專利名稱：獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)是至今為止最有希望直接利用太陽能、地?zé)?、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣等余熱，或燃料燃燒所釋放熱量驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)，一旦開發(fā)成功可廣泛應(yīng)用于漁船冷藏、火車和卡車空調(diào)、太陽能或地?zé)岜?、直燃式吸附式中央空調(diào)等領(lǐng)域，有著巨大的市場前景，因此數(shù)十年來引起國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)、高等學(xué)府和生產(chǎn)企業(yè)的不斷投入、關(guān)注和參與。
吸附式制冷的原理如下所述熱源加熱吸附床時(shí)，隨著吸附劑和吸附質(zhì)溫度的逐漸升高，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷降低，吸附質(zhì)逐漸脫附出來，導(dǎo)致吸附床空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸上升，當(dāng)升高到吸附質(zhì)在環(huán)境冷卻條件下的冷凝壓力時(shí)，開始進(jìn)行吸附質(zhì)脫附與吸附質(zhì)冷凝的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床溫度隨著加熱過程的進(jìn)行繼續(xù)上升，但吸附質(zhì)的脫附-冷凝壓力維持不變，直到脫附-冷凝過程結(jié)束；吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)切換工作在環(huán)境冷卻吸附床時(shí)，隨著吸附劑和吸附質(zhì)溫度的逐漸降低，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷升高，吸附質(zhì)逐漸被吸附劑吸附，導(dǎo)致吸附床空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸降低，當(dāng)降低到吸附質(zhì)在制冷工況下的蒸發(fā)壓力時(shí)，開始進(jìn)行吸附質(zhì)吸附與吸附質(zhì)蒸發(fā)的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床溫度隨著冷卻過程的進(jìn)行繼續(xù)下降，但吸附質(zhì)的吸附-蒸發(fā)壓力維持不變，直到吸附-蒸發(fā)過程結(jié)束，開始新一輪吸附循環(huán)。
吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)切換利用熱源加熱時(shí)的吸附床溫升，提供脫附驅(qū)動(dòng)力；環(huán)境冷卻時(shí)的吸附床溫降，提供吸附驅(qū)動(dòng)力；從而控制吸附工質(zhì)對的變溫吸/脫附過程。亦即熱源加熱時(shí)，吸附床中吸附劑和吸附質(zhì)的溫度同時(shí)升高、能量增多，此時(shí)吸附質(zhì)克服吸附劑的分子引力進(jìn)入飽和層，導(dǎo)致其中吸附質(zhì)飽和蒸氣分壓升高，從而向外流動(dòng)，使飽和吸附量降低；反之環(huán)境冷卻時(shí)，吸附床中吸附劑和吸附質(zhì)的溫度同時(shí)降低、能量減少，此時(shí)吸附質(zhì)受吸附劑分子引力的作用從飽和層進(jìn)入吸附劑，導(dǎo)致吸附質(zhì)飽和蒸氣分壓降低，從而向內(nèi)流動(dòng)，使飽和吸附量升高。由于通過吸附床溫度的改變，可實(shí)現(xiàn)飽和吸附量的變化，以使吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)既可利用太陽能、地?zé)?、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的余熱等低品位熱源，也可利用燃料燃燒等高品位熱源實(shí)現(xiàn)制冷。
由變溫吸/脫附過程中吸附床空腔與換熱器空腔所形成的吸附質(zhì)濃度差，來實(shí)現(xiàn)吸附質(zhì)蒸氣的壓出與吸入；再由吸附質(zhì)與制冷劑的同一性，及其蒸氣壓出與吸入前后的相變過程實(shí)現(xiàn)制冷。其中吸附質(zhì)的蒸氣壓出過程里，熱媒對吸附劑的平均加熱溫差、吸附劑的有效導(dǎo)熱系數(shù)、吸附床中吸附劑的空間填充率、吸附床的自由壓氣表面積，共同決定了脫附速率。在吸附質(zhì)的蒸氣吸入過程里，冷媒對吸附劑的平均冷卻溫差、吸附劑的有效導(dǎo)熱系數(shù)、吸附床中吸附劑的空間填充率、吸附床的自由吸氣表面積，共同決定了吸附速率。
在吸附床的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，由于吸附循環(huán)中的傳熱與傳質(zhì)之間，既為因果關(guān)系，又是同時(shí)進(jìn)行，而其結(jié)構(gòu)參數(shù)或熱物性數(shù)值的變化會對傳熱與傳質(zhì)產(chǎn)生相反的影響，因此就必須綜合考慮其結(jié)構(gòu)參數(shù)或熱物性數(shù)值的選取。例如吸附床中吸附劑的空間填充率與吸附床的自由壓/吸氣表面積相互制約，以及影響吸附劑傳質(zhì)速率的孔隙率與影響吸附劑傳熱速率的導(dǎo)熱系數(shù)之間的相互制約；因此需在吸附劑顆粒的制造與選用中，以相同換熱條件下提高吸附質(zhì)的吸/脫附速率為目標(biāo)，優(yōu)化其取值。在吸附床溫度的周期變化中，如果吸附床換熱管、殼體、金屬絲網(wǎng)等的質(zhì)量過大，則其較大的有效熱容會在加熱升溫時(shí)吸收較多熱量，而在冷卻降溫時(shí)又吸收較多冷量；從而導(dǎo)致吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)COP值的減小和熱力完善度的下降。
可直接利用無償?shù)奶柲?、地?zé)岬刃履茉椿虬l(fā)動(dòng)機(jī)排氣等余熱驅(qū)動(dòng)，沒有(不可再生)礦物燃料的消耗過程及其排煙污染，所使用的制冷劑也不產(chǎn)生臭氧層破壞問題，且對大量工業(yè)余熱的利用有助于減低溫室效應(yīng)，無運(yùn)動(dòng)部件，制造簡便；從而使吸附式制冷方式既節(jié)能又環(huán)保且廉價(jià)，體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的要求，越來越受到人們的重視。
