專利名稱：吸附吸收耦合制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷裝置，更詳細(xì)地是涉及利用熱能如太陽能、工業(yè)余熱等驅(qū)動(dòng)，將局部溫度降到低于環(huán)境溫度的裝置，如用于冰箱、冰柜、冰庫、空調(diào)等的制冷裝置。
制冷裝置可分為吸附式制冷裝置和吸收式制冷裝置。所謂吸附式制冷是利用固體表面的氣體不斷脫附吸附實(shí)現(xiàn)制冷，主要由吸附器(再生器)、蒸發(fā)器、冷凝器構(gòu)成；吸收式制冷是利用氣體吸收放熱和液體蒸發(fā)吸熱循環(huán)實(shí)現(xiàn)制冷，主要由吸收器、再升器、分餾器、蒸發(fā)器、冷凝器構(gòu)成。
吸附式制冷裝置中采用的吸附劑性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)是有效吸附量。有效吸附量是指制冷過程中吸附劑上吸附量變化最大值。制冷量與有效吸附量成正比。
現(xiàn)有的吸附式制冷裝置和吸收式制冷裝置比傳統(tǒng)的電動(dòng)壓縮式制冷裝置有了很大的進(jìn)步，可直接使用熱能，如太陽能、工業(yè)余熱和其他熱能，但仍存在如下缺點(diǎn)1、常見的吸附式制冷裝置是水-沸石制冷裝置、氨-沸石制冷裝置，工作時(shí)裝置分別處于高真空和高壓操作狀態(tài)，常見的吸收式制冷裝置是氨吸收制冷裝置，工作時(shí)處于高壓狀態(tài)，因而對(duì)制冷裝置提出較高要求，造成制冷裝置復(fù)雜，使裝置造價(jià)高、維修費(fèi)用高；2、吸附制冷裝置工質(zhì)選擇僅限于單組分物質(zhì)，有效吸附量小，制冷量小，制冷效率低。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種造價(jià)低，制冷效率高的吸附吸收耦合制冷裝置。
本發(fā)明的吸附吸收耦合制冷裝置由吸附器、冷凝器、蒸發(fā)器依次用管線串接構(gòu)成，吸附器和冷凝器之間的管線上裝有閥門，吸附器和蒸發(fā)器是套管結(jié)構(gòu)的夾套裝置，吸附器夾套中安裝熱交換裝置，蒸發(fā)器夾套中裝有冷媒。
本發(fā)明在吸附器夾套中安裝熱交換裝置用于提供加熱解吸和冷卻吸附，蒸發(fā)器夾套中裝冷媒用于帶走蒸發(fā)冷量以制冷。
本發(fā)明的裝置采用兩種或兩種以上混合物質(zhì)作工質(zhì)，其中一種物質(zhì)(吸收劑)與其他物質(zhì)(制冷劑)在蒸發(fā)制冷過程中揮發(fā)性能有很大差別，吸收劑對(duì)制劑有強(qiáng)的吸收作用，也就是說，在操作溫度下，蒸發(fā)器蒸發(fā)時(shí)，吸收劑的氣相含量很小，可以省去現(xiàn)有吸收制冷裝置中的精餾裝置。吸附器中吸附劑對(duì)這些物質(zhì)具有相近的吸附性能，并且少量吸附劑在吸附劑上的吸附對(duì)制冷劑吸附有促進(jìn)作用，使吸附量比選擇單組分工質(zhì)的現(xiàn)有制冷裝置有較大增加。
本發(fā)明裝置的工作過程如下(1)吸附蒸發(fā)制冷過程，工質(zhì)溶液在蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷，吸附器中吸附制冷劑的吸附熱可由冷卻物質(zhì)帶走去供熱，這個(gè)吸附循環(huán)的蒸發(fā)過程剛好耦合于吸收的再生過程；(2)解吸冷凝過程，這時(shí)的吸附器起再生器作用，蒸發(fā)器起吸收器的作用，制冷劑在吸附器中被熱源加熱解吸蒸發(fā)脫附到蒸發(fā)器中吸收。由于蒸發(fā)器里吸收劑中的制冷劑的濃度低，解吸出來的制冷劑蒸汽制冷劑的濃度高，大量的制冷劑蒸汽被蒸發(fā)器的吸收劑吸收，其解吸循環(huán)的冷凝過程又剛好耦合于吸收裝置的吸收過程，吸附劑對(duì)脫附出的制冷劑的吸收又對(duì)脫附有促進(jìn)作用，使脫附量比采用單組分工質(zhì)現(xiàn)有制冷裝置由較大增加。
在本發(fā)明的裝置中，有效吸附量與制冷蒸發(fā)量相同，因此有效吸附量與制冷蒸發(fā)量仍成正比。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明裝置可以采用雙組分或多組分工質(zhì)，例如，以水為吸收劑，以氨為制冷劑，通過調(diào)整工質(zhì)濃度改變吸附解吸過程的壓力，使裝置可以在常壓下工作；2、吸收劑對(duì)脫附、吸附過程的促進(jìn)作用使本發(fā)明裝置有效吸附量增加，也就是制冷蒸發(fā)量增加，從而使單位體積吸附劑提高較多冷量，制冷效率提高。同時(shí)，需要提供一定量冷量時(shí)，需要較少量吸附劑，所以吸附器體積可減小，本發(fā)明裝置體積隨之減小。


