專利名稱：基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用余熱制冷的保鮮或空調(diào)裝置，特別涉及一種基于燒 結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其吸附床上燒結(jié)沸石分子篩，蒸發(fā)器、冷凝器上 燒結(jié)金屬粉末。屬于制冷裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸附式制冷是一種可利用低品位能源作為動(dòng)力的新型制冷方式，能有效利用 大量的低品位余熱及可再生能源(如太陽能)。其系統(tǒng)主要由吸附床、冷凝器、 蒸發(fā)器三大設(shè)備部件組成，制冷過程中這些設(shè)備的傳熱效率的高低直接影響到整 個(gè)系統(tǒng)的制冷效率。目前，吸附床的傳熱效率低主要是由于吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)低 以及吸附劑與換熱壁面之間的接觸熱阻大造成的。為了解決這個(gè)問題，中國發(fā)明 專利授權(quán)公告號(hào)CN1116105C提出的一種"具有優(yōu)良導(dǎo)熱與吸附性能的塊狀沸石 吸附劑"把沸石原粉和水玻璃復(fù)合，導(dǎo)熱系數(shù)提高了 3倍?！痘瘜W(xué)工程》(1999， 6: 13 15)"吸附劑之間及其與銅表面之間的傳熱強(qiáng)化研究"一文利用導(dǎo)熱膠粘結(jié)吸 附劑的辦法使得成型吸附劑與銅表面之間的接觸熱阻下降約30%。在吸附式制冷 中蒸發(fā)器冷凝器的強(qiáng)化傳熱管多用翅片管或者波紋管，然而它們的強(qiáng)化傳熱性能 不如燒結(jié)表面多孔管。強(qiáng)化沸騰傳熱多孔管，在光滑管表面首先均勻地涂上一層 粘結(jié)劑，然后覆以顆粒較細(xì)的金屬粉末，在爐中燒結(jié)使粘結(jié)劑揮發(fā)，形成表面多 孔性，其上的空穴可以提供很多的氣化核心，大大降低液體沸騰氣化所需的過熱 度。強(qiáng)化冷凝傳熱多孔管，所需覆蓋的金屬顆粒粒徑較大或者使用針柱狀金屬， 燒結(jié)所形成較大的多孔空間縫隙，為冷凝液的流動(dòng)提供通道，減薄冷凝液膜層， 降低傳熱熱阻，強(qiáng)化冷凝傳熱。然而，目前，還未見燒結(jié)表面多孔管應(yīng)用在吸附 式制冷中的報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型克服傳統(tǒng)吸附式制冷中吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器傳熱效率低的問 題，在翅片管上燒結(jié)沸石分子篩復(fù)合吸附劑強(qiáng)化吸附床傳熱，應(yīng)用燒結(jié)表面多孔 管強(qiáng)化冷凝器、蒸發(fā)器的傳熱，建立一套基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置。 目的是提高三大部件的傳熱傳質(zhì)效率，縮短制冷循環(huán)周期，節(jié)約功耗、減少設(shè)備 投資，改善吸附式制冷系統(tǒng)的性能。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其結(jié)構(gòu)為吸附床1通過閥門2 與冷凝器3相連，冷凝器3連接儲(chǔ)液槽4，儲(chǔ)液槽4通過閥門5連接蒸發(fā)器7中 的噴淋液盤6，蒸發(fā)器7通過閥門9連接吸附床1，其特征在于，吸附床1中的 吸附單管18的外壁設(shè)有環(huán)形吸附床外翅片10，內(nèi)壁設(shè)有縱向的與吸附劑燒結(jié)固 化的內(nèi)翅片12，并留有傳質(zhì)通道ll。上述基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其冷凝器3中的冷凝管為內(nèi)壁燒 結(jié)表面多孔管15，冷凝管外壁焊接冷凝器外翅片14。
