專利名稱：變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，尤其涉及的是一種變壓解吸型二
級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保型綠色制冷技術(shù)在國內(nèi)外得到了廣泛發(fā)展，新型節(jié)能減排技術(shù)作 為減緩能源消耗的重要手段，已得到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋Ｔ诠?jié)能范疇中，制冷空調(diào)領(lǐng)域 的節(jié)能無疑是最受重視的部分之一，固體吸附式制冷技術(shù)作為一種可有效利用太陽能和低 品位余熱的綠色制冷技術(shù)，可以利用大量因得不到合理利用而被排放的低品位余熱(如廢 熱、工業(yè)余熱等)，避免了能源的極大浪費(fèi)，從而成為國內(nèi)外制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的 熱點(diǎn)。 固體吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)吸附作用力的不同分為物理吸附和熱化學(xué)吸附。相 對(duì)物理吸附而言，化學(xué)吸附具有單位質(zhì)量吸附劑吸附量大的優(yōu)點(diǎn)；另一方面，對(duì)于傳統(tǒng)的基 本型熱化學(xué)吸附制冷循環(huán)和熱化學(xué)再吸附制冷循環(huán)，其制冷過程均是間歇的，在循環(huán)過程， 輸入一次高溫解吸熱，只能輸出一次制冷量(蒸發(fā)相變潛熱制冷或解吸熱制冷)，能源利用 效率較低。因此，這種熱量輸入和制冷量輸出的方式在一定程度上限制了吸附、再吸附制冷 循環(huán)系統(tǒng)對(duì)低品位余熱的回收利用效率。如何降低驅(qū)動(dòng)熱源溫度、拓寬熱化學(xué)吸附制冷的 適用熱源溫度范圍，是高效熱化學(xué)吸附制冷發(fā)展的重要方向。 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利公開號(hào)CN101319829，名稱雙效 雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，即是通過采用雙重吸附制冷技術(shù)和雙效熱量回收技術(shù)來提高制 冷系統(tǒng)的工作性能，但未涉及可降低驅(qū)動(dòng)熱源溫度的變壓解吸循環(huán)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸 附制冷循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明采用二級(jí)變壓加熱解吸過程，可顯著降低固體吸附制冷系統(tǒng)的驅(qū) 動(dòng)熱源溫度，從而可有效擴(kuò)大低品位余熱的利用溫度范圍，在每次循環(huán)過程中采用熱量的 多效回收利用技術(shù)和雙重吸附制冷技術(shù)，單次循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)四次制冷量輸出，可顯著提高 固體吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作性能。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括高溫反應(yīng)器、高溫反應(yīng)器加熱及 冷卻盤管、高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、高溫調(diào)節(jié)閥、冷凝器、冷凝器換熱盤管、中溫反應(yīng)器、中溫 反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、中溫調(diào)節(jié)閥、中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、第一再吸附調(diào)節(jié)閥、第二再吸 附調(diào)節(jié)閥、第一低溫反應(yīng)器、第一低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、第二低溫反應(yīng)器、第二低溫 反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、第一低溫調(diào)節(jié)閥、第二低溫調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、 蒸發(fā)器、蒸發(fā)器換熱盤管、輔助反應(yīng)器、輔助調(diào)節(jié)閥、輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管和輔助反 應(yīng)化學(xué)吸附劑，其中高溫反應(yīng)器的出口和高溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，高溫調(diào)節(jié)閥的出口和輔 助反應(yīng)器的進(jìn)口相連，輔助反應(yīng)器的出口和輔助調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，輔助調(diào)節(jié)閥的出口和冷凝器的進(jìn)口相連，冷凝器的出口和節(jié)流閥的進(jìn)口相連，節(jié)流閥的出口和蒸發(fā)器的進(jìn)口相 連，蒸發(fā)器的左出口和第一低溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第一低溫調(diào)節(jié)閥的出口和第一低溫反 應(yīng)器進(jìn)口相連，第一低溫反應(yīng)器的出口和第一再吸附調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第一再吸附調(diào)節(jié) 閥的出口和高溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，蒸發(fā)器的右出口和第二低溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第二 低溫調(diào)節(jié)閥的出口和第二低溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，第二低溫反應(yīng)器的出口和第二再吸附調(diào) 