CN101324385A - 低品位热能驱动式热压缩机 - Google Patents

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李素玲
吴静怡
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Abstract

本发明公开一种制冷技术领域的低品位热能驱动式热压缩机，其中：加热管路位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器位于第一吸附床和第二吸附床的下部，蒸汽发生器上部通过第一加热阀门与第一吸附单元管相连，然后通过第一蒸汽回流阀回流到蒸汽发生器，蒸汽发生器上部通过第二加热阀门与第二吸附单元管相连，然后通过第二蒸汽回流阀流回蒸汽发生器，冷却器位于蒸汽发生器的下部，冷却管路位于冷却器内部，冷却器上部通过水泵与冷却三通阀连接，冷却三通阀另外两个通道分别与第一吸附单元管和第二吸附单元管相连，吸附剂位于吸附单元管内部。本发明解决了腐蚀问题，减少阀门数量，改善了阀门的工作工况，提高了系统运行可靠性和安全性。

Description

低品位热能驱动式热压缩机
技术领域
本发明涉及一种制冷技术领域的压缩机，具体地说，是一种低品位热能驱动式热压缩机。
背景技术
吸附式制冷具有零ODP臭氧消耗潜能值、零GWP全球温暖化潜力值、能够利用低品位热能等优点，符合21世纪有关经济，环保可持续发展的人类发展主题。吸附式制冷系统可以采用低品位的热能，如太阳能，工业余热，发动机余热和地热等，这对制冷/空调领域的节能意义重大，因此可以对目前电力的紧张供应起到缓解作用。另外与蒸汽压缩式制冷相比，它具有结构简单，无运动部件，噪声低，寿命长等特点，和吸收式制冷相比，吸附式制冷不存在结晶和精馏问题。吸附式制冷采用固体作为吸附剂，因此，它的应用范围更广泛，可以用于震动，倾颠和旋转等场所，能更有效的利用低品位热源。
经对现有技术的公开文献检索发现，专利申请号：200310108923.名称为：复合交变热管吸附床，该专利采用氨为制冷剂，氯化钙为吸附剂。改吸附床的加热与冷却形式采用复合交变热管，但由于其吸附床的加热部分采用烟气直接对热管进行加热，在吸附床冷却时，烟气阀门关闭，吸附床的热管加热段是处于冷热交变状态，这样烟气会在吸附床的热管加热段管路上凝结，形成酸蚀。另一方面该系统在冷却状态下，控制热管加热段的阀门关闭，这样由于吸附床部分的热管与热管加热段的热管分别属于两个不同的密闭空间，同时两部分的温度也存在一定的差异，所以热管加热段的压力要高于吸附床内热管内部的压力，这样不利于系统的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种低品位热能驱动式热压缩机，使吸附床的加热和冷却分别通过闭路循环完成，解决现有复合交变热管吸附床中热管由于冷热交变而导致的烟气腐蚀问题，同时减少阀门的数量以提高系统运行的可靠性，再者改变系统中阀门的工作状态，使阀门始终处于正压状态，提高系统的工作寿命。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述低品位热能驱动式热压缩机，包括：冷却器、冷却管路、水泵、加热管路、蒸汽发生器、第一蒸汽回流阀、第二蒸汽回流阀、第一吸附床、第二吸附床、第一吸附单元管、第二吸附单元管、吸附剂、第一蒸汽加热阀、第二蒸汽加热阀、冷却三通阀。加热管路位于蒸汽发生器内，加热管路内部通加热蒸汽，蒸汽发生器位于第一吸附床和第二吸附床的下部，蒸汽发生器上部通过第一加热阀门与第一吸附单元管相连，然后通过第一蒸汽回流阀回流到蒸汽发生器，蒸汽发生器上部通过第二加热阀门与第二吸附单元管相连，然后通过第二蒸汽回流阀流回蒸汽发生器。冷却器位于蒸汽发生器的下部。冷却管路位于冷却器内部，冷却器上部通过水泵与冷却三通阀连接，冷却三通阀另外两个通道分别与第一吸附单元管和第二吸附单元管相连。吸附剂位于第一吸附单元管和第二吸附单元管的内部。
本发明的主要工作过程有两个，一为第一吸附床的加热解吸过程，第二吸附床的冷却吸附过程，另一个为第一吸附床的冷却过程，第二吸附床的加热解吸过程。本发明在吸附床的冷却过程中吸附剂能够和制冷剂结合，导致制冷剂的在制冷剂表面蒸发，系统中的温度降低，压力下降。而在吸附床的加热过程中，吸附床中的吸附剂与制冷剂分离，系统中的温度升高，压力升高。因此，此系统与电压缩式制冷系统中的压缩机原理相似，而此系统的驱动能为热能，故称之为热压缩机。
