CN103673377A - 一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统,属于制冷装置技术领域。太阳能制冷系统由槽式集热器、蓄热器、吸附式制冷系统、冷却器、集热器控制阀门、吸附床控制阀门、循环泵I、循环泵II、三通换向阀I、三通换向阀II构成。吸附床应用于吸附式制冷系统中,包括吸附床外壳体、U型管、翅片、蒸发器接口、冷凝器接口、压力表、温度传感器、吸附床支撑板。吸附床热源采用槽式太阳能集热系统,可以把导热油加热到180℃~220℃,可使吸附床上吸附剂进行深度解析,增大了单位冷剂蒸汽的制冷量。吸附床床体采用翅片管式结构,有效增加了热传递效率。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统,特别是运用了太阳能中高温制冷,属于制冷装置技术领域。
技术背景
环境和能源问题一直是社会发展面临的重大问题。随着人们生活水平的提高,对环境舒适性的要求不断提高,使得夏季空调需求增加。这不仅加重了全球气候的变暖、臭氧层的破坏、能源的紧张,而且加重了夏季用电高峰时的电负荷。太阳能制冷技术能够有效的缓解这些问题,符合当前能源、环境协调发展的总趋势。
近20年来,吸附式制冷技术,从吸附工质对的性能、吸附床的传热传质和系统循环结构方面不断的探索,太阳能吸附制冷取得了飞跃式的发展。由于化学吸附剂的吸附、解析热大,制冷功率大,在吸附制冷领域应用不断增加,但是化学吸附剂存在膨胀结块现象,会影响制冷剂气体的渗透性能、热量传递性能,这是化学吸附制冷领域一直要解决的问题之一。
对于化学吸附式制冷,吸附剂的解析是分部进行的,温度越高解析的越彻底。当温度为80℃~90℃时,发生解析过程,当温度达到120℃时,第一次解析完的吸附剂还会再次解析,发生深度解析过程。目前绝大多数太阳能吸附床的温度在100℃以下,只能进行普通解析过程,不仅影响了制冷剂的生成,而且温差小,导致热传递效率低。专利“一种翅片管式太阳能吸附式制冷系统”(公开号:CN202209810)使用的是平板式太阳能集热器,吸附床温度太低,需要辅助加热设备。专利“以太阳能为驱动热源的吸附式制冷系统”(公开号:CN202420025)使用的也是平板式太阳能集热器,其翅片与集热器在一起,传质通道很容易被吸附剂膨胀结块所堵塞。如何加强吸附床的传热传质效果、提高太阳能能集热效率,如何有效的将太阳能与吸附式制冷相结合,一直是亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对上述现有太阳能吸附式制冷的不足,提供了一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统。该系统将太阳能与吸附式制冷相结合,加强吸附床的传热传质效果,提高太阳能集热效率。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统由槽式集热器、蓄热器、吸附式制冷系统、冷却器、集热器控制阀门、吸附床控制阀门、循环泵I、循环泵II、三通换向阀I、三通换向阀II构成。槽式集热器出口通过集热器控制阀门、循环泵I与蓄热器顶部相连接,蓄热器底部与槽式集热器入口连接,吸附式制冷系统的吸附床入口与循环泵II出口连接,循环泵II入口与三通换向阀I连接,吸附式制冷系统的吸附床出口与三通换向阀II连接。三通换向阀I一端口经过吸附床控制阀门与蓄热器连接,另一端口与冷却器出口连接;三通换向阀II一端口与蓄热器连接,另一端口与冷却器入口连接。
本新型吸附床运用于吸附式制冷系统中,由吸附床外壳体、U型管、翅片、蒸发器接口、冷凝器接口、压力表、温度传感器、吸附床支撑板组成。翅片焊接到U型管上,U型管固定到吸附床支撑板上,温度传感器、压力表、蒸发器接口、冷凝器接口分别固定在吸附床支撑板上,吸附床支撑板与吸附床外壳体密封连接。吸附床床体采用翅片管式结构。吸附床热源采用槽式太阳能集热系统,或采用其他形式的太阳能中高温集热系统。
本发明一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统工作原理为:槽式集热器吸收太阳能辐射加热其导热介质,打开集热器控制阀门,循环泵I将加热后的导热油通入蓄热器中,在蓄热器中混合换热后重新进入槽式集热器吸收太阳能辐射,完成蓄热循环。解析过程:打开吸附床控制阀门,调节三通换向阀I、三通换向阀II使蓄热器与吸附式制冷系统的吸附床连通,循环泵II将蓄热器内高温的导热介质通入吸附式制冷系统的吸附床,加热U型管及翅片,翅片上的吸附剂升温,解析出制冷剂气体,压力表、温度传感器对吸附床内压力、温度进行实时监控。吸附过程:关闭吸附床控制阀门,调节三通换向阀I、三通换向阀II使冷却器与吸附式制冷系统的吸附床连通,循环泵II将冷却器内低温的冷却介质通入吸附式制冷系统的吸附床,冷却器冷却U型管及翅片,翅片上的吸附剂降温,吸附床的压力降低,吸附制冷剂气体,压力表、温度传感器对吸附床内压力、温度进行实时监控。