節(jié)閥的進(jìn)口相連，第二再吸附調(diào)節(jié)閥的出口和中溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，中溫反應(yīng)器的出口 和中溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，中溫調(diào)節(jié)閥的出口和冷凝器的進(jìn)口相連，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑 填裝于高溫反應(yīng)器內(nèi)，高溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，輔助反應(yīng)化學(xué)吸附 劑填裝于輔助反應(yīng)器內(nèi)，輔助反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，冷凝器內(nèi)設(shè)有冷
凝器換熱盤管，蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器換熱盤管，中溫反應(yīng)化學(xué)吸附齊yi真裝于中溫反應(yīng)器內(nèi)， 中溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于第一低溫反應(yīng) 器和第二低溫反應(yīng)器內(nèi)，第一低溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第一低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，第二低 溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第二低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管。 所述的系統(tǒng)中制冷劑的循環(huán)是單向的，制冷劑依次經(jīng)過高溫反應(yīng)器、輔助反應(yīng)器、 冷凝器、蒸發(fā)器、第一低溫反應(yīng)器，再回到高溫反應(yīng)器，形成第一個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循環(huán)回路；制 冷劑依次經(jīng)過中溫反應(yīng)器、冷凝器、蒸發(fā)器、第二低溫反應(yīng)器、再回到中溫反應(yīng)器，形成第二 個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循環(huán)回路。 在相同的工作壓力下，所述的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的工作溫度高于輔助反應(yīng)化學(xué) 吸附劑的工作溫度。 在相同的工作壓力下，所述的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的工作溫度高于中溫反應(yīng)化學(xué) 吸附劑的工作溫度。 在相同的工作壓力下，所述的中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的工作溫度高于輔助反應(yīng)化學(xué) 吸附劑的工作溫度。 所述系統(tǒng)只需由外界熱源輸入一次高溫解吸熱，可以獲得四次冷量的輸出，即第 一低溫反應(yīng)器和蒸發(fā)器之間的吸附制冷過程、高溫反應(yīng)器和第 一低溫反應(yīng)器之間的再吸附 制冷過程、第二低溫反應(yīng)器和蒸發(fā)器之間的吸附制冷過程、中溫反應(yīng)器和第二低溫反應(yīng)器 之間的再吸附制冷過程。 本發(fā)明的工作流程主要包括兩個(gè)階段 第一階段主要包括高溫反應(yīng)器內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑在加熱解吸階段的變壓解 吸過程和輔助反應(yīng)器內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑的冷卻吸附過程；第一低溫反應(yīng)器內(nèi)低溫反應(yīng) 化學(xué)吸附劑的冷卻吸附過程；高溫反應(yīng)器和第一低溫反應(yīng)器之間的再吸附制冷過程。
第二階段主要包括中溫反應(yīng)器內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的加熱解吸過程；第二低 溫反應(yīng)器內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的冷卻吸附過程；中溫反應(yīng)器與第二低溫反應(yīng)器之間的再 吸附制冷過程；輔助反應(yīng)器內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑的加熱解吸過程；冷凝器內(nèi)制冷劑的冷 凝和節(jié)流過程。 本發(fā)明是將傳統(tǒng)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的解吸技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，由原來高溫反應(yīng)吸附 劑向冷凝器直接加熱解吸改進(jìn)為先向輔助反應(yīng)器解吸，然后輔助反應(yīng)器再向冷凝器加熱解 吸的二級(jí)變壓解吸過程，其原理是利用不同反應(yīng)溫區(qū)化學(xué)吸附劑的單變量特性，使得吸附 劑在變壓過程中完成降溫解吸來達(dá)到降低驅(qū)動(dòng)熱源溫度的目的。本發(fā)明的回?zé)徇^程采用基于溫度和熱量梯度匹配的多效回?zé)徇^程，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑在每次循環(huán)過程中的解吸熱 由外界高溫?zé)嵩刺峁邷胤磻?yīng)器與中溫反應(yīng)器之間采用內(nèi)部回?zé)峒夹g(shù)，中溫反應(yīng)器內(nèi)的 中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的解吸熱由高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑的吸附熱提供，中溫反應(yīng)器與輔助反 應(yīng)器之間采用內(nèi)部回?zé)峒夹g(shù)，輔助反應(yīng)器內(nèi)的輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑的解吸熱由中溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑的吸附熱提供。