但同時(shí)，基于吸附循環(huán)的各種吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)存在著加熱與冷卻時(shí)的熱容損耗巨大、吸附劑-吸附質(zhì)工質(zhì)對受傳熱-傳質(zhì)性能的限制、COP值低等缺點(diǎn)；因此目前國內(nèi)外研究工作主要集中在1.改進(jìn)吸附循環(huán)的驅(qū)動(dòng)方式，降低加熱與冷卻時(shí)的無效熱容損耗；2.改進(jìn)吸附床結(jié)構(gòu)，降低其加熱與冷卻時(shí)的有效熱容損耗；3.尋找和選取新型優(yōu)良工質(zhì)對，提高其傳熱-傳質(zhì)性能；4.改進(jìn)吸附循環(huán)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)的方式，以縮短吸附循環(huán)周期、增大制冷功率、提高COP值。
其中在改進(jìn)吸附循環(huán)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)方式上，以基本循環(huán)為基礎(chǔ)提出了雙吸附床回?zé)嵫h(huán)、雙吸附床回質(zhì)循環(huán)、雙吸附床回?zé)?回質(zhì)復(fù)合循環(huán)等?；狙h(huán)適合于利用太陽能等間斷熱源情況，其單臺吸附床一端進(jìn)行加熱-脫附-冷卻-吸附，這單路吸附循環(huán)的四步過程；在另一端的換熱器中相應(yīng)進(jìn)行絕熱-冷凝與蒸發(fā)-絕熱的交替過程，從而導(dǎo)致下列問題1.由于蒸發(fā)器只對應(yīng)單路吸附循環(huán)中的吸附過程時(shí)才制冷，因此其制冷過程不僅間斷，而且占吸附循環(huán)周期的份額較小；2.由于蒸發(fā)器需歷經(jīng)蒸發(fā)至絕熱的輪回切換，故存在蒸發(fā)溫度至環(huán)境溫度的波動(dòng)，導(dǎo)致部分制冷量被環(huán)境放熱所抵消；上述問題使基本循環(huán)難以商業(yè)化。
雙吸附床回?zé)嵫h(huán)、雙吸附床回質(zhì)循環(huán)和雙吸附床回?zé)?回質(zhì)復(fù)合循環(huán)，部分程度地解決了上述問題，它采用兩臺吸附床進(jìn)行反相位的雙路吸附循環(huán)，并通過逆止閥回路確保任一脫附狀態(tài)的吸附床高壓排氣通至冷凝器，以及另一反相位吸附狀態(tài)的吸附床低壓吸氣來自蒸發(fā)器；從而使蒸發(fā)器對應(yīng)雙路吸附循環(huán)的吸附過程時(shí)，均可制冷。然而吸附工質(zhì)對的熱物性決定了夏季環(huán)境冷卻溫度與其吸附平臺溫度很接近，故而冷卻溫差較小、冷卻時(shí)間較長，通常是熱源加熱時(shí)間的幾倍；從而導(dǎo)致雙吸附床的各式循環(huán)存在下列問題1.或者吸附床過熱，并使其后的冷卻時(shí)間進(jìn)一步延長；或者熱源間歇排空，從而難以持續(xù)利用熱源；2.熱媒加熱循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)、冷媒冷卻循環(huán)共用同一管路，導(dǎo)致加熱、回?zé)帷⒗鋮s過程引起的溫度波動(dòng)和熱容損耗，發(fā)生在吸附床(有效)、循環(huán)泵(無效)、管路(無效)及熱/回/冷媒體(無效)等制冷系統(tǒng)的所有部件中，導(dǎo)致部分加熱熱量和冷卻冷量的無效損耗；3.蒸發(fā)器只在對應(yīng)雙路吸附循環(huán)中的兩個(gè)吸附-蒸發(fā)過程才可制冷，從而使蒸發(fā)器歷經(jīng)蒸發(fā)、絕熱、蒸發(fā)……的交替過程，其蒸發(fā)溫度不斷波動(dòng)，導(dǎo)致部分制冷量損耗。
本發(fā)明的目的是綜合現(xiàn)有各種技術(shù)中的所有優(yōu)點(diǎn)且克服現(xiàn)有各種技術(shù)中的不足之處，提供一種1.可持續(xù)利用熱源，無吸附床過熱或熱源間歇排空；2.無管路和熱/回/冷媒體的溫度波動(dòng)，根除無效熱容損耗；3.蒸發(fā)器連續(xù)而穩(wěn)定地運(yùn)行，無溫度波動(dòng)或制冷量損耗；4.回收待冷卻吸附床熱量及待加熱吸附床冷量，延長吸附過程和脫附過程，縮短吸附循環(huán)周期，從而增加制冷功率的吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案，即獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)如附

圖1、附圖2、附圖3所示，其中1-吸附床；2-排/吸氣共用口；3-逆止閥；4-高壓排氣環(huán)管；5-低壓吸氣環(huán)管；6-冷凝器；7-節(jié)流閥；8-蒸發(fā)器；9-吸附床換熱側(cè)進(jìn)口；10-四通-電磁閥組；11-熱媒供給環(huán)管；12-回?zé)峁┙o環(huán)管；13-冷媒供給環(huán)管；14-吸附床換熱側(cè)出口；15-熱媒回流環(huán)管；16-回?zé)峄亓鳝h(huán)管；17-冷媒回流環(huán)管；18-熱媒循環(huán)泵；19-回?zé)嵫h(huán)泵；20-冷媒循環(huán)泵；21-熱媒加熱換熱器；22-冷媒冷卻換熱器；23-熱/回/冷媒定壓、膨脹箱；24-回質(zhì)接口；25-電磁閥；26-回質(zhì)環(huán)管；27-換熱管；28-翅片；29-金屬絲網(wǎng)；30-顆粒狀吸附劑；31-管板；32-殼體；33-聯(lián)箱端蓋；34-隔熱層；35-溫度傳感器；36-壓力傳感器。
附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
附圖2為吸附床(1)的立面剖面圖。
附圖3為吸附床(1)的端面剖面圖。
附圖4為本發(fā)明回?zé)?、回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)的1gP-T圖。
附圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的系統(tǒng)流程圖。
