外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元

摘要

本发明提供一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，它包括吸附床、隔热连通密闭体、冷凝器、绝热连通密闭体和蒸发器；吸附床包括密闭外壳和金属管，金属管设置在密闭外壳内，金属管的两端伸出密闭外壳上端，金属管外管壁固化有吸附剂，金属管之间设置传质通道；冷凝器由外翅片管构成，蒸发器由外翅片管构成；吸附床的密闭外壳下端连通隔热连通密闭体的上端，隔热连通密闭体的下端连通冷凝器的外翅片管上端，冷凝器的外翅片管下端连通绝热连通密闭体的上端，绝热连通密闭体的下端连通蒸发器的外翅片管上端，蒸发器的外翅片管下端密闭。该吸附制冷单元结构设计科学，具有很强的适应交变热应力的能力，运行中无泄漏，吸附制冷效果突出。

权利要求

1.一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，包括吸附床、冷凝器和蒸发器，其特征在于：该单元还包括隔热连通密闭体和绝热连通密闭体；所述吸附床包括密闭外壳和至少两根金属管，所述金属管设置在所述密闭外壳内，所述金属管的两端部伸出所述密闭外壳上端，所述金属管位于所述密闭外壳内的外管壁固化有吸附剂，所述金属管之间设置传质通道；所述冷凝器由至少两根外翅片管构成，所述蒸发器由至少一根外翅片管构成；其中，所述吸附床的密闭外壳下端连通所述隔热连通密闭体的上端，所述隔热连通密闭体的下端连通所述冷凝器的外翅片管上端，所述冷凝器的外翅片管下端连通所述绝热连通密闭体的上端，所述绝热连通密闭体的下端连通所述蒸发器的外翅片管上端，所述蒸发器的外翅片管下端密闭。

2.根据权利要求1所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述隔热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。

3.根据权利要求1所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述绝热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。

4.根据权利要求1所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述吸附床包括三根呈U型的金属管，所述金属管是薄壁不锈钢管。

5.根据权利要求4所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述薄壁不锈钢管外径为6mm～15mm。

6.根据权利要求1所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述冷凝器由四根外翅片管构成。

7.根据权利要求1所述的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，其特征在于：所述蒸发器由四根外翅片管构成，所述蒸发器的外翅片管内壁衬有一层毛细材料。

说明书

外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元

技术领域

[0001] 本发明涉及一种吸附制冷单元，具体地说，涉及一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，属于吸附制冷技术领域。

背景技术

[0002] 目前，吸附制冷技术日益成为人们的研究重点，但该技术存在的主要问题在于：在吸附制冷系统工作时，吸附制冷单元被交替加热和冷却，由于吸附制冷单元换热管(面)与壳体的温度和材料不一致，而在它们之间产生交变的热应力，易破坏吸附制冷单元管板的连接，并使吸附制冷单元发生泄漏；由实验可知，即使是少量不凝性气体进人吸附制冷单元内部，也将使得吸附制冷系统的制冷性能大幅下降；以上暴露出了吸附制冷单元仍旧存在结构设计不科学、不完善的问题。

[0003] 现有的吸附制冷单元多采用包括吸附床、冷凝器和蒸发器的三段式结构，虽然能够实现连续制冷，但由于吸附制冷单元采用单根管形式，这使得在使用过程中，发现存在如下问题：

[0004] 1、吸附床内传质通道长径比过大，当循环周期较短时，使得远离进口的吸附剂因周围的制冷剂蒸汽少而无法发挥全部作用，而为让该处吸附剂发挥全部作用时，循环时间又将延长，但这将导致吸附制冷单元的制冷功率和COP下降；

[0005] 2、为保证制冷剂蒸汽通过吸附床时能够全部冷凝，则冷凝器的长度将不能过短；由于吸附床冷凝器采用与吸附床同样的直径，则冷凝器内部空间体积有可能超过一个最佳体积；过大的冷凝器体积将影响系统的制冷性能，因为在系统工作时单元内的制冷剂蒸汽压力是周期性变化的，则在冷凝器中将滞留部分制冷剂蒸汽，该部分制冷剂不但不参与制冷而且还将消耗部分吸附剂的吸附能力；

[0006] 3、由于吸附床是长径比较大的细长管子，在选择吸附剂填充厚度时存在一些问题；如果管内径固定，采用厚度较厚的吸附剂则将导致传热距离增大热阻增加，传质阻力增加，虽然通过采用内翅片增大传热面积，但无法降低传质阻力；采用厚度较薄的吸附剂虽然缩短传热距离减小传热热阻，但将造成吸附床的金属比热容较大，并且吸附床内部的空间较大，造成部分制冷剂蒸汽“滞留”，降到其吸附制冷性能。