實(shí)現(xiàn)了低熱源驅(qū)動(dòng)、單次循環(huán)多次制冷過程的二級(jí)多效雙重?zé)峄?學(xué)吸附制冷。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明由于采用變壓解吸技術(shù)，相對(duì)傳統(tǒng)熱化學(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，在相同的 冷卻溫度下，本發(fā)明可顯著降低熱化學(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)熱源溫度，從而擴(kuò)大了余 熱的利用溫度范圍； (2)本發(fā)明由于采用熱量多效利用技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)只需外界高溫?zé)嵩刺峁┮淮螣?量，就能實(shí)現(xiàn)四次冷量輸出，其中輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑消耗的解吸熱由中溫反應(yīng)化學(xué)吸附 劑釋放的吸附熱提供，而中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑消耗的解吸熱由高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑釋放的 吸附熱提供； (3)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷過程，第一階段制冷過程為第一低溫反應(yīng)器與蒸發(fā) 器之間發(fā)生制冷劑相變潛熱制冷以及中溫反應(yīng)器與第二低溫反應(yīng)器之間發(fā)生再吸附制冷， 第二階段制冷過程為第一低溫反應(yīng)器和高溫反應(yīng)器之間的再吸附制冷以及第二低溫反應(yīng) 器和蒸發(fā)器之間發(fā)生的制冷劑相變潛熱制冷。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中溫反應(yīng)器與輔助反應(yīng)器之間的化學(xué)反應(yīng)熱回收示意圖；
圖3是本發(fā)明和傳統(tǒng)技術(shù)的解吸循環(huán)圖的比較。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述的實(shí)施例。 如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括高溫反應(yīng)器1、高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管2、 高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3、高溫調(diào)節(jié)閥4、輔助反應(yīng)器5、輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管6、輔助反 應(yīng)化學(xué)吸附劑7、中溫調(diào)節(jié)閥8、中溫反應(yīng)器9、中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管10、中溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑11、第二再吸附調(diào)節(jié)閥12、第二低溫反應(yīng)器13、第二低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤 管14、低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15、第二低溫調(diào)節(jié)閥16、蒸發(fā)器換熱盤管17、蒸發(fā)器18、第一低 溫調(diào)節(jié)閥19、第一低溫反應(yīng)器20、第一低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管21、第一再吸附調(diào)節(jié) 閥22、輔助調(diào)節(jié)閥23、冷凝器換熱盤管24、冷凝器25和節(jié)流閥26，其中高溫反應(yīng)器1的出 口和高溫調(diào)節(jié)閥4的進(jìn)口相連，高溫調(diào)節(jié)閥4的出口和輔助反應(yīng)器5的進(jìn)口相連，輔助反應(yīng) 器5的出口和輔助調(diào)節(jié)閥23的進(jìn)口相連，輔助調(diào)節(jié)閥23的出口和冷凝器25的進(jìn)口相連， 冷凝器25的出口和節(jié)流閥26的進(jìn)口相連，節(jié)流閥26的出口和蒸發(fā)器18的進(jìn)口相連，蒸發(fā) 器18的左出口和第一低溫調(diào)節(jié)閥19的進(jìn)口相連，第一低溫調(diào)節(jié)閥19的出口和第一低溫反應(yīng)器20的進(jìn)口相連，第一低溫反應(yīng)器20的出口和第一再吸附調(diào)節(jié)閥22的進(jìn)口相連，第一 再吸附調(diào)節(jié)閥22的出口和高溫反應(yīng)器1的進(jìn)口相連，蒸發(fā)器18的右出口和第二低溫調(diào)節(jié) 閥16的進(jìn)口相連，第二低溫調(diào)節(jié)閥16的出口和第二低溫反應(yīng)器13的進(jìn)口相連，第二低溫 反應(yīng)器13的出口和第二再附調(diào)節(jié)閥12進(jìn)口連接，第二再吸附調(diào)節(jié)閥12出口與中溫反應(yīng)器 9進(jìn)口連接，中溫反應(yīng)器9的出口和中溫調(diào)節(jié)閥8的進(jìn)口相連，中溫調(diào)節(jié)閥8的出口和冷凝 器25的右進(jìn)口相連，高溫反應(yīng)器1中設(shè)有高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管2，輔助反應(yīng)器5中 