按照附圖1、附圖2和附圖3所示的獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)吸附床(1)臺數(shù)n為吸附循環(huán)周期與其中定壓加熱時(shí)間的近似比值，以使單一熱源在對多臺吸附床(1)換熱側(cè)輪回加熱過程中的任一時(shí)刻，各臺吸附床(1)吸附側(cè)分別依次對應(yīng)吸附循環(huán)的所有各相鄰階段；吸附床(1)吸附側(cè)的排/吸氣共用口(2)，均通過管道、三通和兩個(gè)逆止閥(3)分別與高壓排氣環(huán)管(4)和低壓吸氣環(huán)管(5)相連，高壓排氣環(huán)管(4)依次連接冷凝器(6)、節(jié)流閥(7)、蒸發(fā)器(8)，最后與低壓吸氣環(huán)管(5)構(gòu)成制冷循環(huán)回路；每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的進(jìn)口(9)，均通過管道、四通-電磁閥組(10)分別與熱媒供給環(huán)管(11)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、冷媒供給環(huán)管(13)相連，每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的出口(14)，均通過管道、四通-電磁閥組(10)分別與熱媒回流環(huán)管(15)、回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)、冷媒回流環(huán)管(17)相連；熱媒回流環(huán)管(15)由管道依次連接熱媒循環(huán)泵(18)、熱媒加熱換熱器(21)、熱媒供給環(huán)管(11)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成熱媒循環(huán)回路；回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)由管道依次連接回?zé)嵫h(huán)泵(19)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成回?zé)嵫h(huán)回路；冷媒回流環(huán)管(17)由管道依次連接冷媒循環(huán)泵(20)、冷媒冷卻換熱器(22)、冷媒供給環(huán)管(13)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成冷媒循環(huán)回路；位于本發(fā)明最高處的熱/回/冷媒定壓、膨脹箱(23)通過管道、三通分別連接于熱媒循環(huán)泵(18)、回?zé)嵫h(huán)泵(19)、冷媒循環(huán)泵(20)的入口處；吸附床(1)吸附側(cè)的回質(zhì)接口(24)均通過管道、電磁閥(25)、三通分別與回質(zhì)環(huán)管(26)相連；熱源溫度60-2900℃，熱媒溫度55-350℃，吸附床(1)吸附側(cè)脫附溫度50-300℃，吸附床(1)吸附側(cè)吸附溫度0-50℃，冷媒溫度0-45℃，環(huán)境溫度(-25)-40℃。
吸附床(1)為管殼式換熱器，其中每根換熱管(27)外側(cè)均帶有環(huán)型或螺旋型翅片(28)，翅片(28)外側(cè)裹以同心圓柱狀或同心六邊形柱狀金屬絲網(wǎng)(29)，每根六邊形的邊既可為直邊，也可為向外凸起的弧線，金屬絲網(wǎng)(29)與換熱管(27)、翅片(28)之間充滿顆粒狀吸附劑(30)；各金屬絲網(wǎng)(29)之間相切接觸，而其一頭與管板(31)相接，另一頭與管板(31)之間留有1-100mm的空隙，以和管板(31)內(nèi)壁之間構(gòu)成氣道；殼體(32)外壁中部設(shè)置排/吸氣共用口(2)；兩塊管板(31)的外側(cè)各設(shè)置一塊聯(lián)箱端蓋(33)，兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的中部，分別設(shè)置一個(gè)進(jìn)口(9)和一個(gè)出口(14)，吸附床(1)的殼體(32)和兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的外壁裹以隔熱層(34)。
吸附床(1)吸附側(cè)中采用的吸附劑-吸附質(zhì)可為下列工質(zhì)對中的一種或數(shù)種，氯化鈣-氨、氯化鈣中添加氯化鎂和硅膠-氨、氯化鎂-氨、氯化鍶-氨、氯化鋇-氨、沸石-水、活性炭-R134a、活性炭-甲醇、活性炭-氨、硅膠-水。
熱/回/冷媒循環(huán)回路中流過的熱/回/冷媒為液態(tài)導(dǎo)熱油或水中的一種。
本發(fā)明獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作原理，結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3和附圖4說明如下各獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻循環(huán)回路從多臺吸附床(1)換熱側(cè)輪回驅(qū)動(dòng)其溫度的周期變化，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)彼此相接的回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)，再由多個(gè)吸附循環(huán)中的相接傳質(zhì)過程來驅(qū)動(dòng)吸附質(zhì)的連續(xù)壓縮；從而以吸附床(1)換熱側(cè)的切換傳熱為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)吸附床(1)吸附側(cè)的穩(wěn)定制冷循環(huán)。具體的能量轉(zhuǎn)換步驟為多臺吸附床(1)溫度周期變化的輪回驅(qū)動(dòng)、各吸附床(1)的回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)、多吸附循環(huán)相接驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定制冷循環(huán)。
一、多臺吸附床(1)溫度周期變化的輪回驅(qū)動(dòng)1.持續(xù)運(yùn)行的熱媒循環(huán)熱媒在熱媒循環(huán)泵(18)的驅(qū)動(dòng)下，流經(jīng)熱媒加熱換熱器(21)，被發(fā)動(dòng)機(jī)排氣等熱源持續(xù)加熱，然后再通過熱媒供給環(huán)管(11)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)、四通-電磁閥組(10)、熱媒回流環(huán)管(15)，構(gòu)成持續(xù)運(yùn)行的熱媒循環(huán)回路；從而在持續(xù)利用熱源，且避免熱媒循環(huán)回路溫度波動(dòng)和無效熱容損耗的前提下，用以輪回加熱各吸附床(1)換熱側(cè)。
