風管式自然冷能貯存器的製作方法
2023-07-18 21:02:46
專利名稱：風管式自然冷能貯存器的製作方法
技術領域：
本發明是新能源利用技術，是可以將冬季大氣層中的冷量自動貯存和夏季釋放冷量應用的無電能消耗供冷設備。可用於空氣調節(18～25℃)、冷藏食品(3～10℃)製冷時，所需要的供冷冷源。
目前國際上用於空氣調節和冷藏食品的製冷量都是用製冷設備供冷。用機械製冷必須消耗大量的電能。世界上各國用於取暖和製冷所消耗的能源約佔現有使用能源的三分之一。因此各國都在研究新能源的開發與利用。
自然冷能是冬季存在於大氣層中的冷量，是一次能源。自然冷能是氣溫下降到0℃以下，可以貯存於冰、雪、凍土中的冷量。寒冷地區的許多國家正在研究自然冷能的利用。日本富山大學對馬勝率等已研究「利用冰雪的空氣調節」;中谷秀夫已研究「熱虹吸管動力發電系統」。蘇聯、美國、加拿大、日本等國已使用熱管(樁)進行冷藏和保護房屋建築、石油管道、公路、鐵路的凍土環境等。根據黑龍江省專利服務中心對國內外專利、科技資料庫檢索及查閱有關技術資料，沒有發現與本發明相同的設備。
本發明的目的是製造可以高效能將自然界冬季空氣中的冷量，不需要動力設備而自動貯存於水或土壤之中。夏季需要空氣調節或冷藏食品等製冷時，可以從冰或凍土中取出冷量的供冷設備。
本發明的目的是通過以下方式完成的。風管式自然冷能貯存器由風管、載冷劑輸液箱和貯冷體三部分組成。在冬季，風管是利用冷熱氣體所造成的靜壓力差和風速(煙囪效應)自動輸送冷量的原理。可以將冬季空氣中的冷量自動傳導給載冷劑(乙二醇或氯鹽溶液)。載冷劑輸液箱上連通鋼管中的載冷劑與水或土做為貯冷體進行冷熱交換。這樣空氣中的冷量就傳導給了貯冷體，而貯冷體中的熱量又傳導給了載冷劑。提高溫度後的載冷劑將熱量傳導給風管，這樣就造成了風管中的熱氣體排出，而使大氣層中的冷氣體自動輸入。只要大氣中的溫度低於貯冷體的溫度，通過風管中的冷熱氣體不斷循環交換，就會使以水或土作為貯冷體的溫度不斷降低。在夏季貯冷體溫度低，大氣的溫度高時，風管就不交換熱量，所以風管是不可逆裝置。貯冷體所以能夠貯存冷量，是由於每立方米的水在溫度下降至0℃以下需要33.5萬千焦耳的冷量才能發生相變成冰。所以水或含有一定水分的土壤都可以作為貯冷體。夏季需空氣調節或冷藏食品製冷時，可以通過供冷用水管在載冷劑輸液箱中通過交換冷量;也可以直接用載冷劑供冷。經過空氣調節或食品冷藏製冷後所交換的熱量又通過供冷水管中的水或載冷劑循環送入輸液箱中進行冷熱交換。載冷劑又與貯冷體進行冷熱交換，這樣就將貯冷體中的冷量不斷釋放出來供給製冷。
本發明與熱樁貯冷技術相比較，在同樣沒有動力裝置的前提下，無製冷劑洩漏和補充問題;熱效率比自然凍土高一倍以上;可以自動貯存與釋放冷量;製造工藝簡單。本發明與機械製冷相比無電能消耗節省運行費用。因此本發明是高效能、低成本、無汙染、利用自然冷能的供冷設備。
以下將結合附圖
對本發明做進一步的詳細描述。
附圖是本發明結構的縱向剖面圖。
參照附圖，風管(1)是由進出口的自動變向風帽(2)和絕熱管(3)及帶有換熱鋼片的鋼管(4)組成。風帽(2)可以隨風的方向自由轉動，有利於風管的自然通風。絕熱管(3)是防止夏季管壁傳導已貯存冷量的通風管部分。帶有換熱鋼片的鋼管(4)是與載冷劑(5)在載冷劑輸液箱(6)中進行冷熱交換的通風管部分。載冷劑輸液箱(6)上有連通鋼管(7)可以與水或土等貯冷體(8)進行冷熱交換。貯存器埋入地面以下，由防水層(9)和保溫層(10)防止夏季貯冷體(8)冷量的損耗。冬季自然通風口(11)是保證貯冷體(8)表面進行冷熱交換的通風道。供冷水管(12)是供給空氣調節或冷藏食品製冷時的循環水管。
本發明自動貯存大氣層中的冷量是按如下程序完成的大氣層中的溫度低於貯冷體(8)的溫度時。貯冷體(8)的熱量通過連通管(7)和載冷劑輸液箱(6)傳導給載冷劑(5);位於載冷劑輸液箱(6)中帶有換熱鋼片的通風管(4)與載冷劑(5)進行熱交換後加熱了管內氣體的溫度。這時由於風管(1)內冷熱氣體溫度差造成的靜壓力差，而使大氣層中的冷氣體不斷輸入，熱氣體不斷排出。這樣就降低了貯冷體(8)的溫度，利用水的相變潛熱貯存了大氣層中的冷量。
本發明釋放冷量用於空氣調節或冷藏食品的製冷時，按如下程序完成供冷水管(12)的熱量不斷的與載冷劑(5)中的冷量進行熱交換，載冷劑(5)通過載冷輸液箱(6)及連通管(7)和貯冷體(8)進行熱交換，這時貯冷體(8)中的冰逐漸發生相變成水而釋放出冷量。
權利要求
1.一個由風管(1)和載冷劑輸液箱(6)及貯冷體(8)組成的供冷裝置。其特徵是風管(1)通過載冷劑輸液箱(6)與載冷劑(5)進行熱交換，載冷劑輸液箱(6)和連通鋼管(7)中的載冷劑(5)與貯冷體(8)進行熱交換。
2.按權利要求1的風管(1)是由自動變向風帽(2)和絕熱管(3)及帶有換熱鋼片的鋼管(4)所組成。其特徵是風管進出口有高差，自動變向風帽(2)和絕熱管(3)位於大氣層中，而帶有換熱鋼片的鋼管(4)位於載冷劑輸液箱(6)中。
3.按權利要求1的載冷劑輸液箱(6)是由與其連接的連通鋼管(7)所組成。其特徵是載冷劑輸液箱(6)和連通鋼管(7)可以充滿載冷劑(5)，而且位於貯冷體(8)之中。
全文摘要
本發明是新能源利用技術；是可用於空氣調節(18～25℃)，冷藏食品(3～10℃)製冷時，提供冷量的供冷設備。該設備主要由風管、載冷劑輸液箱和貯冷體三部分組成。冬季利用風管中冷熱氣體形成的靜壓力差和風速自動輸入大氣層中的冷量，在貯冷體中利用水的相交潛熱貯存。夏季需要製冷時，通過供冷水管和載冷劑與貯冷體循環進行熱交換而釋放出冷量。
文檔編號F25D1/00GK1064923SQ91101569
公開日1992年9月30日 申請日期1991年3月18日 優先權日1991年3月18日
發明者隋鐵齡 申請人:黑龍江省水利科學研究所