設(shè)有輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管6，中溫反應(yīng)器9中設(shè)有中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管10，第 二低溫反應(yīng)器13中設(shè)有第二低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管14，第一低溫反應(yīng)器20中設(shè)有 第一低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管21，冷凝器25中設(shè)有冷凝器換熱盤管24，蒸發(fā)器18中 設(shè)有蒸發(fā)器換熱盤管17，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3填裝于高溫反應(yīng)器1內(nèi)，輔助反應(yīng)化學(xué)吸附 劑7填裝于輔助反應(yīng)器5內(nèi)，中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11填裝于中溫反應(yīng)器9內(nèi)，低溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑15填裝于第一低溫反應(yīng)器20和第二低溫反應(yīng)器13內(nèi)。 在相同的工作壓力下，所述的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的工作溫度高于輔助反應(yīng)化 學(xué)吸附劑7的工作溫度。 在相同的工作壓力下，所述的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的工作溫度高于中溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑11的工作溫度。 在相同的工作壓力下，所述的中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11的工作溫度高于輔助反應(yīng) 化學(xué)吸附劑7的工作溫度。 所述的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3在加熱解吸過程中，解吸反應(yīng)消耗的解吸熱由外界 高溫?zé)嵩刺峁?；所述的中溫反?yīng)化學(xué)吸附劑11在加熱解吸過程中，解吸反應(yīng)消耗的解吸熱 通過回收高溫反應(yīng)吸附劑3釋放的吸附熱提供；所述的輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7在加熱解吸 過程中，解吸反應(yīng)消耗的解吸熱通過回收中溫反應(yīng)吸附劑11釋放的吸附熱提供，外界高溫 熱源的利用和兩次內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)熱回收利用構(gòu)成了本系統(tǒng)的熱量多效利用過程。
所述的高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的加熱解吸過程為二級(jí)變壓解吸， 其解吸過程由高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3向輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的變壓解吸 過程和輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7向冷凝器25的加熱解吸過程組成。 在循環(huán)過程中，由外界高溫?zé)嵩摧斎胍淮谓馕鼰崃?，單次循環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)四次制 冷量輸出，其制冷量包括吸附制冷量和再吸附制冷量。 本系統(tǒng)的制冷過程為雙重吸附制冷過程，第一階段為第一低溫反應(yīng)器20與蒸發(fā) 器18之間的吸附制冷過程和高溫反應(yīng)器1與第一低溫反應(yīng)器20之間的再吸附制冷過程； 第二階段為第二低溫反應(yīng)器13與蒸發(fā)器18之間的吸附制冷過程和中溫反應(yīng)器9與第二低 溫反應(yīng)器13之間的再吸附制冷過程. 本系統(tǒng)中，制冷劑的流動(dòng)有兩個(gè)循環(huán)環(huán)路在第一個(gè)循環(huán)過程中，制冷劑依次經(jīng)過 高溫反應(yīng)器1、輔助反應(yīng)器5、冷凝器25、蒸發(fā)器18、第一低溫反應(yīng)器20，再回到高溫反應(yīng)器 1，形成第一個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循環(huán)回路；在第二個(gè)循環(huán)過程中，制冷劑依次經(jīng)過中溫反應(yīng)器9， 冷凝器25，蒸發(fā)器18，第二低溫反應(yīng)器13，再回到中溫反應(yīng)器9，形成第二個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循 環(huán)回路。 本實(shí)施例工作過程為 在制冷劑的第一個(gè)循環(huán)環(huán)路中，工作過程為
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(1)高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3在加熱解吸階段的變壓解吸過程和輔 助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的冷卻吸附過程。