專利名稱：固體吸附式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種固體吸附式制冷裝置，尤指一種將吸附床、蒸發(fā)器及冷凝器整合在一個真空艙體內(nèi)進行熱交換的新型固體吸附式制冷裝置。
當(dāng)?shù)谝晃酱矡峤粨Q器90的第一水管路97通以冷卻水時，其內(nèi)部的吸附劑會吸附利用第一蒸氣管路95導(dǎo)通的冷媒蒸氣，使得蒸發(fā)器92內(nèi)部的冷媒進行蒸發(fā)，在冷媒蒸發(fā)過程，利用冰水管路99通過蒸發(fā)器92的冰水的熱量會被帶走，可以獲得低溫冰水，同時的第二吸附床熱交換器91的第二水管路98通以熱水，其內(nèi)部吸附劑吸附的冷媒會被脫附出來，這些冷媒蒸氣通過第二蒸氣管路96到達通以冷卻水的冷凝器93，會凝結(jié)成液態(tài)冷媒，完成第一階段的行程；接著將第一、二吸附床熱交換器90、91的角色和功能相對調(diào)，由第一吸附床熱交換器90進行脫附作用，由第二吸附床熱交換器91進行吸附作用，完成第二階段的行程；如此讓二吸附床熱交換器90、91交錯進行吸附及脫附的作用，即可得到一個連續(xù)的制冷循環(huán)。
上述公知的固體吸附式制冷裝置，雖然可以完成一個連續(xù)的制冷循環(huán)，但因為其吸附床熱交換器、蒸發(fā)器及冷凝器都是各自獨立的艙體，配合以蒸氣管路及冷媒液配管相互連接，再利用真空閥件來控制冷媒的進出；這樣，受到蒸氣管路造成的壓降及無效的使用容積等因素影響，將會使得整個制冷裝置的效率大幅降低，并且獨立制作的真空艙體(包括吸附床、蒸發(fā)器、冷凝器)、蒸氣管路及真空閥件，讓整個裝置的制造成本相當(dāng)高，同時裝置的控制也會變得復(fù)雜而難以最佳化。
有鑒于上述公知固體吸附式制冷裝置的各項缺陷及限制，本設(shè)計人潛心研究改進，開發(fā)設(shè)計出一種新型的固體吸附式制冷裝置。
本實用新型的進一步目的在于提供一種可以縮小整體空間體積的固體吸附式制冷裝置。
本實用新型的進一步目的在于提供一種可以簡單完成最佳化控制的固體吸附式制冷裝置。
基于前述目的，本實用新型主要將一吸附床熱交換器及一蒸發(fā)/冷凝熱交換器整合在一真空艙體內(nèi)，該吸附床熱交換器為一扁管式波浪鰭片型熱交換器，該蒸發(fā)/冷凝熱交換器為一圓管式平板鰭片型熱交換器，并于真空艙體的底部連設(shè)一冷媒集管，該冷媒集管連通一冷媒貯槽，該冷媒貯槽連設(shè)一輸出端伸入真空艙體的蒸發(fā)/冷凝熱交換器上方的冷媒導(dǎo)管，該冷媒導(dǎo)管于適當(dāng)位置設(shè)有一循環(huán)泵，并于冷媒導(dǎo)管的輸出端布設(shè)有復(fù)數(shù)個朝向蒸發(fā)/冷凝熱交換器的噴嘴。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種固體吸附式制冷裝置，該制冷裝置包括一真空艙體；一設(shè)于真空艙體內(nèi)部的吸附床熱交換器，該吸附床熱交換器設(shè)有復(fù)數(shù)道平行間隔排列的扁平管，各扁平管的內(nèi)部形成水循環(huán)通過的流道，并于相鄰的扁平管之間布設(shè)有復(fù)數(shù)片鰭片，于各鰭片中間充填布設(shè)有吸附劑，該吸附床熱交換器的進、出水端分別連設(shè)均伸出真空艙體外部的一進水管及一出水管；一設(shè)于真空艙體內(nèi)部的蒸發(fā)/冷凝熱交換器，該蒸發(fā)/冷凝熱交換器設(shè)有一循環(huán)管路，于該循環(huán)管路的外部間隔設(shè)有復(fù)數(shù)片鰭片，并于該循環(huán)管路的進、出水端分別連設(shè)均伸出真空艙體外部的一導(dǎo)入管及一導(dǎo)出管；一連通于真空艙體的冷媒回路，該冷媒回路設(shè)有一連通于真空艙體底部的冷媒集管，該冷媒集管連通到一冷媒貯槽，由該冷媒貯槽連設(shè)出一冷媒導(dǎo)管，該冷媒導(dǎo)管設(shè)有一循環(huán)泵，并將冷媒導(dǎo)管的輸出端伸入到真空艙體內(nèi)部的蒸發(fā)/冷凝熱交換器上方，于該冷媒導(dǎo)管的輸出端間隔布設(shè)有復(fù)數(shù)個朝向蒸發(fā)/冷凝熱交換器的噴嘴。