制冷剂传质通道，10.传质管道，11. 真空压力表，12. 真空阀门，13. 冷凝器，14. 蒸发器，15. 支架。

具体实施方式

[0016] 在图1、图2及图3所示中，翅片吸附管（3）设置于CPC聚光反射面（2）的焦点处，形成CPC聚光反射面（2）加翅片吸附管（3）单元，如图3示；这些单元并行排列，如图2示，翅片吸附管（3）两端通过汇流导管（5）连接，形成CPC聚光反射面（2）加热翅片吸附管（3）的阵列；在阵列的底部及侧面填充绝热保温材料（4），顶部加玻璃盖板（1），从而构成基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床。

[0017] 图4是基于CPC聚光器的金属翅片管式吸附集热床的太阳能吸附式制冷系统的结构示意图，上述的翅片吸附管（3）两端通过汇流导管（5）连接然后与吸附制冷系统中的传质管道（10）连接，同时真空压力表（11），真空阀门（12），冷凝器（13），蒸发器（14）设置于传质管道（10）上，最终构成可高效运行的太阳能吸附式制冷系统。

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