CN102539474A - 测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法，整个装置可以分为三个子系统：(1).吸附床吸附/脱附系统；(2).水蒸气冷凝、计量系统；(3).抽真空、真空测量系统。本发明建立了一种新型测试整体成形太阳能吸附剂吸附性能的装置，对沸石-硅酸钠-水这三种物质按不同比例混合成形的吸附床样品的吸附性能进行测试和比较。同时，由于真空测量仪与实验系统相连接，系统内部在实验进程中的气压变化能够得以反馈。另外，本发明可通过改变参数法，实现吸附床在不同条件下测试其吸附/脱附性能。本发明还支持同时测量多个吸附床式样的吸附性能，节能又经济。

Description

测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种测试吸附剂吸附性能的装置及其方法，特别是涉及一种测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法。

背景技术

太阳能吸附性制冷是一种集节能、低碳、无污染、无噪声、无运动部件等多种优点于一体的制冷技术，在空调行业是极具有研究和发展潜力的。

太阳能吸附性制冷的原理是利用特定的吸附剂(沸石-硅酸钠-水)对某些工质(水、氨等)气体的吸附能力随温度不同而不同，加热吸附剂时析出制冷剂气体，并使之凝为液体，而在冷却吸附剂时，制冷剂蒸发，产生制冷作用。国内外对于太阳能制冷吸附剂吸附性能的测试研究有不少，但主要还停留在对颗粒状的或粉状的吸附剂的吸附性能的测试。而如今为了减小真空集热管内的传热系数，将沸石粉与具有粘合作用的硅酸钠按一定的比例混合，从而形成整体成型的吸附床。此类型吸附床不但不会堵塞吸附/脱附通道，而且减小了传热系数，使传热/冷却效率提高，缩短了吸附/脱附周期。

而对于此类整体成型的太阳能制冷吸附床的吸附性能到底如何，国内外还没有专家或学者搭建相应的试验台进行测试。因此需要建立一种新型测试整体成形太阳能吸附剂吸附性能的装置，然后对沸石-硅酸钠-水这三种物质按不同比例混合成形的吸附床样品的吸附性能进行测试和比较。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种简便实现测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，所述装置包括恒温油浴加热仪、导热油、吸附床样品、复数只测量管和复数只恒温水管，所述恒温油浴加热仪中装有导热油，所述导热油中插入有复数只吸附床，吸附床样品安装在吸附床内，吸附床的吸附/脱附通道上安装有真空连接头，恒温水管内装有水，测量管插入恒温水管装的水中，恒温水管的上下均开有孔，两孔均通过硅胶管与一水箱连接，上面的硅胶管上安装有一截至阀，下面的硅胶管上安装有一截至阀和一循环水泵，水箱中安装有恒温水浴加热仪，测量管的上端安装有真空连接头，真空连接头的另一端连接有真空电阻规，真空电阻规上电连接一只真空计，真空电阻规上还连接有真空阀门，真空阀门的另一端为真空泵，温油浴加热仪上还安装有一水龙头。

在本发明的具体实施例子中，所选用的真空电阻规的测试量程为10^-1～10⁵Pa。

在本发明的具体实施例子中，所测试的吸附床样品是一种复合成型的太阳能吸附剂吸附床，是采用13X沸石分子筛与硅溶胶复合而成的复合吸附剂吸附床的形状结构。

在本发明的具体实施例子中，吸附床为内径为35mm的透明玻璃管，玻璃管底部密封，顶部与内径为6mm的细玻璃管密封焊接，细玻璃管的另一侧开口。

在本发明的具体实施例子中，所述截至阀为玻璃旋塞阀。

一种装置测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，所述方法包括如下步骤：

(1).在实验开始之前，先将由沸石-硅酸钠-水复合成型的吸附床样品置于烘箱内进行高温活化，同时使其内部的空气和水分全部脱离；

(2).在测量管内加入适量蒸馏水，然后将试验台各部件连接完毕，真空电阻规与真空计相连接并通电，接着将吸附床样品置于盛满导热油的恒温油浴加热仪内，开启真空泵，对系统抽真空至一定大气压后，紧闭真空阀门；

(3).加热吸附床样品至所设定的温度，然后保持该温度不变，与此同时开启恒温水浴加热仪及循环水泵，对测量管进行冷却，此时吸附床开始脱附过程；

(4).待吸附床脱附一定时间后，关闭恒温油浴加热仪，停止加热，开启水龙头，将导热油迅速地排出，使吸附床得以迅速冷却，开始吸附过程，吸附持续时间为5-10小时，记录真空计的数值及测量管内水位变化；