本发明的有益效果：闭路式热管加热和单相流体冷却，有效的解决了以往热管型吸附式制冷系统的盐析腐蚀，烟气腐蚀以及安全隐患问题。吸附床的加热和冷却采用相同的工作介质，简化了吸附床的结构；改善了加热和冷却三通阀的工作状态，使得阀门始终处于正压的工作条件，提高了阀门的使用寿命和系统运行的可靠性。相对于已有的复合交变热管吸附床，这种设计方式的优点还在于可以利用一个蒸汽发生器和一个冷却器对多个吸附床进行加热和冷却，完成多床热压缩机的加热解吸和冷却吸附过程。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例所述的低品位热能驱动式热压缩机包括：冷却器1，冷却管路2，水泵3，加热管路4，蒸汽发生器5，第一蒸汽回流阀6a，第二蒸汽回流阀6b，第一吸附床7a，第二吸附床7b，第一吸附单元管8a，第二吸附单元管8b，吸附剂9，第一蒸汽加热阀10a，第二蒸汽加热阀10b，冷却三通阀11。连接方式为：加热管路4位于蒸汽发生器5内，管内部通加热蒸汽，蒸汽发生器5位于第一吸附床7a和第二吸附床7b的下部。蒸汽发生器5上部通过第一加热阀门10a与第一吸附单元管8a相连，然后通过第一蒸汽回流阀6a回到蒸汽发生器5。同时蒸汽发生器5上部通过第二加热阀门10b与第二吸附单元管8b相连，然后通过第二蒸汽回流阀6b回到蒸汽发生器5。冷却器1位于蒸汽发生器5的下部。冷却管路2位于冷却器1内部，管内通冷却水，冷却器1上部通过水泵3与冷却三通阀11连接，冷却三通阀11的另外两个通道分别与第一吸附单元管8a和第二吸附单元管8b相连。吸附剂9位于第一吸附单元管8a和第二吸附单元管8b的内部。
本实施例中，第一吸附单元管8a和第二吸附单元管8b为外翅片式翅片管，进一步的，为钢铝翅片管。
本实施例中，吸附剂9位于第一吸附单元管8a和第二吸附单元管8b的外翅片的翅片之间。蒸汽发生器5和冷却器1采用相同的工作介质。
本实施例中，第一吸附单元管8a和第二吸附单元管8b分别设置在第一吸附床7a和第二吸附床7b内部。第一吸附床7a和第二吸附床7b均设置在同一个蒸汽发生器5之上。蒸汽发生器5设置在冷却器1之上。
本实施例主要工作过程有两个，一为第一吸附床7a的加热解吸过程，第二吸附床7b的冷却过程。二为第二吸附床7b的加热解吸过程，第一吸附床7a的冷却吸附过程。以下对这两个工作过程作详细的描述。
一、第一吸附床7a的加热解吸和第二吸附床7b的冷却吸附过程。
在第二吸附床7b的冷却吸附过程中，与第二吸附床7b连接的第二加热阀门10b关闭，冷却三通阀11开启，冷却器1中的冷却介质在水泵3的提升作用下进入第二吸附床中的第二吸附单元管8b，在第二吸附单元管8b中吸收吸附热后，重新回到冷却器1中被冷却水冷却，重复以上过程对第二吸附床7b中第二吸附单元管8b翅片间的吸附剂进行冷却，当吸附剂9的温度降到吸附温度后，制冷剂开始与吸附剂结合，完成吸附过程。
在第一吸附床7a加热解吸过程中，与第一吸附床7a连接的冷却三通阀11关闭，第一蒸汽加热阀门10a开启。在外界热源的加热作用下，蒸汽发生器5中的工作介质蒸发，从蒸汽发生器5中出来的蒸汽通过第一蒸汽加热阀10a进入第一吸附单元管8a，为第一吸附单元管8a提供热量并使第一吸附单元管8a的温度上升，当第一吸附床7a中第一吸附单元管8a翅片间的吸附剂9温度上升到解吸温度后，与吸附剂9结合的制冷剂从吸附剂9中解吸出来，完成吸附剂9的再生过程，即解吸过程。为切换后的吸附过程做准备。
二、第二吸附床7b的加热解吸和第一吸附床7a的冷却吸附过程。
在第一吸附床7a的冷却吸附过程中，与第一吸附床7a连接的第二加热阀门10a关闭，冷却三通阀11与第一吸附床7a连通的一侧开启，冷却器1中的冷却介质在水泵3的提升作用下进入第一吸附床7a中的第一吸附单元管8a，在第一吸附单元管8a中吸收吸附热后，重新回到冷却器1中被冷却水冷却，重复以上过程对第一吸附床7a中第一吸附单元管8a翅片间的吸附剂9进行冷却，当吸附剂9的温度降到吸附温度后，制冷剂开始与吸附剂9结合，完成吸附过程。
在第二吸附床7b加热解吸过程中，与第二吸附床7b连接的冷却三通阀11关闭，第二蒸汽加热阀门10b开启。在外界热源的加热作用下，蒸汽发生器5中的工作介质蒸发，从蒸汽发生器5中出来的蒸汽通过第二蒸汽加热阀10b进入第二吸附单元管8b，为第二吸附单元管8b提供热量并使第二吸附单元管8b的温度上升，当第二吸附床7b中第二吸附单元管8b翅片间的吸附剂9温度上升到解吸温度后，与吸附剂9结合的制冷剂从吸附剂9中解吸出来，完成吸附剂9的再生过程，即解吸过程。为切换后的吸附过程做准备。