在高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的加熱解 吸過程中，關(guān)閉再吸附調(diào)節(jié)閥22，通過高溫反應(yīng)器加熱盤管2對(duì)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3進(jìn)行 加熱解吸，開啟高溫反應(yīng)器1與輔助反應(yīng)器5之間的高溫調(diào)節(jié)閥4，從高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫 反應(yīng)化學(xué)吸附劑3解吸出來的制冷劑蒸汽流經(jīng)高溫調(diào)節(jié)閥4進(jìn)入輔助反應(yīng)器5并與填充其 內(nèi)部的輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7發(fā)生吸附反應(yīng)，利用輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的吸附作用完成 高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的變壓解吸過程；同時(shí)，通過輔助反應(yīng)器加熱及冷卻 盤管6對(duì)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7進(jìn)行冷卻，輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管6把輔助反應(yīng)化學(xué) 吸附劑7與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的吸附熱帶走，完成輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng) 化學(xué)吸附劑7的冷卻吸附過程。 (2)輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的加熱解吸過程，此過程也為中溫反應(yīng) 器9與輔助反應(yīng)器5之間的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)熱回收過程。在輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的加熱解 吸過程中，關(guān)閉高溫調(diào)節(jié)閥4、中溫調(diào)節(jié)閥8及節(jié)流閥26，通過輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管 6對(duì)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7進(jìn)行加熱解吸，開啟輔助反應(yīng)器5與冷凝器25之間的輔助調(diào)節(jié) 閥23，從輔助反應(yīng)器5內(nèi)解吸出來的制冷劑蒸汽流經(jīng)輔助調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入冷凝器25，完成輔 助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的加熱解吸過程。 (3)制冷劑的冷凝和節(jié)流過程。從輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7解吸出 的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器25并與冷凝器換熱盤管24進(jìn)行換熱，放出熱量凝結(jié)成液態(tài)制冷 劑，然后流經(jīng)節(jié)流閥26節(jié)流形成低溫低壓的液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器18，完成制冷劑的凝結(jié) 及節(jié)流過程。 (4)第一低溫反應(yīng)器20內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑20的吸附制冷過程。在冷卻吸附 制冷過程中，關(guān)閉再吸附調(diào)節(jié)閥22，通過第一低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管21對(duì)第一低溫 反應(yīng)器20內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑20進(jìn)行冷卻，當(dāng)?shù)蜏胤磻?yīng)化學(xué)吸附劑20的溫度降低到吸 附溫度后，打開蒸發(fā)器18與第一低溫反應(yīng)器20之間的第一低溫調(diào)節(jié)閥19，低溫反應(yīng)化學(xué)吸 附劑20開始對(duì)蒸發(fā)器18中的制冷劑進(jìn)行吸附，蒸發(fā)器18中的低溫低壓液態(tài)制冷劑在低溫 反應(yīng)化學(xué)吸附劑20的吸附作用下發(fā)生相變，向蒸發(fā)器換熱盤管17的傳熱流體吸收熱量，產(chǎn) 生吸附制冷效果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的第一次冷量輸出。 (5)第一低溫反應(yīng)器20內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑20與高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑3之間的再吸附制冷過程。在再吸附過程中，關(guān)閉高溫調(diào)節(jié)閥4和第一低溫調(diào)節(jié) 閥19，利用高溫反應(yīng)器冷卻盤管2對(duì)高溫反應(yīng)器1中的高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3進(jìn)行冷卻使 其溫度降低，當(dāng)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的溫度下降到吸附溫度后，開啟高溫反應(yīng)器1與第一 低溫反應(yīng)器20之間的再吸附調(diào)節(jié)閥22，此時(shí)，高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3發(fā)生 高溫下的吸附反應(yīng)，第一低溫反應(yīng)器20內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑20發(fā)生低溫下的解吸反應(yīng)， 低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑20在解吸階段向第一低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管21中的傳熱流體 吸收熱量，產(chǎn)生再吸附制冷效果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的第二次冷量輸出。 在上述過程(5)中，高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3釋放的吸附熱通過高 溫反應(yīng)器冷卻盤管2中的傳熱流體進(jìn)行回收利用，為填充于中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué) 吸附劑11提供解吸熱，實(shí)現(xiàn)高溫反應(yīng)器1與中溫反應(yīng)器9之間的化學(xué)反應(yīng)熱回收過程，為 本系統(tǒng)第一次熱量回收過程。