(5).将导热油倒入恒温油浴加热仪内，再次开启恒温油浴加热仪、恒温水浴加热仪及水泵，使吸附床内的水分受热变成水蒸气脱附出来，然后在测量管内冷凝，记录测量管内的水位变化和真空计的读数；

(6).待水位不再升高时，关闭恒温油浴加热仪，并打开水龙头，将高温的导热油迅速排出，使吸附床快速得以冷却并开始吸附过程，记录真空计的读数和测量管内的水位变化。

在本发明的具体实施例子中，所述步骤(3)中所设定的温度的范围为180-220℃。

在本发明的具体实施例子中，所述步骤(3)中所设定的温度为200℃。

在本发明的具体实施例子中，所述步骤(4)吸附持续时间为8小时。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置及其方法具有以下优点：本发明建立了一种新型测试整体成形太阳能吸附剂吸附性能的装置，然后对沸石-硅酸钠-水这三种物质按不同比例混合成形的吸附床样品的吸附性能进行测试和比较。同时，由于真空测量仪与实验系统相连接，系统内部在实验进程中的气压变化能够得以反馈。另外，本发明可通过改变参数法，实现吸附床在不同条件下测试其吸附/脱附性能。本发明还支持同时测量多个吸附床式样的吸附性能，节能又经济。

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图。

图2是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1是本发明的原理结构示意图，图2是本发明的系统结构示意图。如图1和2所示：本发明包括恒温油浴加热仪1、导热油2、吸附床样品3、复数只测量管4和复数只恒温水管5，所述恒温油浴加热仪1中装有导热油2，所述导热油2中插入有复数只吸附床17，吸附床样品3安装在吸附床17内，吸附床17的吸附/脱附通道6上安装有真空连接头7，恒温水管5内装有水，测量管4插入恒温水管5装的水中，恒温水管5的上下均开有孔，两孔均通过硅胶管11与一水箱14连接，上面的硅胶管11上安装有一截至阀16，下面的硅胶管11上安装有一截至阀16和一循环水泵13，水箱14中安装有恒温水浴加热仪12，测量管4的上端安装有真空连接头7，真空连接头7的另一端连接有真空电阻规8，真空电阻规8上电连接一只真空计18，真空电阻规8上还连接有真空阀门9，真空阀门9的另一端为真空泵10，温油浴加热仪1上还安装有一水龙头15。

在本发明的具体实施例子中，所选用的真空电阻规8的测试量程为10^-1～10⁵Pa。

在本发明的具体实施例子中，所测试的吸附床样品3是一种复合成型的太阳能吸附剂吸附床，是采用13X沸石分子筛与硅溶胶复合而成的复合吸附剂吸附床的形状结构。

在本发明的具体实施例子中，吸附床17为内径为35mm的透明玻璃管，玻璃管底部密封，顶部与内径为6mm的细玻璃管密封焊接，细玻璃管的另一侧开口。

在本发明的具体实施例子中，所述截至阀16为玻璃旋塞阀。

一种使用测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，所述方法包括如下步骤：

(1).在实验开始之前，先将由沸石-硅酸钠-水复合成型的吸附床样品3置于烘箱内进行高温活化，同时使其内部的空气和水分全部脱离；

(2).在测量管4内加入适量蒸馏水，然后将试验台各部件连接完毕，真空电阻规8与真空计18相连接并通电，接着将吸附床样品3置于盛满导热油的恒温油浴加热仪1内，开启真空泵10，对系统抽真空至一定大气压后，紧闭真空阀门9；

(3).加热吸附床样品3至所设定的温度，然后保持该温度不变，与此同时开启恒温水浴加热仪12及循环水泵13，对测量管4进行冷却，此时吸附床17开始脱附过程；

(4).待吸附床17脱附一定时间后，关闭恒温油浴加热仪1，停止加热，开启水龙头15，将导热油迅速地排出，使吸附床17得以迅速冷却，开始吸附过程，吸附持续时间为5-10小时，记录真空计18的数值及测量管4内水位变化；

(5).将导热油倒入恒温油浴加热仪1内，再次开启恒温油浴加热仪1、恒温水浴加热仪12及水泵13，使吸附床17内的水分受热变成水蒸气脱附出来，然后在测量管4内冷凝，记录测量管4内的水位变化和真空计18的读数；

(6).待水位不再升高时，关闭恒温油浴加热仪1，并打开水龙头15，将高温的导热油2迅速排出，使吸附床17快速得以冷却并开始吸附过程，记录真空计18的读数和测量管4内的水位变化。

