專利名稱：混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸附制冷裝置，尤其涉及一種混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置。
背景技術(shù)：
固體吸附式制冷是一種可利用廢熱、地?zé)?、太陽能等低品位能源的熱?qū)動型制冷方式，而且可以采用對大氣臭氧層無破壞作用的制冷劑，是一種環(huán)境友好的制冷方式。二十世紀(jì)七十年代以來，世界性的能源危機促進(jìn)了吸咐式制冷機的快速發(fā)展，在目前石油能源日趨緊張的今天，有著廣闊的應(yīng)用前景。
到目前為止，簡單的單級吸附式制冷系統(tǒng)一般只應(yīng)用在-40℃以上的溫區(qū)。要實現(xiàn)-60℃以下的深度制冷，需要采用復(fù)疊式吸附制冷系統(tǒng)，或采用與其他制冷系統(tǒng)復(fù)疊的吸附制冷系統(tǒng)(以下統(tǒng)稱為復(fù)疊式吸附制冷系統(tǒng))。由于復(fù)疊式吸附制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修困難，限制了它的推廣應(yīng)用，一般只應(yīng)用在-150℃以下的溫區(qū)。
近些年來，自復(fù)疊混合工質(zhì)制冷機得到了快速的發(fā)展，采用單級壓縮就可以實現(xiàn)-40～-200℃的制冷溫度。與傳統(tǒng)復(fù)疊式壓縮制冷系統(tǒng)相比，制冷機的結(jié)構(gòu)得到大為簡化，提高了制冷機運行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種深度冷凍吸附制冷裝置。
它具有依次連接的第一吸脫附器、第二吸脫附器、冷凝器、組元分離模塊、第二節(jié)流裝置、第二回?zé)崞?、第一回?zé)崞鳌⒌谝还?jié)流裝置及蒸發(fā)器，在第一吸脫附器、第二吸脫附器內(nèi)裝有固體吸附劑。
與冷凝器的第一端口連接的管道末端分成兩路，與冷凝器的第一端口連接的管道末端分出的一路經(jīng)第一閥門與第一吸脫附器的第一端口相連，與冷凝器的第一端口連接的管道末端分出的另一路經(jīng)第二閥門與第二吸脫附器的第一端口相連。冷凝器的第二端口與組元分離模塊的第一端口相連，與組元分離模塊的第二端口相連的管道末端分成兩路，與組元分離模塊的第二端口相連的管道末端分出的一路經(jīng)第三閥門與第一吸脫附器的第二端口相連，與組元分離模塊的第二端口相連的管道末端分出的另一路經(jīng)第四閥門與第二吸附器的第二端口相連，組元分離模塊的第三端口、第四端口分別與第二回?zé)崞鞯牡谝欢丝?、第四端口相連，組元分離模塊的第五端口與第二節(jié)流裝置的第二端口相連。與第二節(jié)流裝置的第一端口相連的管道末端分成兩路，與第二節(jié)流裝置的第一端口相連的管道末端分出的一路與第二回?zé)崞鞯牡谌丝谙噙B，與第二節(jié)流裝置的第一端口相連的管道末端分出的另一路與第一回?zé)崞鞯牡谒亩丝谙噙B，第二回?zé)崞鞯牡谌丝谂c第一回?zé)崞鞯牡谝欢丝谙噙B，第一回?zé)崞鞯牡诙丝诮?jīng)第一節(jié)流裝置與蒸發(fā)器的第一端口相連，蒸發(fā)器的第二端口與第一回?zé)崞鞯牡谌丝谙噙B。
混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，二元或二元以上的混合制冷劑由烴類、氫氯氟烴類、氫氟烴類、氟烴類、水、氨、醇類、醚類為組元混合而成。吸附劑為能吸附這些制冷劑的固體吸附劑。固體吸附劑為活性炭、分子篩、硅膠、金屬氫化物或它們的混合物。
本發(fā)明將自復(fù)疊混合工質(zhì)制冷機的原理應(yīng)用到吸附式制冷系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮吸附式制冷系統(tǒng)能夠利用各種高低溫余熱，簡化傳統(tǒng)復(fù)疊式吸附制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)-60～-200℃的深度制冷，裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，效率高，適用于既有熱源又需要深度冷凍的場合，將有非常廣闊的應(yīng)用前景。


附圖是深度冷凍吸附制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明具有依次連接的第一吸脫附器1、第二吸脫附器2、冷凝器7、組元分離模塊8、第二節(jié)流裝置9、第二回?zé)崞?0、第一回?zé)崞?1、第一節(jié)流裝置12及蒸發(fā)器13，在第一吸脫附器1、第二吸脫附器2內(nèi)裝有固體吸附劑。