在制冷劑的第二個(gè)循環(huán)環(huán)路中，工作過程為 (1)中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11的加熱解吸過程，此過程也為高溫反 應(yīng)器1與中溫反應(yīng)器9之間的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)熱回收過程。在化學(xué)反應(yīng)熱回收階段，高溫調(diào) 節(jié)閥4、輔助調(diào)節(jié)閥23及第二再吸附調(diào)節(jié)閥12均關(guān)閉，回收高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué) 吸附劑3在再吸附過程中產(chǎn)生的吸附熱，通過中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管10對(duì)中溫反應(yīng)器 9內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11進(jìn)行加熱解吸，當(dāng)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11的溫度上升到解吸溫 度后，開啟中溫反應(yīng)器9與冷凝器25之間的中溫調(diào)節(jié)閥8，制冷劑從中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反 應(yīng)化學(xué)吸附劑11解吸出來，完成中溫反應(yīng)器9的加熱解吸過程，亦完成本系統(tǒng)的第一次熱 量回收過程。 (2)制冷劑的冷凝和節(jié)流過程。從中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11解吸出 來的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器25并與冷凝器換熱盤管24進(jìn)行換熱，放出熱量凝結(jié)成液態(tài)制 冷劑，然后流經(jīng)節(jié)流閥26節(jié)流形成低溫低壓的液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器18，完成制冷劑的凝 結(jié)及節(jié)流過程。 (3)第二低溫反應(yīng)器13內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15的吸附制冷過程。在冷卻吸附 過程中，關(guān)閉第二再吸附調(diào)節(jié)閥12，通過第二低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤管14對(duì)第二低溫 反應(yīng)器13內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15進(jìn)行冷卻，當(dāng)?shù)蜏胤磻?yīng)化學(xué)吸附劑15的溫度降低到吸 附溫度后，打開蒸發(fā)器18與第二低溫反應(yīng)器13之間的第二低溫調(diào)節(jié)閥16，低溫反應(yīng)化學(xué)吸 附劑15開始對(duì)蒸發(fā)器18中的制冷劑進(jìn)行吸附，蒸發(fā)器18中的低溫低壓液態(tài)制冷劑在低溫 反應(yīng)化學(xué)吸附劑15的吸附作用下發(fā)生相變，向蒸發(fā)器換熱盤管17的傳熱流體吸收熱量，產(chǎn) 生吸附制冷效果，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的第三次冷量輸出。 (4)第二低溫反應(yīng)器13內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15與中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑ll之間的再吸附制冷過程。在再吸附過程中，關(guān)閉中溫調(diào)節(jié)閥8和第二低溫調(diào)節(jié) 閥16，利用中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管10對(duì)中溫反應(yīng)器9中的中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11進(jìn) 行冷卻使其溫度降低，當(dāng)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11的溫度下降到吸附溫度后，開啟中溫反應(yīng) 器9與第二低溫反應(yīng)器13之間的第二再吸附調(diào)節(jié)閥12，此時(shí)，中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化 學(xué)吸附劑11發(fā)生中溫下的吸附反應(yīng)，第二低溫反應(yīng)器13內(nèi)低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15發(fā)生低 溫下的解吸反應(yīng)，低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑15在解吸階段向第二低溫反應(yīng)器的加熱及冷卻盤 管14中的傳熱流體吸收熱量，產(chǎn)生再吸附制冷效果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的第四次冷量輸出。