2.持續(xù)運(yùn)行的回?zé)嵫h(huán)回?zé)崦皆诨責(zé)嵫h(huán)泵(19)的驅(qū)動(dòng)下，通過回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)、四通-電磁閥組(10)、回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)，構(gòu)成持續(xù)運(yùn)行的回?zé)嵫h(huán)回路；從而在避免回?zé)嵫h(huán)回路溫度波動(dòng)和無效熱容損耗的前提下，用以輪回把某一待冷卻吸附床(1)換熱側(cè)放出的熱量傳遞給另一待加熱吸附床(1)換熱側(cè)。
3.持續(xù)運(yùn)行的冷媒循環(huán)冷媒在冷媒循環(huán)泵(20)的驅(qū)動(dòng)下，流經(jīng)冷媒冷卻換熱器(22)，被環(huán)境介質(zhì)(空氣、水)持續(xù)冷卻，然后再通過冷媒供給環(huán)管(13)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)、四通-電磁閥組(10)、冷媒回流環(huán)管(17)，構(gòu)成持續(xù)運(yùn)行的冷媒循環(huán)回路；從而在持續(xù)利用環(huán)境冷量，且避免冷媒循環(huán)回路溫度波動(dòng)和無效熱容損耗的前提下，用以輪回冷卻各吸附床(1)換熱側(cè)。
4.持續(xù)切換的回質(zhì)過程吸附質(zhì)蒸氣通過由吸附床(1)吸附側(cè)溫度傳感器(35)控制啟閉的電磁閥(25)和回質(zhì)環(huán)管(26)，從高溫、高壓待冷卻吸附床(1)流向低溫、低壓待加熱吸附床(1)，構(gòu)成持續(xù)切換的回質(zhì)通路；從而在避免回質(zhì)通路溫度波動(dòng)和無效熱容損耗的前提下，用以輪回平衡高壓吸附床(1)和低壓吸附床(1)的壓力。
二、各吸附床(1)的回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)通過切換控制各吸附床(1)換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處一對四通-電磁閥組(10)和吸附床(1)吸附側(cè)電磁閥(25)的啟閉，實(shí)現(xiàn)其回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)的六個(gè)過程吸附回質(zhì)
、加熱回?zé)醄1-2-3]、定壓加熱[3-4]、脫附回質(zhì)[4-5]、冷卻回?zé)醄5-6-7]、定壓冷卻[7-0]。
1.吸附回質(zhì)
與脫附回質(zhì)[4-5]過程通過各吸附床(1)吸附側(cè)吸附劑中設(shè)置的溫度傳感器(35)，控制溫度已降到由環(huán)境冷卻工況所確定最低值T0的吸附床(1)，和溫度已升到依吸附劑的脫附平臺所設(shè)定最高值T4的吸附床(1)，開啟其各自的電磁閥(25)，通過回質(zhì)環(huán)管(26)使其相通，從而導(dǎo)致低溫、低壓待加熱吸附床(1)與高溫、高壓待冷卻吸附床(1)，在絕熱狀態(tài)(關(guān)閉吸附床(1)換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處一對四通-電磁閥組(10)，使其無加熱、回?zé)?、冷卻)下實(shí)現(xiàn)吸附質(zhì)蒸氣的混合。其中低溫、低壓待加熱吸附床(1)吸附側(cè)中的蒸氣壓力迅速從P0升高，當(dāng)升高到高于低壓逆止閥(3)設(shè)定的吸附-蒸發(fā)壓力P0時(shí)(對應(yīng)吸附床(1)溫度T0)，低壓逆止閥(3)自動(dòng)關(guān)閉，最后壓力平衡于脫附-冷凝壓力P2與吸附-蒸發(fā)壓力P0之間的P1值，并由壓力傳感器(36)控制關(guān)閉這兩臺吸附床(1)吸附側(cè)的電磁閥(25)；壓力平衡過程與溫度平衡過程相比，可有效縮短吸附循環(huán)周期；而吸附床(1)吸附側(cè)增壓的同時(shí)也促進(jìn)其吸附，以使下一步的脫附-冷凝過程得以延長，從而大幅度提高所得冷凝量；吸附床(1)溫度隨吸附熱Ha從T0升至T1；隨著吸附床(1)溫度的逐漸升高，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷降低，吸附質(zhì)逐漸脫附出來，導(dǎo)致吸附床(1)吸附側(cè)空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸上升。高溫、高壓待冷卻吸附床(1)吸附側(cè)中的蒸氣壓力迅速從P2降低，當(dāng)降低到低于由冷凝器(6)中環(huán)境冷卻工況和吸附質(zhì)熱物性所確定的脫附-冷凝壓力P2時(shí)(對應(yīng)吸附床(1)溫度T4)，高壓逆止閥(3)自動(dòng)關(guān)閉，以避免冷凝器(6)中的吸附質(zhì)蒸氣倒流，最后壓力平衡于脫附-冷凝壓力P2與吸附-蒸發(fā)壓力P0之間的P1值，并由壓力傳感器(36)控制關(guān)閉這兩臺吸附床(1)吸附側(cè)的電磁閥(25)；壓力平衡過程與溫度平衡過程相比，可有效縮短吸附循環(huán)周期；而吸附床(1)吸附側(cè)減壓的同時(shí)也促進(jìn)其脫附，以使下一步的吸附-蒸發(fā)過程得以延長，從而大幅度提高所得蒸發(fā)量；吸附床(1)溫度隨脫附熱Hd從T4降至T5；隨著吸附床(1)溫度的逐漸降低，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷升高，吸附質(zhì)逐漸被吸附劑吸附，導(dǎo)致吸附床(1)吸附側(cè)空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸下降。
2.加熱回?zé)醄1-2-3]與冷卻回?zé)醄5-6-7]過程吸附回質(zhì)