所述步骤(3)中所设定的温度的范围为180-220℃，优选为200℃；步骤(4)吸附持续时间为8小时。

本发明建立了一种新型测试整体成形太阳能吸附剂吸附性能的装置，然后对沸石-硅酸钠-水这三种物质按不同比例混合成形的吸附床样品的吸附性能进行测试和比较。同时，由于真空测量仪与实验系统相连接，系统内部在实验进程中的气压变化能够得以反馈。另外，本发明可通过改变参数法，实现吸附床在不同条件下测试其吸附/脱附性能。本发明还支持同时测量多个吸附床式样的吸附性能，节能又经济。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，其特征在于：所述装置包括恒温油浴加热仪(1)、导热油(2)、吸附床样品(3)、复数只测量管4和复数只恒温水管(5)，所述恒温油浴加热仪(1)中装有导热油(2)，所述导热油(2)中插入有复数只吸附床(17)，吸附床样品(3)安装在吸附床(17)内，吸附床(17)的吸附/脱附通道(6)上安装有真空连接头(7)，恒温水管(5)内装有水，测量管(4)插入恒温水管(5)装的水中，恒温水管(5)的上下均开有孔，两孔均通过硅胶管(11)与一水箱(14)连接，上面的硅胶管(11)上安装有一截至阀(16)，下面的硅胶管(11)上安装有一截至阀(16)和一循环水泵(13)，水箱(14)中安装有恒温水浴加热仪(12)，测量管(4)的上端安装有真空连接头(7)，真空连接头(7)的另一端连接有真空电阻规(8)，真空电阻规(8)上电连接一只真空计(18)，真空电阻规(8)上还连接有真空阀门(9)，真空阀门(9)的另一端为真空泵(10)，温油浴加热仪(1)上还安装有一水龙头(15)。

2.根据权利要求1所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，其特征在于：所选用的真空电阻规(8)的测试量程为10^-1～10⁵Pa。

3.根据权利要求1所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，其特征在于：所测试的吸附床样品(3)是一种复合成型的太阳能吸附剂吸附床，是采用13X沸石分子筛与硅溶胶复合而成的复合吸附剂吸附床的形状结构。

4.根据权利要求1所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，其特征在于：所述吸附床(17)为内径为35mm的透明玻璃管，玻璃管底部密封，顶部与内径为6mm的细玻璃管密封焊接，细玻璃管的另一侧开口。

5.根据权利要求1所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的装置，其特征在于：所述截至阀(16)为玻璃旋塞阀。

6.一种使用权利要求1中的装置测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1).在实验开始之前，先将由沸石-硅酸钠-水复合成型的吸附床样品(3)置于烘箱内进行高温活化，同时使其内部的空气和水分全部脱离；

(2).在测量管(4)内加入适量蒸馏水，然后将试验台各部件连接完毕，真空电阻规(8)与真空计(18)相连接并通电，接着将吸附床样品(3)置于盛满导热油的恒温油浴加热仪(1)内，开启真空泵(10)，对系统抽真空至一定大气压后，紧闭真空阀门(9)；

(3).加热吸附床样品(3)至所设定的温度，然后保持该温度不变，与此同时开启恒温水浴加热仪(12)及循环水泵(13)，对测量管(4)进行冷却，此时吸附床(17)开始脱附过程；

(4).待吸附床(17)脱附一定时间后，关闭恒温油浴加热仪(1)，停止加热，开启水龙头(15)，将导热油迅速地排出，使吸附床(17)得以迅速冷却，开始吸附过程，吸附持续时间为5-10小时，记录真空计(18)的数值及测量管(4)内水位变化；

(5).将导热油倒入恒温油浴加热仪(1)内，再次开启恒温油浴加热仪(1)、恒温水浴加热仪(12)及水泵(13)，使吸附床(17)内的水分受热变成水蒸气脱附出来，然后在测量管(4)内冷凝，记录测量管(4)内的水位变化和真空计(18)的读数；

(6).待水位不再升高时，关闭恒温油浴加热仪(1)，并打开水龙头(15)，将高温的导热油(2)迅速排出，使吸附床(17)快速得以冷却并开始吸附过程，记录真空计(18)的读数和测量管(4)内的水位变化。

7.根据权利要求6所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，其特征在于：所述步骤(3)中所设定的温度的范围为180-220℃。

8.根据权利要求7所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，其特征在于：所述步骤(3)中所设定的温度为200℃。

9.根据权利要求6所述的测试整体成形太阳能制冷吸附剂吸附性能的方法，其特征在于：所述步骤(4)吸附持续时间为8小时。

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