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述的真空艙于底部設(shè)有一導(dǎo)斜面，所述的冷媒回路的冷媒集管連接于該導(dǎo)斜面下緣。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述的吸附床熱交換器于相鄰的扁平管之間設(shè)有呈波浪狀來回彎折的波浪型鰭片。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述的鰭片于板面以百葉窗型式間隔設(shè)有系列突起的金屬翼片。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述吸附床熱交換器的扁平管內(nèi)部分隔成數(shù)個流道。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述吸附床熱交換器的進水管通過一三通閥分別連接一冷卻水源及一熱水源，所述吸附床熱交換器的出水管通過一三通閥分別連接一熱水排出管路及一冷卻水排出管路。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述的蒸發(fā)/冷凝熱交換器于循環(huán)管路的外部間隔平行設(shè)置有復(fù)數(shù)道平板型鰭片。
如上所述的固體吸附式制冷裝置，所述循環(huán)管路的導(dǎo)入管通過一三通閥分別連接一冰水源及一冷卻水源，所述循環(huán)管路的導(dǎo)出管通過一三通閥分別連接一冰水排出管路及一冷卻水排出管路。
如此，當(dāng)吸附床熱交換器通以冷卻水進行吸附作用時，蒸發(fā)/冷凝熱交換器作為蒸發(fā)器使用且通以冰水，并且讓冷媒由噴嘴噴灑到蒸發(fā)/冷凝熱交換器(蒸發(fā)器)蒸發(fā)為冷媒蒸氣，冷媒蒸氣上升到吸附床熱交換器被吸附劑吸收，流過蒸發(fā)器的冰水會被降溫為低溫冰水，可以導(dǎo)引到其他空調(diào)設(shè)備作為冰水源，完成吸附行程；接著吸附床熱交換器改通以熱水，蒸發(fā)/冷凝熱交換器作為冷凝器使用且通以冷卻水，于是由吸附床熱交換器脫附出來的冷媒蒸氣會在蒸發(fā)/冷凝熱交換器(冷凝器)凝結(jié)成液態(tài)冷媒且匯集到真空艙體底部，再流到冷媒貯槽，完成脫附行程。
基于前述的說明，本實用新型的固體吸附式制冷裝置，在使用實施上，具有以下所列的特色及優(yōu)點1、本實用新型將吸附床熱交換器及蒸發(fā)/冷凝熱交換器整合設(shè)于同一個真空艙體中，可以有效降低成本、縮小空間體積及便于簡單完成最佳化控制，并且能夠解決公知吸附式制冷裝置受到蒸氣管路壓降及無效使用容積的影響，大幅提升制冷裝置的效率。
2、本實用新型的扁管式波浪鰭片型吸附床熱交換器，相對于傳統(tǒng)的圓管式平板鰭片型熱交換器，可以提供吸附劑與熱交換器取得較大的接觸面積，并且設(shè)于波浪鰭片的百葉窗型突起金屬翼片，可以讓吸附劑顆粒嵌入及壓擠變型，再進一步增加吸附劑顆粒與熱交換器的接觸面積，大幅提升吸附劑與熱交換器間的熱傳能力及效率。
3、本實用新型在蒸發(fā)吸附過程，冷媒利用噴嘴灑向蒸發(fā)/冷凝熱交換器(蒸發(fā)器)，可以大幅提高蒸發(fā)/冷凝熱交換器的蒸發(fā)效率。
4、將兩個或兩個以上的本實用新型制冷裝置并聯(lián)使用，配合設(shè)定兩制冷裝置的吸附與脫附行程，即可以得到連續(xù)而不間斷的制冷效能。