[0007] 为了解决以上问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。 [0008] 发明内容

[0009] 本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、适应交变的热应力、结实耐用、无泄漏的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元。

[0010] 为了实现上述目的，本发明提供一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，包括吸附床、冷凝器和蒸发器，该单元还包括隔热连通密闭体和绝热连通密闭体；所述吸附床包括密闭外壳和至少两根金属管，所述金属管设置在所述密闭外壳内，所述金属管的两端部伸出所述密闭外壳上端，所述金属管位于所述密闭外壳内的外管壁固化有吸附剂，所述金属管之间设置传质通道；所述冷凝器由至少两根外翅片管构成，所述蒸发器由至少一根外翅片管构成；其中，所述吸附床的密闭外壳下端连通所述隔热连通密闭体的上端，所述隔热连通密闭体的下端连通所述冷凝器的外翅片管上端，所述冷凝器的外翅片管下端连通所述绝热连通密闭体的上端，所述绝热连通密闭体的下端连通所述蒸发器的外翅片管上端，所述蒸发器的外翅片管下端密闭。

[0011] 基于上述，所述隔热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。 [0012] 基于上述，所述绝热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。 [0013] 基于上述，所述吸附床包括三根呈U型的金属管，所述金属管是薄壁不锈钢管；所述薄壁不锈钢管外径为6mm～15mm。

[0014] 基于上述，所述冷凝器由四根外翅片管构成。

[0015] 基于上述，所述蒸发器由四根外翅片管构成，所述蒸发器的外翅片管内壁衬有一层毛细材料。

[0016] 本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，该外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元结构设计科学、完善，具有很强的适应交变热应力的能力，结实耐用，运行中无泄漏，保障了系统的稳定运行。

[0017] 图1为本发明所述外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元的结构示意图； [0018] 图2为本发明所述吸附床的横向剖视结构示意图。

[0019] 下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 [0020] 如图1和图2所示：一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元10，包括依次连通的吸附床、隔热连通密闭体17、冷凝器13、绝热连通密闭体19和蒸发器14； [0021] 所述吸附床包括密闭外壳25和三根呈U型的薄壁不锈钢管21，所述薄壁不锈钢管21的管外径为6mm～15mm，所述薄壁不锈钢管21设置在所述密闭外壳内，所述薄壁不锈钢管21的两端部伸出所述密闭外壳25上端，所述薄壁不锈钢管21之间设置传质通道24； [0022] 所述薄壁不锈钢管21位于所述密闭外壳25内的外管壁通过金属网22固化有吸附剂23，或者，在所述薄壁不锈钢管21的外管壁烧结固化的分子筛，以此构成吸附制冷热管结构12。

[0023] 所述冷凝器13由四根外翅片管构成，且每两根外翅片管组成一组，以利于热交换；

[0024] 所述蒸发器14由四根外翅片管构成，所述蒸发器14的外翅片管内壁衬有一层毛细材料，以保证蒸发时管内壁的充分浸润；

[0025] 其中，所述吸附床的密闭外壳25下端连通所述隔热连通密闭体17的 上端，所述隔热连通密闭体17的下端连通所述冷凝器13的外翅片管上端，所述冷凝器13的外翅片管下端连通所述绝热连通密闭体19的上端，所述绝热连通密闭体19的下端连通所述蒸发器14的外翅片管上端，所述蒸发器14的外翅片管下端密闭。

[0026] 所述隔热连通密闭体17和所述绝热连通密闭体19的内壁均设置有绝热材料，具有隔热、绝热作用，该结构设计有利于克服运行过程中的热(冷)损失，而且冷凝器和蒸发器分离，为实现连续制冷创造了条件；

[0027] 基于上述，所述隔热连通密闭体17是中部具有收缩过渡段18的筒状密闭体；所述绝热连通密闭体19是中部具有收缩过渡段20的筒状密闭体；在所述隔热连通密闭体17中部设置收缩过渡段18，在所述绝热连通密闭体19中部设置收缩过渡段20，均是为了避免部件与部件之间出现突缩或突扩的情况，同时，均可充当集液器使用。

[0028] 该外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元工作原理如下：利用内燃机尾气或者其它余热气体加热某种液体，使热或冷液体从吸附床的金属管内交替流过，对吸附剂进行加热或冷却，同时补充脱附热或带出吸附热；脱附时，由吸附床脱附出来的制冷剂蒸气在压力作用下经过冷凝器冷却并冷凝，热量经流经冷凝器的冷却流体带走并向环境释放，冷却下的液体经过渐缩段汇集，通过绝热段，流进蒸发器内；吸附时，蒸发器内的制冷剂液体因压力降低而蒸发，吸收蒸发器周围冷媒水(气)的热量，实现制冷，制冷剂蒸气经冷凝器进人吸附床。该外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元适合于以液态为冷热媒体的吸附制冷系统。 [0029] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。