過程完畢的吸附床(1)，和脫附回質(zhì)[4-5]過程完畢的吸附床(1)，開啟其進(jìn)口(9)、出口(14)處各自一對四通-電磁閥組(10)的回?zé)嵫h(huán)回路，由回?zé)嵫h(huán)泵(19)帶動(dòng)回?zé)崦皆诨責(zé)嵫h(huán)回路中循環(huán)，從而將待冷卻吸附床(1)換熱側(cè)放出的熱量傳遞給待加熱吸附床(1)換熱側(cè)。其中待加熱吸附床(1)先經(jīng)定容加熱回?zé)醄1-2]過程，使其溫度從T1逐漸升高，此時(shí)吸附質(zhì)飽和吸附量不斷降低，吸附質(zhì)逐漸脫附出來，導(dǎo)致吸附床(1)吸附側(cè)空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸從P1上升，當(dāng)繼續(xù)升高到由冷凝器(6)中環(huán)境冷卻工況和吸附質(zhì)熱物性所確定的脫附-冷凝壓力P2時(shí)(對應(yīng)吸附床(1)溫度T2)，高壓逆止閥(3)自動(dòng)開啟，吸附床(1)吸附側(cè)通過高壓排氣環(huán)管(4)向冷凝器(6)壓出吸附質(zhì)氣體，開始進(jìn)行吸附質(zhì)脫附與吸附質(zhì)(制冷劑)冷凝的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床(1)溫度隨著回?zé)徇^程的進(jìn)行從T2開始繼續(xù)上升，但吸附質(zhì)(制冷劑)的脫附-冷凝壓力P2維持不變，進(jìn)行定壓加熱回?zé)醄2-3]過程，其溫度從T2升高至設(shè)定值T3。待冷卻吸附床(1)先經(jīng)定容冷卻回?zé)醄5-6]過程，使其溫度從T5逐漸降低，此時(shí)吸附質(zhì)飽和吸附量不斷升高，吸附質(zhì)逐漸被吸附劑吸附，導(dǎo)致吸附床(1)吸附側(cè)空腔中的吸附質(zhì)分壓逐漸從P1降低，當(dāng)繼續(xù)降低到由蒸發(fā)器(8)中設(shè)定制冷工況和吸附質(zhì)熱物性所確定的吸附-蒸發(fā)壓力P0時(shí)(對應(yīng)吸附床(1)溫度T6)，低壓逆止閥(3)自動(dòng)開啟，吸附床(1)吸附側(cè)通過低壓吸氣環(huán)管(5)從蒸發(fā)器(8)吸入吸附質(zhì)氣體，開始進(jìn)行吸附質(zhì)吸附與吸附質(zhì)(制冷劑)蒸發(fā)的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床(1)溫度隨著回?zé)徇^程的進(jìn)行從T6開始繼續(xù)下降，但吸附質(zhì)(制冷劑)的吸附-蒸發(fā)壓力P0維持不變，進(jìn)行定壓冷卻回?zé)醄6-7]過程，其溫度從T6降低至設(shè)定值T7?；?zé)徇^程的回?zé)崃靠蛇_(dá)吸附床(1)原需加熱/冷卻量的30％，從而大幅度提高了制冷循環(huán)的COP值。
3.定壓加熱[3-4]過程定壓加熱回?zé)醄2-3]過程完畢的吸附床(1)，其換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處一對四通-電磁閥組(10)從回?zé)嵫h(huán)回路切換至熱媒循環(huán)回路，由熱媒循環(huán)泵(18)帶動(dòng)熱媒在熱媒循環(huán)回路中循環(huán)，熱媒通過換熱管(27)加熱吸附床(1)時(shí)，隨著吸附床(1)溫度從T3逐漸升高，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷降低，吸附質(zhì)逐漸脫附出來，吸附床(1)吸附側(cè)通過高壓排氣環(huán)管(4)向冷凝器(6)壓出吸附質(zhì)氣體，進(jìn)行吸附質(zhì)脫附與吸附質(zhì)(制冷劑)冷凝的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床(1)溫度隨著定壓加熱[3-4]過程的進(jìn)行繼續(xù)上升，但吸附質(zhì)(制冷劑)的脫附-冷凝壓力P2維持不變，直到脫附-冷凝過程結(jié)束，此時(shí)吸附床(1)溫度升到設(shè)定最高值T4，由溫度傳感器(35)控制關(guān)閉該吸附床(1)換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處的一對四通-電磁閥組(10)，同時(shí)開啟其電磁閥(25)，以開始其脫附回質(zhì)[4-5]過程；而下一個(gè)吸附床(1)換熱側(cè)的進(jìn)口(9)、出口(14)處的一對四通-電磁閥組(10)，則從回?zé)嵫h(huán)回路切換至熱媒循環(huán)回路，以開始其定壓加熱[3-4]過程。
4.定壓冷卻[7-0]過程定壓冷卻回?zé)醄6-7]過程完畢的吸附床(1)，其換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處一對四通-電磁閥組(10)從回?zé)嵫h(huán)回路切換至冷媒循環(huán)回路，由冷媒循環(huán)泵(20)帶動(dòng)冷媒在冷媒循環(huán)回路中循環(huán)，冷媒通過換熱管(27)冷卻吸附床(1)時(shí)，隨著吸附床(1)溫度從T7逐漸降低，吸附質(zhì)飽和吸附量不斷升高，吸附質(zhì)逐漸被吸附劑吸附，吸附床(1)吸附側(cè)通過低壓吸氣環(huán)管(5)從蒸發(fā)器(8)吸入吸附質(zhì)氣體，進(jìn)行吸附質(zhì)吸附與吸附質(zhì)(制冷劑)蒸發(fā)的平衡過程，此時(shí)雖然吸附床(1)溫度隨著定壓冷卻[7-0]過程的進(jìn)行繼續(xù)下降，但吸附質(zhì)(制冷劑)的吸附-蒸發(fā)壓力P0維持不變，直到吸附-蒸發(fā)過程結(jié)束，此時(shí)吸附床(1)溫度降到設(shè)定的最低值T0，由溫度傳感器(35)控制關(guān)閉該吸附床(1)換熱側(cè)進(jìn)口(9)、出口(14)處的一對四通-電磁閥組(10)，同時(shí)開啟其電磁閥(25)，以開始其吸附回質(zhì)
過程，開始新一輪吸附循環(huán)；而下一個(gè)吸附床(1)換熱側(cè)的進(jìn)口(9)、出口(14)處的一對四通-電磁閥組(10)，則從回?zé)嵫h(huán)回路切換至冷媒循環(huán)回路，以開始其定壓冷卻[7-0]過程。
三、多吸附循環(huán)相接驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定制冷循環(huán)由于每臺吸附床(1)的回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)中，吸附回質(zhì)
、加熱回?zé)醄1-2-3]、定壓加熱[3-4]、脫附回質(zhì)[4-5]、冷卻回?zé)醄5-6-7]、定壓冷卻[7-0]等過程的時(shí)間之合——吸附循環(huán)周期，是其中定壓加熱[3-4]時(shí)間的幾倍，因此本發(fā)明中吸附床(1)臺數(shù)n設(shè)為吸附循環(huán)周期