與冷凝器7的第一端口18連接的管道末端分成兩路與冷凝器7的第一端口18連接的管道末端分出的一路經(jīng)第一閥門3與第一吸脫附器1的第一端口14相連，與冷凝器7的第一端口18連接的管道末端分出的另一路經(jīng)第三閥門5與第二吸脫附器2的第一端口16相連，冷凝器7的第二端口19與組元分離模塊8的第一端口20相連，與組元分離模塊8的第二端口21相連的管道末端分成兩路與組元分離模塊8的第二端口21相連的管道末端分出的一路經(jīng)第二閥門4與第一吸脫附器1的第二端口15相連，與組元分離模塊8的第二端口21相連的管道末端分出的另一路經(jīng)第四閥門6與第二吸附器2的第二端口17相連，組元分離模塊8的第三端口22、第四端口23分別與第二回?zé)崞?0的第一端口25、第四端口28相連，組元分離模塊8的第五端口24與第二節(jié)流裝置9的第二端口36相連，與第二節(jié)流裝置9的第一端口35相連的管道末端分成兩路，與第二節(jié)流裝置9的第一端口35相連的管道末端分出的一路與第二回?zé)崞?0的第三端口27相連，與第二節(jié)流裝置9的第一端口35相連的管道末端分出的另一路與第一回?zé)崞?1的第四端口32相連，第二回?zé)崞?0的第三端口26與第一回?zé)崞?1的第一端口29相連，第一回?zé)崞?1的第二端口30經(jīng)第一節(jié)流裝置12與蒸發(fā)器13的第一端口33相連，蒸發(fā)器13的第二端口34與第一回?zé)崞?1的第三端口31相連。
裝置的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，二元或二元以上的混合制冷劑由烴類、氫氯氟烴類、氫氟烴類、氟烴類、水、氨、醇類、醚類為組元混合而成。吸附劑為能吸附這些制冷劑的固體吸附劑，固體吸附劑為活性炭、分子篩、硅膠、金屬氫化物或它們的混合物。
本發(fā)明采用R134a(沸點為-26.1℃)和R23(-82.1℃)混合物作為制冷劑，椰殼活性炭為吸附劑。
吸脫附器1排出的高溫混合制冷劑蒸汽流經(jīng)第一閥門3(此時第二閥門4關(guān)閉)、冷凝器7后，成為汽液兩相進(jìn)入組元分離模塊8?；旌现评鋭┰诮M元分離模塊8中被分成成分不同的兩股制冷劑，其中低沸點組元濃度較大的制冷劑從第三端口22流出，依次流過第二回?zé)崞?0和第一回?zé)崞?1的高壓通道冷凝放熱，經(jīng)過第一節(jié)流裝置12減壓降溫，在蒸發(fā)器13中部分蒸發(fā)制冷。流出蒸發(fā)器13的汽液兩相制冷劑依次流過第一回?zé)崞?1和第二回?zé)崞?0的低壓通道以及組元分離模塊8的內(nèi)部換熱器，進(jìn)一步蒸發(fā)吸熱，最后流過第四閥門6(此時第三閥門5關(guān)閉)被吸脫附器2吸入。
低沸點組元濃度較小的制冷劑從組元分離模塊8的第五端口24流出，先經(jīng)過第二節(jié)流裝置9減壓降溫，與從第一回?zé)崞?1低壓通道流出的低沸點組元濃度較大的制冷劑混合，再流經(jīng)第二回?zé)崞?0的低壓通道和組元分離模塊8的內(nèi)部換熱器蒸發(fā)吸熱，最后流過第四閥門6(此時第三閥門5關(guān)閉)被吸脫附器2吸入。
當(dāng)吸脫附器1脫附結(jié)束和吸脫附器2吸附結(jié)束時，交換吸脫附器1和吸脫附器2的外部熱源，使吸脫附器1吸附，吸脫附器2脫附，同時關(guān)閉第一閥門3、第四閥門6和打開第二閥門4、第三閥門5，使制冷系統(tǒng)連續(xù)不斷地在蒸發(fā)器中實現(xiàn)制冷。
所說的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，混合制冷劑的組元為烴類、氫氯氟烴類、氫氟烴類、氟烴類、水、氨、醇類、醚類。吸附劑為能吸附這些制冷劑的固體吸附劑，它們是活性炭、分子篩、硅膠、金屬氫化物或它們的混合物。
所說的吸脫附器與普通連續(xù)型吸附式制冷機相類似，其中有吸附劑和熱交換器。
所說的冷凝器、蒸發(fā)器、回?zé)崞髋c普通連續(xù)型吸附式制冷機相類似，均為熱交換器，可以是沉浸式、噴淋式、板式或套管式的。
所說的節(jié)流裝置與普通連續(xù)型吸附式制冷機相類似，可以是毛細(xì)管、自動閥門或手動閥門。
所說的組元分離模塊可以是普通的汽液分離器或精餾裝置，其作用是將混合制冷劑分為成分不同的兩股混合制冷劑，其中低沸點組元濃度較大的一股混合制冷劑從頂部以氣態(tài)流出，另一股低沸點組元濃度較小的混合制冷劑從低部以液態(tài)流出。
權(quán)利要求