在上述過程(4)中，中溫反應(yīng)器9內(nèi)中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑11釋放的吸附熱通過中 溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管10中的傳熱流體進(jìn)行回收利用，為填充于輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反 應(yīng)化學(xué)吸附劑7提供解吸熱，實(shí)現(xiàn)中溫反應(yīng)器9與輔助反應(yīng)器5之間的化學(xué)反應(yīng)熱回收過 程，完成系統(tǒng)的第二次熱量回收過程。 圖3為本實(shí)施例的制冷循環(huán)系統(tǒng)中，采用變壓解吸技術(shù)時(shí)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3 的加熱解吸過程Cl即eyron(克拉貝龍)循環(huán)圖。圖中P。為冷凝壓力，T。為冷凝溫度，Pe 為蒸發(fā)壓力，L為吸附制冷溫度，^為再吸附壓力，1Y為再吸附制冷溫度，Ta為吸附溫度，Pm 為變壓解吸壓力，Tm為實(shí)施變壓解吸技術(shù)時(shí)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)熱源溫度，Td為傳統(tǒng)吸附制冷循環(huán) 解吸時(shí)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)熱源溫度。A-I-E為傳統(tǒng)熱化學(xué)吸附制冷系統(tǒng)中高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3 的加熱解吸過程，A-B-C-D-E為本實(shí)施例中高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的加熱解吸過程，E-F是 制冷劑的冷凝和節(jié)流降壓過程，F(xiàn)-G為吸附制冷的過程，G-H-A為再吸附制冷的過程。
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對(duì)于傳統(tǒng)熱化學(xué)吸附制冷系統(tǒng)的加熱解吸過程A-I-E，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3發(fā)生解吸反應(yīng)時(shí)所需的外界驅(qū)動(dòng)熱源溫度為Td。 對(duì)于本實(shí)施例的熱化學(xué)吸附制冷系統(tǒng)的加熱解吸過程A-B-C-D-E，其中A_B_C為高溫反應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3向輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7的變壓解吸過程，C-D-E為輔助反應(yīng)器5內(nèi)輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7向冷凝器25的加熱解吸過程。在高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3的變壓解吸過程中，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3在外界熱源的加熱作用下發(fā)生解吸反應(yīng)，輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑7在冷卻作用下發(fā)生吸附反應(yīng)，此時(shí)高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑3發(fā)生解吸反應(yīng)時(shí)所需的外界驅(qū)動(dòng)熱源溫度為Tm。 可以看出，傳統(tǒng)熱化學(xué)吸附制冷系統(tǒng)加熱解吸過程A-I-E的外界驅(qū)動(dòng)熱源溫度Td，本實(shí)施例中，由于采用變壓解吸技術(shù)，加熱解吸過程A-B-C-D-E的外界驅(qū)動(dòng)熱源溫度為Tm。相對(duì)傳統(tǒng)熱化學(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，在相同的冷卻溫度下，本實(shí)施例可顯著降低熱化學(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的外界驅(qū)動(dòng)熱源溫度，從而可擴(kuò)大余熱的利用溫度范圍。
權(quán)利要求
一種變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括高溫反應(yīng)器、高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、高溫調(diào)節(jié)閥、冷凝器、冷凝器換熱盤管、中溫反應(yīng)器、中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、中溫調(diào)節(jié)閥、中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、第一再吸附調(diào)節(jié)閥、第二再吸附調(diào)節(jié)閥、第一低溫反應(yīng)器、第一低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、第二低溫反應(yīng)器、第二低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑、第一低溫調(diào)節(jié)閥、第二低溫調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和蒸發(fā)器換熱盤管，其特征在于，還包括輔助反應(yīng)器、輔助調(diào)節(jié)閥、輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管和輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑，其中高溫調(diào)節(jié)閥的出口和輔助反應(yīng)器的進(jìn)口相連，輔助反應(yīng)器的出口和輔助調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，輔助調(diào)節(jié)閥的出口和冷凝器的進(jìn)口相連，輔助反