與其中定壓加熱[3-4]時(shí)間的近似比值，以使熱媒循環(huán)回路持續(xù)利用熱源輪回加熱各臺吸附床(1)換熱側(cè)的任一時(shí)刻，其余吸附床(1)吸附側(cè)分別依次對應(yīng)回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)的所有各相鄰階段，即高壓排氣環(huán)管(4)持續(xù)排氣及低壓吸氣環(huán)管(5)持續(xù)吸氣；從而驅(qū)動(dòng)吸附質(zhì)(制冷劑)在冷凝器(6)、節(jié)流閥(7)和蒸發(fā)器(8)中持續(xù)循環(huán)，以確保蒸發(fā)器(8)穩(wěn)定地吸熱制冷及冷凝器(6)穩(wěn)定地放熱冷卻。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有吸附式制冷技術(shù)所存在的各種問題，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.持續(xù)利用單一太陽能或工業(yè)余熱或燃料燃燒等熱源輪回加熱多臺吸附床(1)換熱側(cè)，既不存在吸附床(1)過熱，也無需熱源排空；2.熱媒循環(huán)回路、回?zé)嵫h(huán)回路、冷媒循環(huán)回路、回質(zhì)通路各自獨(dú)立，且持續(xù)運(yùn)行，故而除吸附床(1)換熱側(cè)至其進(jìn)口(9)、出口(14)處的一對四通-電磁閥組(10)，及吸附床(1)吸附側(cè)至其電磁閥(25)而外，其余管路、循環(huán)泵、熱/回/冷媒體等均無溫度波動(dòng)和無效熱容損耗；3.蒸發(fā)器(8)和冷凝器(6)可連續(xù)而穩(wěn)定地運(yùn)行，沒有溫度波動(dòng)所帶來的制冷/供熱量損耗；4.制冷劑構(gòu)成了循環(huán)回路，從而具有蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的全部特征；5.本發(fā)明中的吸附式壓縮機(jī)完全由標(biāo)準(zhǔn)化的換熱器、管路、電磁閥等組成，其制造成本低于普通制冷壓縮機(jī)；6.采用氨為吸附質(zhì)時(shí)，制冷循環(huán)中形成的吸附-蒸發(fā)壓力P0和脫附-冷凝壓力P7均與常壓接近，故可采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中所用輔助設(shè)備；7.回?zé)嵫h(huán)同時(shí)節(jié)省吸附床(1)換熱側(cè)所需加熱量和冷卻量，大幅度提高了制冷循環(huán)的COP值；
8.回質(zhì)過程縮短了吸附循環(huán)周期，并同時(shí)延長吸附循環(huán)中的吸附過程和脫附過程，從而大幅度提高每個(gè)吸附循環(huán)驅(qū)動(dòng)的制冷量，最終增加系統(tǒng)的制冷功率；9.回?zé)?回質(zhì)復(fù)合吸附循環(huán)所帶制冷循環(huán)，其COP值高于單純回?zé)嵫h(huán)或單純回質(zhì)循環(huán)所帶制冷循環(huán)的。
忽略熱媒加熱和冷媒冷卻吸附床(1)時(shí)，其換熱側(cè)傳熱系數(shù)K值的變化，并假設(shè)熱媒加熱吸附床(1)的時(shí)間為t1，冷媒冷卻吸附床(1)的時(shí)間為t2，加熱平均溫差為△T1，冷卻平均溫差為△T2，本發(fā)明中吸附床(1)臺數(shù)為n，根據(jù)熱媒加熱熱量與冷媒冷卻冷量相等，可得K*ΔT1*t1＝K*ΔT2*t2n≌(t1＋t2)/t1＝(ΔT1＋ΔT2)/ΔT2＝1＋ΔT1/ΔT2因此加熱平均溫差ΔT1越高，冷卻平均溫差ΔT2越低，本發(fā)明所需的吸附床(1)臺數(shù)n越多。
實(shí)施例1獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作過程如附圖1、附圖2、附圖3所示6臺長1.5m、外徑0.3m、殼壁厚2mm、重90kg、傳熱面積25m2、總傳熱系數(shù)81W/m2.K的吸附床(1)吸附側(cè)各填有27kg活性炭(30)，其直徑15mm的排/吸甲醇共用口(2)，均通過直徑15mm的管道、三通和兩個(gè)逆止閥(3)，分別與直徑15mm的高壓排氣環(huán)管(4)和直徑15mm的低壓吸氣環(huán)管(5)相連，高壓排氣環(huán)管(4)依次連接冷凝器(6)、節(jié)流閥(7)、蒸發(fā)器(8)，最后與低壓吸氣環(huán)管(5)構(gòu)成制冷循環(huán)回路；每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的進(jìn)口(9)，均通過直徑15mm的管道、四通-電磁閥組(10)分別與直徑15mm的熱媒供給環(huán)管(11)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、冷媒供給環(huán)管(13)相連，每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的出口(14)，均通過直徑15mm的管道、四通-電磁閥組(10)分別與直徑15mm的熱媒回流環(huán)管(15)、回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)、冷媒回流環(huán)管(17)相連；熱媒回流環(huán)管(15)由直徑15mm的管道依次連接熱媒循環(huán)泵(18)、翅片管排氣加熱換熱器(21)、熱媒供給環(huán)管(11)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成熱媒循環(huán)回路；回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)由直徑15mm的管道依次連接回?zé)嵫h(huán)泵(19)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成回?zé)嵫h(huán)回路；冷媒回流環(huán)管(17)由直徑15mm的管道依次連接冷媒循環(huán)泵(20)、翅片管空氣冷卻換熱器(22)、冷媒供給環(huán)管(13)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成冷媒循環(huán)回路；位于本發(fā)明最高處的長0.5m、外徑0.2m的熱/回/冷媒定壓、膨脹箱(23)通過直徑15mm的管道、三通分別連接于熱媒循環(huán)泵(18)、回?zé)嵫h(huán)泵(19)、冷媒循環(huán)泵(20)的入口處。吸附床(1)吸附側(cè)直徑15mm的回質(zhì)接口(24)均通過直徑15mm的管道、電磁閥(25)、三通分別與直徑15mm的回質(zhì)環(huán)管(26)相連。