Claims (5)

1、一种低品位热能驱动式热压缩机，其特征在于，包括：冷却器、冷却管路、水泵、加热管路、蒸汽发生器、第一蒸汽回流阀、第二蒸汽回流阀、第一吸附床、第二吸附床、第一吸附单元管、第二吸附单元管、吸附剂、第一蒸汽加热阀、第二蒸汽加热阀、冷却三通阀，其中：加热管路位于蒸汽发生器内，加热管路内部通加热蒸汽，蒸汽发生器位于第一吸附床和第二吸附床的下部，蒸汽发生器上部通过第一加热阀门与第一吸附单元管相连，然后通过第一蒸汽回流阀回流到蒸汽发生器，蒸汽发生器上部通过第二加热阀门与第二吸附单元管相连，然后通过第二蒸汽回流阀流回蒸汽发生器，冷却器位于蒸汽发生器的下部，冷却管路位于冷却器内部，冷却器上部通过水泵与冷却三通阀连接，冷却三通阀另外两个通道分别与第一吸附单元管和第二吸附单元管相连，吸附剂位于第一吸附单元管和第二吸附单元管的内部。
2、根据权利要求1所述的低品位热能驱动式热压缩机，其特征是，所述第一吸附单元管和第二吸附单元管为外翅片式翅片管，吸附剂位于外翅片的翅片之间。
3、根据权利要求2所述的低品位热能驱动式热压缩机，其特征是，所述第一吸附单元管和第二吸附单元管为外翅片式钢铝翅片管。
4、根据权利要求1所述的低品位热能驱动式热压缩机，其特征是，所述第一吸附单元管和第二吸附单元管分别设置在第一吸附床和第二吸附床内部。
5、根据权利要求1所述的低品位热能驱动式热压缩机，其特征是，所述蒸汽发生器和冷却器，它们工作介质相同。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102221269A (zh) * 2010-09-13 2011-10-19 海宁伊满阁太阳能科技有限公司 玻璃壳体吸收式吸附式制冷装置
CN102313340A (zh) * 2011-03-30 2012-01-11 上海本家空调系统有限公司 热能驱动式空调装置及其控制方法

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PB01 Publication
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