上述基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，在蒸發(fā)器7中的噴淋液盤6的下 方設(shè)置有蒸發(fā)管，其蒸發(fā)管為外壁燒結(jié)表面多孔管8。
有益效果
本實(shí)用新型所用燒結(jié)沸石復(fù)合吸附劑的有效導(dǎo)熱系數(shù)比散裝沸石顆粒提高 了 5倍左右，吸附劑與金屬壁面間的熱阻減小了 30% 60%，所用翅片管強(qiáng)化 了傳熱，使吸附床的總傳熱系數(shù)提高了 3 5倍。所用強(qiáng)化沸騰傳熱多孔管其強(qiáng) 化傳熱性能約為光滑管的10倍，強(qiáng)化冷凝傳熱多孔管其強(qiáng)化傳熱性能約為光滑 管的2 4倍。


圖1基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置
其中l(wèi)一吸附床；2、 5、 9_閥門；3 —冷凝器；4一儲(chǔ)液槽； 6 —噴淋液盤；7 —蒸發(fā)器；8 —外壁燒結(jié)表面多孔管
圖2吸附床單管結(jié)構(gòu)
其中18 —吸附單管；IO—吸附床外翅片；ll一傳質(zhì)通道；12 —與吸附劑 燒結(jié)固化的內(nèi)翅片；13—燒結(jié)吸附劑 圖3整體吸附床布管示意圖 圖4內(nèi)壁為多孔層的冷凝器
其中14一冷凝器外翅片；15—內(nèi)壁燒結(jié)表面多孔管
圖5外壁燒結(jié)表面多孔管8結(jié)構(gòu)示意圖
其中16 —燒結(jié)多孔層；17 —基管
圖6內(nèi)壁燒結(jié)表面多孔管15結(jié)構(gòu)示意圖
其中19一燒結(jié)多孔層；20 —基管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述
(1)吸附床。其結(jié)構(gòu)如圖2，圖3。吸附床單管外壁設(shè)有環(huán)形翅片用來強(qiáng)化
管外傳熱，內(nèi)壁設(shè)有縱向翅片用來強(qiáng)化吸附劑的傳熱。使用該種結(jié)構(gòu)的翅片管， 管內(nèi)壁外壁同時(shí)得到傳熱強(qiáng)化，并且增加了傳熱面積，增強(qiáng)溫度場的均勻性。
(2)吸附劑與翅片管燒結(jié)固化。按質(zhì)量比沸石分子篩原粉石墨粉=50: l 10: l的比例將其均勻混合，加入模數(shù)為3.2的水玻璃混合水作為粘結(jié)劑，水玻 璃水=2: 1，沸石分子篩和石墨的混合粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為3: 1 3: 2。攪拌均勻混合后，填充進(jìn)吸附床中，并留有傳質(zhì)通道(圖2中的11)。應(yīng)用模具 壓實(shí)，在加熱爐中燒結(jié)處理。該復(fù)合吸附劑，壓實(shí)固化并燒結(jié)在翅片管內(nèi)，不僅 提高了吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)，而且大大降低了吸附劑和管壁的接觸熱阻。
(3) 冷凝器。其結(jié)構(gòu)如圖4。冷凝管內(nèi)壁燒結(jié)較大粒徑的金屬顆?；蛘呒?xì) 小針柱狀金屬棒，(如圖6)形成多孔空間縫隙，為冷凝液的流動(dòng)提供傳質(zhì)通道， 減薄冷凝液膜層，降低傳熱熱阻，提高冷凝傳熱系數(shù)。管外壁添加翅片，增加換 熱面積，強(qiáng)化外壁傳熱。
(4) 蒸發(fā)器。利用圖5所示強(qiáng)化沸騰傳熱多孔管，制作管殼式蒸發(fā)器(圖 1中的7)，其上部設(shè)置噴淋液盤(圖1中的6)。強(qiáng)化沸騰傳熱多孔管(圖5)， 其上的空穴可以提供很多的氣化核心，大大降低液體沸騰氣化所需的過熱度，強(qiáng) 化核狀沸騰。
(5) 本實(shí)用新型的冷凝器所用的內(nèi)壁燒結(jié)表面多孔管15和蒸發(fā)器所用的外 壁燒結(jié)表面多孔管8，均是按照中國發(fā)明專利(公開號(hào)CN1449880A )《一種表 面多孔管的低溫?zé)Y(jié)方法》燒結(jié)而成的。