吸附床(1)類似于管殼式換熱器，其中每根直徑10mm、壁厚0.7mm的換熱管(27)外側(cè)均帶有高10mm的環(huán)型翅片(28)，翅片(28)外側(cè)裹以邊長20mm的同心六邊形柱狀金屬絲網(wǎng)(29)，每根六邊形的邊均向外呈弧狀凸起，金屬絲網(wǎng)(29)與換熱管(27)、翅片(28)之間充滿顆粒狀活性炭(30)；各金屬絲網(wǎng)(29)之間相切接觸，而其一頭與厚10mm的管板(31)之間留有12mm的空隙，以和管板(31)內(nèi)壁之間構(gòu)成氣道，另一頭則與管板(31)緊接觸；厚10mm的殼體(32)外壁中部設(shè)置直徑15mm的排/吸甲醇共用口(2)；兩塊管板(31)的外側(cè)各設(shè)置一塊厚10mm的聯(lián)箱端蓋(33)，兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的中部，分別設(shè)置一個(gè)直徑15mm的進(jìn)口(9)和一個(gè)直徑15mm的出口(14)。吸附床(1)殼體(32)和兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的外壁裹以厚60mm的聚乙烯(34)。由火車發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣提供熱量，加熱熱媒；由行駛中火車頂部快速掠過的環(huán)境空氣提供冷量，冷卻冷媒；熱/回/冷媒循環(huán)回路中流過的熱/回/冷媒為同一型號的導(dǎo)熱油；火車發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度350℃，熱媒溫度200℃，吸附床(1)吸附側(cè)的脫附溫度100℃；環(huán)境空氣溫度31℃，冷媒溫度35℃，吸附床(1)吸附側(cè)的吸附溫度39℃；可得火車駕駛室的空調(diào)制冷量4.5kW，本發(fā)明制冷循環(huán)的COP值0.49。
實(shí)施例2獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作過程如附圖2、附圖5、附圖6所示6臺長1.3m、外徑0.4m、殼壁厚3mm、重100kg、傳熱面積29m2、總傳熱系數(shù)85W/m2.K的吸附床(1)吸附側(cè)各填有30kg氯化鈣(30)，其直徑15mm的排/吸氨共用口(2)，均通過直徑15mm的管道、三通和兩個(gè)逆止閥(3)，分別與直徑15mm的高壓排氣環(huán)管(4)和直徑15mm的低壓吸氣環(huán)管(5)相連，高壓排氣環(huán)管(4)依次連接冷凝器(6)、節(jié)流閥(7)、蒸發(fā)器(8)，最后與低壓吸氣環(huán)管(5)構(gòu)成制冷循環(huán)回路；每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的進(jìn)口(9)，均通過直徑15mm的管道、四通-電磁閥組(10)分別與直徑15mm的熱媒供給環(huán)管(11)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、冷媒供給環(huán)管(13)相連，每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的出口(14)，均通過直徑15mm的管道、四通-電磁閥組(10)分別與直徑15mm的熱媒回流環(huán)管(15)、回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)、冷媒回流環(huán)管(17)相連；熱媒回流環(huán)管(15)由直徑15mm的管道依次連接熱媒循環(huán)泵(18)、太陽能熱水器中的螺旋管加熱換熱器(21)、熱媒供給環(huán)管(11)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成熱媒循環(huán)回路；回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)由直徑15mm的管道依次連接回?zé)嵫h(huán)泵(19)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成回?zé)嵫h(huán)回路；冷媒回流環(huán)管(17)由直徑15mm的管道依次連接冷媒循環(huán)泵(20)、板式水冷換熱器(22)、冷媒供給環(huán)管(13)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成冷媒循環(huán)回路；位于本發(fā)明最高處的長0.5m、外徑0.2m的熱/回/冷媒定壓、膨脹箱(23)通過直徑15mm的管道、三通分別連接于熱媒循環(huán)泵(18)、回?zé)嵫h(huán)泵(19)、冷媒循環(huán)泵(20)的入口處。吸附床(1)吸附側(cè)直徑15mm的回質(zhì)接口(24)均通過直徑15mm的管道、電磁閥(25)、三通分別與直徑15mm的回質(zhì)環(huán)管(26)相連。吸附床(1)類似于管殼式換熱器，其中每根直徑10mm、壁厚0.7mm的換熱管(27)外側(cè)均帶有高10mm的環(huán)型翅片(28)，翅片(28)外側(cè)裹以直徑40mm的同心圓柱狀金屬絲網(wǎng)(29)，金屬絲網(wǎng)(29)與換熱管(27)、翅片(28)之間充滿顆粒狀氯化鈣(30)；各金屬絲網(wǎng)(29)之間相切接觸，而其一頭與厚10mm的管板(31)之間留有12mm的空隙，以和管板(31)內(nèi)壁之間構(gòu)成氣道，另一頭則與管板(31)緊接觸；厚10mm的殼體(32)外壁中部設(shè)置直徑15mm的排/吸氨共用口(2)；兩塊管板(31)的外側(cè)各設(shè)置一塊厚10mm的聯(lián)箱端蓋(33)，兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的中部，分別設(shè)置一個(gè)直徑15mm的進(jìn)口(9)和一個(gè)直徑15mm的出口(14)。吸附床(1)殼體(32)和兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的外壁裹以厚60mm的聚乙烯(34)。由太陽能熱水器提供熱量，加熱熱媒；由海水提供冷量，冷卻冷媒；熱/回/冷媒循環(huán)回路中流過的熱/回/冷媒為水；太陽能熱水器中的熱水溫度90℃，熱媒溫度85℃，吸附床(1)吸附側(cè)的脫附溫度75℃；海水溫度33℃，冷媒溫度37℃，吸附床(1)吸附側(cè)的吸附溫度41℃；可得海邊別墅海鮮冷藏室的制冷量4.6kW，本發(fā)明制冷循環(huán)的COP值0.48。