附圖標號說明10、真空艙體 11、導(dǎo)斜面 20、吸附床熱交換器21、進水管22、24、三通閥 23、出水管25、扁平管26、流道 27、鰭片28、翼片 29、吸附劑 30、蒸發(fā)/冷凝熱交換器31、循環(huán)管路 32、鰭片 33、導(dǎo)入管34、 6、三通閥35、導(dǎo)出管 40、冷媒回路41、冷媒集管 42、冷媒貯槽 43、冷媒導(dǎo)管44、輸出端45、循環(huán)泵 46、噴嘴90、91、吸附床熱交換器 92、蒸發(fā)器93、冷凝器94冷媒液配管 95、96、蒸氣管路97、98水管路 99、冰水管路承前所述，該吸附床熱交換器20設(shè)有復(fù)數(shù)道平行間隔排列的扁平管25，請配合參看圖2、3所示，各扁平管25的內(nèi)部分隔成數(shù)個流道26，可以供水流循環(huán)通過吸附床熱交換器20，于相鄰的扁平管25之間設(shè)有呈波浪狀來回彎折的波浪型鰭片27，于各鰭片27板面以類似百葉窗型式，間隔設(shè)有系列突起的金屬翼片28，并于波浪型鰭片27與翼片28中間充填布設(shè)有吸附劑29，該吸附劑29可以為矽膠、活性碳、活性氧化鋁或沸石等物質(zhì)。
一設(shè)于真空艙體10內(nèi)部的蒸發(fā)/冷凝熱交換器30，該蒸發(fā)/冷凝熱交換器30為一圓管式平板鰭片型熱交換器，其設(shè)有一迂回彎設(shè)的圓管式循環(huán)管路31，并于該循環(huán)管路31的外部間隔平行設(shè)置有復(fù)數(shù)道平板型鰭片32，該循環(huán)管路31的進、出水端分別設(shè)有均延伸出真空艙體10的一導(dǎo)入管33及一導(dǎo)出管35，該導(dǎo)入管33透過一三通閥34分別連接一冰水源及一冷卻水源，該導(dǎo)出管35透過一三通閥36分別連接一冰水排出管路及一冷卻水排出管路。
一連通于真空艙體10的冷媒回路40，該冷媒回路40設(shè)有一連通于真空艙體10底部導(dǎo)斜面11下緣的冷媒集管(41)，該冷媒集管41再連通到一可以集中貯存冷媒的冷媒貯槽42，本實用新型采用的冷媒可以選擇水、甲醇、乙醇或氨等。從該冷媒貯槽42連設(shè)出一冷媒導(dǎo)管43，該冷媒導(dǎo)管43于管路的適當(dāng)位置設(shè)有一作為動力源的循環(huán)泵45，并且冷媒導(dǎo)管43的輸出端44伸入真空艙體10的內(nèi)部且位于蒸發(fā)/冷凝熱交換器30的上方，同時于該輸出端44間隔布設(shè)有復(fù)數(shù)個朝向蒸發(fā)/冷凝熱交換器30的噴嘴46。
如此，利用前述構(gòu)件組成如


圖1所示的新型固體吸附式制冷裝置。
依然請參看
圖1所示，本實用新型的運行原理與公知固體吸附式制冷裝置大致相同，當(dāng)吸附床熱交換器20由進水管21通以冷卻水(例如30℃)時，波浪型鰭片27間的吸附劑27會對冷媒蒸氣進行吸附作用，此時的蒸發(fā)/冷凝熱交換器30作為蒸發(fā)器使用，并由導(dǎo)入管33通以冰水(例如12℃)，從冷媒噴嘴46噴灑出的液態(tài)冷媒會在平板型鰭片32蒸發(fā)成冷媒蒸氣，這些冷媒蒸氣會上升到吸附床熱交換器10被吸附劑29吸收，同時流過蒸發(fā)/冷凝熱交換器(蒸發(fā)器)30的冰水會被降溫(例如由12℃降為7℃)，輸出的冰水可以被導(dǎo)引到其他空調(diào)設(shè)備(例如空調(diào)箱)作為冰水源使用，完成本實用新型的吸附行程。
完成吸附行程后，將吸附床熱交換器10的進水管21改通以熱水(例如85℃)，此時蒸發(fā)/冷凝熱交換器30作為冷凝器使用，并由導(dǎo)入管33通以冷卻水(例如30℃)，因吸附床熱交換器20被通以熱水，使得吸附劑(29)會將吸附的冷媒脫附出來，這些冷媒蒸氣會在蒸發(fā)/冷凝熱交換器(冷凝器)30凝結(jié)成液態(tài)冷媒，并匯集于設(shè)有導(dǎo)斜面11的真空艙體10底部，再經(jīng)由冷媒集管41流到冷媒貯槽42，完成本實用新型的脫附行程。
本實用新型的脫附行程未產(chǎn)生制冷作用，因此實質(zhì)上本實用新型為一種間歇式的制冷裝置，但只要將兩個或兩個以上的制冷裝置并聯(lián)使用，并適當(dāng)?shù)腻e開各制冷裝置的吸附及脫附行程，即可以得到連續(xù)而不間斷的制冷作用。
綜上所述，由于本實用新型利用將吸附床熱交換器與蒸發(fā)/冷凝熱交換器整合于同一個真空艙體，搭配扁管式波浪鰭片型的吸附床熱交換器設(shè)計，可以有效達到提升固體吸附式制冷裝置的制冷效率、降低成本及縮小空間體積等諸優(yōu)點及實用價值。