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于輔助反應(yīng)器內(nèi)，高溫反應(yīng)器的出口和高溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，冷凝器的出口和節(jié)流閥的進(jìn)口相連，節(jié)流閥的出口和蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，蒸發(fā)器的左出口和第一低溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第一低溫調(diào)節(jié)閥的出口和第一低溫反應(yīng)器進(jìn)口相連，第一低溫反應(yīng)器的出口和第一再吸附調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第一再吸附調(diào)節(jié)閥的出口和高溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，蒸發(fā)器的右出口和第二低溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第二低溫調(diào)節(jié)閥的出口和第二低溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，第二低溫反應(yīng)器的出口和第二再吸附調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，第二再吸附調(diào)節(jié)閥的出口和中溫反應(yīng)器的進(jìn)口相連，中溫反應(yīng)器的出口和中溫調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口相連，中溫調(diào)節(jié)閥的出口和冷凝器的進(jìn)口相連，高溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于高溫反應(yīng)器內(nèi)，高溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，輔助反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于輔助反應(yīng)器內(nèi)，輔助反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有輔助反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，冷凝器內(nèi)設(shè)有冷凝器換熱盤管，蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器換熱盤管，中溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于中溫反應(yīng)器內(nèi)，中溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有中溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，低溫反應(yīng)化學(xué)吸附劑填裝于第一低溫反應(yīng)器和第二低溫反應(yīng)器內(nèi)，第一低溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第一低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，第二低溫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第二低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，所述的高溫反應(yīng)器、輔助反應(yīng)器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一低溫反應(yīng)器和高溫反應(yīng)器依次連接構(gòu)成制冷劑的第一環(huán)狀流動(dòng)循環(huán)回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，所述的中溫反應(yīng)器、冷凝器、蒸發(fā)器、第二低溫反應(yīng)器和中溫反應(yīng)器依次連接構(gòu)成制冷劑的第二環(huán)狀流動(dòng)循環(huán)回路。
全文摘要
一種制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的變壓解吸型二級(jí)雙重?zé)峄瘜W(xué)吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)，高溫反應(yīng)器和輔助反應(yīng)器相連，輔助反應(yīng)器和冷凝器相連，冷凝器和蒸發(fā)器相連，蒸發(fā)器的左出口和第一低溫反應(yīng)器相連，第一低溫反應(yīng)器和高溫反應(yīng)器相連，蒸發(fā)器的右出口和第二低溫反應(yīng)器相連，第二低溫反應(yīng)器和中溫反應(yīng)器相連，中溫反應(yīng)器和冷凝器的相連，化學(xué)吸附劑填裝于反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有加熱及冷卻盤管，本發(fā)明采用二級(jí)變壓加熱解吸過程，顯著降低固體吸附制冷系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)熱源溫度，有效擴(kuò)大低品位余熱的利用溫度范圍，在每次循環(huán)過程中采用熱量的多效回收利用技術(shù)和雙重吸附制冷技術(shù)，單次循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)四次制冷量輸出，提高固體吸附制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作性能。
文檔編號(hào)F25B15/16GK101793442SQ20101013188
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者李廷賢, 王麗偉, 王如竹, 馬良 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)