權(quán)利要求
1.一種吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于本獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其吸附床(1)臺數(shù)n為吸附循環(huán)周期與其中定壓加熱時(shí)間的近似比值，以使單一熱源在對多臺吸附床(1)換熱側(cè)輪回加熱過程中的任一時(shí)刻，各臺吸附床(1)吸附側(cè)分別依次對應(yīng)吸附循環(huán)的所有各相鄰階段；吸附床(1)吸附側(cè)的排/吸氣共用口(2)，均通過管道、三通和兩個(gè)逆止閥(3)分別與高壓排氣環(huán)管(4)和低壓吸氣環(huán)管(5)相連，高壓排氣環(huán)管(4)依次連接冷凝器(6)、節(jié)流閥(7)、蒸發(fā)器(8)，最后與低壓吸氣環(huán)管(5)構(gòu)成制冷循環(huán)回路；每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的進(jìn)口(9)，均通過管道、四通-電磁閥組(10)分別與熱媒供給環(huán)管(11)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、冷媒供給環(huán)管(13)相連，每臺吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道的出口(14)，均通過管道、四通-電磁閥組(10)分別與熱媒回流環(huán)管(15)、回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)、冷媒回流環(huán)管(17)相連；熱媒回流環(huán)管(15)由管道依次連接熱媒循環(huán)泵(18)、熱媒加熱換熱器(21)、熱媒供給環(huán)管(11)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成熱媒循環(huán)回路；回?zé)峄亓鳝h(huán)管(16)由管道依次連接回?zé)嵫h(huán)泵(19)、回?zé)峁┙o環(huán)管(12)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成回?zé)嵫h(huán)回路；冷媒回流環(huán)管(17)由管道依次連接冷媒循環(huán)泵(20)、冷媒冷卻換熱器(22)、冷媒供給環(huán)管(13)、四通-電磁閥組(10)、吸附床(1)換熱側(cè)熱/回/冷媒通道、四通-電磁閥組(10)，以構(gòu)成冷媒循環(huán)回路；位于本發(fā)明最高處的熱/回/冷媒定壓、膨脹箱(23)通過管道、三通分別連接于熱媒循環(huán)泵(18)、回?zé)嵫h(huán)泵(19)、冷媒循環(huán)泵(20)的入口處；吸附床(1)吸附側(cè)的回質(zhì)接口(24)均通過管道、電磁閥(25)、三通分別與回質(zhì)環(huán)管(26)相連；熱源溫度60-1900℃，熱媒溫度55-350℃，吸附床(1)吸附側(cè)脫附溫度50-300℃，吸附床(1)吸附側(cè)吸附溫度0-50℃，冷媒溫度0-45℃，環(huán)境溫度(-25)-40℃。
2.如權(quán)利要求1、所述的吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于吸附床(1)為管殼式換熱器，其中每根換熱管(27)外側(cè)均帶有環(huán)型或螺旋型翅片(28)，翅片(28)外側(cè)裹以同心圓柱狀或同心六邊形柱狀金屬絲網(wǎng)(29)，每根六邊形的邊既可為直線，也可為向外凸起的弧線，金屬絲網(wǎng)(29)與換熱管(27)、翅片(28)之間充滿顆粒狀吸附劑(30)；各金屬絲網(wǎng)(29)之間相切接觸，而其一頭與管板(31)相接，另一頭與管板(31)之間留有1-100mm的空隙，以和管板(31)內(nèi)壁之間構(gòu)成氣道；殼體(32)外壁中部設(shè)置排/吸氣共用口(2)；兩塊管板(31)的外側(cè)各設(shè)置一塊聯(lián)箱端蓋(33)，兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的中部，分別設(shè)置一個(gè)進(jìn)口(9)和一個(gè)出口(14)，吸附床(1)的殼體(32)和兩塊聯(lián)箱端蓋(33)的外壁裹以隔熱層(34)。
3.如權(quán)利要求1、所述的吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于吸附床(1)吸附側(cè)中采用的吸附劑-吸附質(zhì)可為下列工質(zhì)對中的一種，氯化鈣-氨、氯化鈣中添加氯化鎂和硅膠-氨、氯化鎂-氨、氯化鍶-氨、氯化鋇-氨、沸石-水、活性炭-R134a、活性炭-甲醇、活性炭-氨、硅膠-水。
4.如權(quán)利要求1、所述的吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于熱/回/冷媒循環(huán)回路中流過的熱/回/冷媒為液態(tài)導(dǎo)熱油或水中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì)/冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng),各獨(dú)立熱/回/冷媒循環(huán)回路從多臺吸附床的換熱側(cè)輪回驅(qū)動(dòng)其溫度的周期變化,以實(shí)現(xiàn)多個(gè)彼此相接的回?zé)幔刭|(zhì)復(fù)合吸附循環(huán),再由多個(gè)吸附循環(huán)中的相接傳質(zhì)過程來驅(qū)動(dòng)吸附質(zhì)的連續(xù)壓縮,從而實(shí)現(xiàn)吸附床吸附側(cè)的穩(wěn)定制冷循環(huán);持續(xù)利用熱源、沒有無效熱容損耗、蒸發(fā)器穩(wěn)定運(yùn)行、具有壓縮式制冷循環(huán)的全部特征、制造成本低廉、制冷功率及制冷循環(huán)COP值均較高。
文檔編號F25B17/00GK1328246SQ01111038
公開日2001年12月26日 申請日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者侴喬力, 刁鑫剛 申請人:大連冰山集團(tuán)有限公司