1.一種混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置，其特征在于，它具有相連接的第一吸脫附器(1)、第二吸脫附器(2)、冷凝器(7)、組元分離模塊(8)、第二節(jié)流裝置(9)、第二回?zé)崞?10)、第一回?zé)崞?11)、第一節(jié)流裝置(12)及蒸發(fā)器(13)，在第一吸脫附器(1)、第二吸脫附器(2)內(nèi)裝有固體吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置，其特征在于所述與冷凝器(7)的第一端口(18)連接的管道末端分成兩路，與冷凝器(7)的第一端口(18)連接的管道末端分出的一路經(jīng)第一閥門(3)與第一吸脫附器(1)的第一端口(14)相連，與冷凝器(7)的第一端口(18)連接的管道末端分出的另一路經(jīng)第三閥門(5)與第二吸脫附器(2)的第一端口(16)相連，冷凝器(7)的第二端口(19)與組元分離模塊(8)的第一端口(20)相連，與組元分離模塊(8)的第二端口(21)相連的管道末端分成兩路，與組元分離模塊(8)的第二端口(21)相連的管道末端分出的一路經(jīng)第二閥門(4)與第一吸脫附器(1)的第二端口(15)相連，與組元分離模塊(8)的第二端口(21)相連的管道末端分出的另一路經(jīng)第四閥門(6)與第二吸脫附器(2)的第二端口(17)相連，組元分離模塊(8)的第三端口(22)、第四端口(23)分別與第二回?zé)崞?10)的第一端口(25)、第二回?zé)崞?10)的第四端口(28)相連，組元分離模塊(8)的第五端口(24)與第二節(jié)流裝置(9)的第二端口(36)相連，與第二節(jié)流裝置(9)的第一端口(35)相連的管道末端分成兩路，與第二節(jié)流裝置(9)的第一端口(35)相連的管道末端分出的一路與第二回?zé)崞?10)的第三端口(27)相連，與第二節(jié)流裝置(9)的第一端口(35)相連的管道末端分出的另一路與第一回?zé)崞?11)的第四端口(32)相連，第二回?zé)崞?10)的第三端口(26)與第一回?zé)崞?11)的第一端口(29)相連，第一回?zé)崞?11)的第二端口(30)經(jīng)第一節(jié)流裝置(12)與蒸發(fā)器(13)的第一端口(33)相連，蒸發(fā)器(13)的第二端口(34)與第一回?zé)崞?11)的第三端口(31)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置，其特征在于所述裝置的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，吸附劑為能吸附這些制冷劑的固體吸附劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置，其特征在于所述的二元或二元以上的混合制冷劑由烴類、氫氯氟烴類、氫氟烴類、氟烴類、水、氨、醇類、醚類為組元混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置，其特征在于所述的固體吸附劑為活性炭、分子篩、硅膠、金屬氫化物或它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合工質(zhì)深度冷凍吸附制冷裝置。它具有依次連接的第一吸脫附器、第二吸脫附器、冷凝器、組元分離模塊、第二節(jié)流裝置、第二回?zé)崞鳌⒌谝换責(zé)崞?、第一?jié)流裝置及蒸發(fā)器，在第一吸脫附器、第二吸脫附器內(nèi)裝有固體吸附劑。本發(fā)明將自復(fù)疊混合工質(zhì)制冷機的原理應(yīng)用到吸附式制冷系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮吸附式制冷系統(tǒng)能夠利用各種高低溫余熱，簡化傳統(tǒng)復(fù)疊式吸附制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)－60～－200℃的深度制冷，裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，效率高，適用于既有熱源又需要深度冷凍的場合，將有非常廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號F25B17/08GK1815110SQ20061004971
公開日2006年8月9日 申請日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者王勤, 陳光明, 徐敬玉 申請人:浙江大學(xué)