圖1是本發(fā)明的吸附吸收耦合制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
下面通過實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)說明。
實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明的吸附吸收耦合制冷裝置由吸附器1、冷凝器2、蒸發(fā)器3依次用管線4串接構(gòu)成，吸附器1和冷凝器2之間的管線4上裝有閥門5，吸附器1和蒸發(fā)器3是套管結(jié)構(gòu)的夾套裝置，吸附器1夾套中安裝加熱裝置6，加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，以提供脫附熱，蒸發(fā)器3夾套中裝有冷媒水帶走蒸發(fā)冷量以制冷。
本例的混合工質(zhì)為氨水，其中水是吸收劑，氨是制冷劑，吸附劑為13X分子篩。
工作時(shí)，將氨水溶液裝入蒸發(fā)器3中，隨著不斷的蒸發(fā)吸附，冷量被冷凝器夾套中的水帶出，氨水蒸發(fā)汽相被吸附器1吸附，吸附脫附溫度由其夾套中的導(dǎo)熱油浴通過電加熱來控制，油浴中置有電加熱絲，能迅速均勻地加熱周圍的導(dǎo)熱油。
蒸發(fā)制冷吸附過程當(dāng)吸附器1的溫度降低到一定程度，關(guān)閉冷凝器2的冷卻水，打開閥門5。分子篩開始吸附氨水蒸發(fā)物，引起裝置的壓強(qiáng)降低，這一點(diǎn)可以通過壓差計(jì)看到。氨水也因此開始大量蒸發(fā)，制冷水溫度也會(huì)因而降低，最后當(dāng)吸附接近平衡時(shí)，制冷過程結(jié)束。
吸收脫附過程利用熱油浴(油浴本身可以用電加熱或其他熱能加熱)加熱吸附器1，同時(shí)對(duì)冷凝器2同冷卻水，氨水混合蒸汽開始在冷凝器2內(nèi)冷凝，冷凝液在重力作用下進(jìn)入蒸發(fā)器3，當(dāng)達(dá)到一定脫附溫度時(shí)，冷凝液流量減少。經(jīng)過一段時(shí)間，分子篩達(dá)到平衡吸附，結(jié)束此過程，關(guān)閉閥門5，降低吸附器1溫度，準(zhǔn)備開始下一個(gè)循環(huán)過程。
本例中的氨水濃度為0.15mol/mol(30℃)，蒸發(fā)溫度為-5-10℃，冷源為自然冷源(一般是30℃)，吸附和吸收溫度為30℃，脫附溫度為110℃，蒸發(fā)壓力為30-40kPa絕對(duì)壓力，脫附冷凝壓力為70-120kPa絕對(duì)壓力，本發(fā)明裝置壓力接近常壓，其制冷性能系數(shù)COP為0.35-0.6。
采用純水工質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)的水制冷裝置，在相同工況下進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果是其制冷性能系數(shù)COP為0.25-0.32。
由此可見，與現(xiàn)有的制冷裝置相比，本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省卻精餾裝置；工作壓力接近常壓，對(duì)容器要求降低，制造、維護(hù)成本大幅度下降；整體制冷效率高。
權(quán)利要求
1.一種吸附吸收耦合制冷裝置，由吸附器、冷凝器、蒸發(fā)器依次用管線串接構(gòu)成，吸附器和冷凝器之間的管線上裝有閥門，吸附器和蒸發(fā)器是套管結(jié)構(gòu)的夾套裝置，吸附器夾套中安裝熱交換裝置，蒸發(fā)器夾套中裝有冷媒。
全文摘要
一種吸附吸收耦合制冷裝置,其特征在于由吸附器、冷凝器、蒸發(fā)器依次用管線串接構(gòu)成,吸附器和冷凝器之間的管線上裝有閥門,吸附器和蒸發(fā)器是套管結(jié)構(gòu)的夾套裝置,吸附器夾套中安裝熱交換裝置,蒸發(fā)器夾套中裝有冷媒;該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,省卻精餾裝置,工作壓力接近常壓,對(duì)容器要求降低,制造、維護(hù)成本大幅度下降,整體制冷效率高。
文檔編號(hào)F25B15/04GK1232159SQ9911615
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1999年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者朱冬生 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)