(6) 本實(shí)用新型吸附式制冷裝置，聯(lián)合使用基于燒結(jié)多孔材料的吸附床、 蒸發(fā)器、冷凝器，使系統(tǒng)循環(huán)在加熱解吸階段，很快地將外界的熱量(采用余熱) 傳遞給吸附床內(nèi)的吸附劑，制冷劑脫附后快速通過冷凝器冷凝，而在冷卻吸附階 段，吸附床很快將熱量釋放出去，使吸附劑吸附制冷劑而快速通過蒸發(fā)器蒸發(fā)制 冷。加快了傳熱傳質(zhì)，使整體制冷性能更高。
實(shí)施例
本實(shí)用新型吸附式制冷裝置是這樣實(shí)現(xiàn)制冷的吸附床(1)被低于200'C的 工業(yè)余熱加熱時(shí)，此時(shí)閥門2打開，閥門5、 9關(guān)閉，沸石分子篩吸附劑中解析 出的水蒸氣從傳質(zhì)通道進(jìn)入冷凝器(3)中冷凝，冷凝水存于儲(chǔ)液槽(4)中。解 析結(jié)束后，吸附床(1)被冷卻，打開閥門5、 9關(guān)閉閥門2，吸附床吸附經(jīng)噴淋 液盤(6)噴淋到蒸發(fā)器(7)中的制冷介質(zhì)水，水在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱制冷。該 裝置吸附床傳熱性能好，傳質(zhì)速率快，制冷循環(huán)周期短，單位吸附劑的制冷功率 高；同時(shí)，蒸發(fā)器、冷凝器傳熱系數(shù)大，所需換熱面積小，使設(shè)備體積更緊湊， 減少了設(shè)備投資。
權(quán)利要求1、一種基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其結(jié)構(gòu)為吸附床(1)通過閥門(2)與冷凝器(3)相連，冷凝器(3)連接儲(chǔ)液槽(4)，儲(chǔ)液槽(4)通過閥門(5)連接蒸發(fā)器(7)中的噴淋液盤(6)，蒸發(fā)器(7)通過閥門(9)連接吸附床(1)，其特征在于，吸附床(1)中的吸附單管(18)的外壁設(shè)有環(huán)形吸附床外翅片(10)，內(nèi)壁設(shè)有縱向的與吸附劑燒結(jié)固化的內(nèi)翅片(12)，并留有傳質(zhì)通道(11)。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其特征在于， 所述的冷凝器(3)中的冷凝管為內(nèi)壁燒結(jié)表面多孔管(15)，冷凝管外壁焊 接冷凝器外翅片(14)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置，其特征在于， 在所述的蒸發(fā)器(7)中的噴淋液盤(6)的下方設(shè)置有蒸發(fā)管，其蒸發(fā)管為 外壁燒結(jié)表面多孔管(8)。
專利摘要本實(shí)用新型為基于燒結(jié)多孔材料的吸附式制冷裝置。其特征是吸附床采用外壁設(shè)有環(huán)形翅片內(nèi)壁設(shè)有縱向翅片的翅片管，翅片管內(nèi)燒結(jié)固化沸石分子篩復(fù)合吸附劑，冷凝器采用外壁設(shè)有翅片內(nèi)壁燒結(jié)多孔材料的強(qiáng)化冷凝傳熱管，蒸發(fā)器采用外壁燒結(jié)多孔材料的強(qiáng)化沸騰傳熱管。本實(shí)用新型聯(lián)合使用基于燒結(jié)多孔材料的吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器，其顯著特征是傳熱傳質(zhì)性能好，制冷循環(huán)周期短，單位吸附劑的制冷功率高。
文檔編號(hào)F25B17/08GK201145447SQ20072019944
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者從建立, 健 吳, 孟祥睿, 張如波, 曾方薇, 王學(xué)生, 韋小雄 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)