權(quán)利要求1.一種固體吸附式制冷裝置，其特征在于該制冷裝置包括一真空艙體；一設(shè)于真空艙體內(nèi)部的吸附床熱交換器，該吸附床熱交換器設(shè)有復(fù)數(shù)道平行間隔排列的扁平管，各扁平管的內(nèi)部形成水循環(huán)通過的流道，并于相鄰的扁平管之間布設(shè)有復(fù)數(shù)片鰭片，于各鰭片中間充填布設(shè)有吸附劑，該吸附床熱交換器的進、出水端分別連設(shè)均伸出真空艙體外部的一進水管及一出水管；一設(shè)于真空艙體內(nèi)部的蒸發(fā)/冷凝熱交換器，該蒸發(fā)/冷凝熱交換器設(shè)有一循環(huán)管路，于該循環(huán)管路的外部間隔設(shè)有復(fù)數(shù)片鰭片，并于該循環(huán)管路的進、出水端分別連設(shè)均伸出真空艙體外部的一導(dǎo)入管及一導(dǎo)出管；一連通于真空艙體的冷媒回路，該冷媒回路設(shè)有一連通于真空艙體底部的冷媒集管，該冷媒集管連通到一冷媒貯槽，由該冷媒貯槽連設(shè)出一冷媒導(dǎo)管，該冷媒導(dǎo)管設(shè)有一循環(huán)泵，并將冷媒導(dǎo)管的輸出端伸入到真空艙體內(nèi)部的蒸發(fā)/冷凝熱交換器上方，于該冷媒導(dǎo)管的輸出端間隔布設(shè)有復(fù)數(shù)個朝向蒸發(fā)/冷凝熱交換器的噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述的真空艙于底部設(shè)有一導(dǎo)斜面，所述的冷媒回路的冷媒集管連接于該導(dǎo)斜面下緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述的吸附床熱交換器于相鄰的扁平管之間設(shè)有呈波浪狀來回彎折的波浪型鰭片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述的鰭片于板面以百葉窗型式間隔設(shè)有系列突起的金屬翼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述吸附床熱交換器的扁平管內(nèi)部分隔成數(shù)個流道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述吸附床熱交換器的進水管通過一三通閥分別連接一冷卻水源及一熱水源，所述吸附床熱交換器的出水管通過一三通閥分別連接一熱水排出管路及一冷卻水排出管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)/冷凝熱交換器于循環(huán)管路的外部間隔平行設(shè)置有復(fù)數(shù)道平板型鰭片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體吸附式制冷裝置，其特征在于所述循環(huán)管路的導(dǎo)入管通過一三通閥分別連接一冰水源及一冷卻水源，所述循環(huán)管路的導(dǎo)出管通過一三通閥分別連接一冰水排出管路及一冷卻水排出管路。
專利摘要本實用新型提供一種固體吸附式制冷裝置，其主要是將吸附床熱交換器、蒸發(fā)器及冷凝器整合在一個真空艙體內(nèi)部，其中的吸附床熱交換器為一扁管式波浪鰭片型熱交換器，并于蒸發(fā)/冷凝熱交換器的上方裝設(shè)有冷媒噴嘴，組構(gòu)成一種新型的固體吸附式制冷裝置，該裝置克服了公知技術(shù)存在的缺陷，可有效地提高制冷裝置的制冷效率、降低制造成本、減少體積及簡化控制程序。
文檔編號F25B17/08GK2521556SQ0127933
公開日2002年11月20日 申請日期2001年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者張文師, 王智正, 謝鎮(zhèn)州, 唐震宸 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院