本发明的有益效果是,吸附床热源采用槽式太阳能集热系统,可以把导热油加热到180℃~220℃,可使吸附床上吸附剂进行深度解析,增大了单位冷剂蒸汽的制冷量。吸附式制冷系统的吸附床床体采用翅片管式结构,有效增加了热传递效率。翅片之间预留一定空间,避免吸附剂膨胀堵塞传质通道。翅片边缘设计折边,防止吸附剂脱落,吸附剂填充厚度不能超过翅片间距的70%,以保证传质效果。加热过程和降温过程共用一套管路,通过阀门控制其加热与降温过程互换,使系统更加简化。
附图说明
图1:本吸附床所运用的太阳能制冷系统图。
图2:吸附床整体结构。
图中:1-槽式集热器,2-蓄热器,3-吸附式制冷系统,4-冷却器,5-三通换向阀I,6-三通换向阀II,7-集热器控制阀门,8-循环泵I,9-循环泵II,10-吸附床控制阀门,11-蒸发器接口,12-冷凝器接口,13-U形管,14-压力表,15-温度传感器,16-吸附床外壳体,17-翅片,18-吸附床支撑板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明具体的实施方法:
参照图1和图2,一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统由槽式集热器(1)、蓄热器(2)、吸附式制冷系统(3)、冷却器(4)、集热器控制阀门(7)、吸附床控制阀门(10)、循环泵I(8)、循环泵II(9)、三通换向阀I(5)、三通换向阀II(6)构成。槽式集热器(1)出口通过集热器控制阀门(7)、循环泵I(8)与蓄热器(2)顶部相连接,蓄热器(2)底部与槽式集热器(1)入口连接,吸附式制冷系统(3)的吸附床入口与循环泵II(9)出口连接,循环泵II(9)入口与三通换向阀I(5)连接,吸附式制冷系统(3)的吸附床出口与三通换向阀II(6)连接。三通换向阀I(5)一端口经过吸附床控制阀门(10)与蓄热器(2)入口连接,另一端口与冷却器(4)出口连接;三通换向阀II(6)一端口与蓄热器(2)连接,另一端口与冷却器(4)入口连接。
本新型吸附床运用于吸附式制冷系统(3)中,由吸附床外壳体(16)、U型管(13)、翅片(17)、蒸发器接口(11)、冷凝器接口(12)、压力表(14)、温度传感器(15)、吸附床支撑板(18)组成。翅片(17)焊接到U型管(13)上,U型管(13)固定到吸附床支撑板(18)上,温度传感器(15)、压力表(14)、蒸发器接口(11)、冷凝器接口(12)分别固定在吸附床支撑板(18)上,吸附床支撑板(18)与吸附床外壳体(16)密封连接。
本发明工作原理和工作过程为:
槽式集热器(1)吸收太阳能辐射加热其导热介质,打开集热器控制阀门(7),循环泵I(8)将加热后的导热油通入蓄热器(2)中,在蓄热器(2)中混合换热后重新进入槽式集热器(1)吸收太阳能辐射,完成蓄热循环。解析过程:打开吸附床控制阀门(10),调节三通换向阀I(5)、三通换向阀II(6)使蓄热器(2)与吸附式制冷系统(3)的吸附床连通,循环泵II(9)将蓄热器(2)内高温的导热介质通入吸附式制冷系统(3)的吸附床,加热U型管(13)及翅片(17),翅片(17)上的吸附剂升温,解析出制冷剂气体,压力表(14)、温度传感器(15)对吸附床内压力、温度进行实时监控。吸附过程:关闭吸附床控制阀门(10),调节三通换向阀I(5)、三通换向阀II(6)使冷却器(4)与吸附式制冷系统(3)的吸附床连通,循环泵II(9)将冷却器(4)内低温的冷却介质通入吸附式制冷系统(3)的吸附床,冷却器(4)冷却U型管(13)及翅片(17),翅片(17)上的吸附剂降温,吸附床的压力降低,吸附制冷剂气体,压力表(14)、温度传感器(15)对吸附床内压力、温度进行实时监控。
Claims (4)
1.一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统由槽式集热器(1)、蓄热器(2)、吸附式制冷系统(3)、冷却器(4)、集热器控制阀门(7)、吸附床控制阀门(10)、循环泵I(8)、循环泵II(9)、三通换向阀I(5)、三通换向阀II(6)构成,其特征在于:槽式集热器(1)出口通过集热器控制阀门(7)、循环泵I(8)与蓄热器(2)顶部相连接,蓄热器(2)底部与槽式集热器(1)入口连接,吸附式制冷系统(5)的吸附床入口与循环泵II(9)出口连接,循环泵II(9)入口与三通换向阀I(5)连接,吸附式制冷系统(5)的吸附床出口与三通换向阀II(6)连接;三通换向阀I(5)一端口经过吸附床控制阀门(10)与蓄热器(2)入口连接,另一端口与冷却器(4)出口连接;三通换向阀II(6)一端口与蓄热器(2)连接,另一端口与冷却器(4)入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统,其特征在于:本新型吸附床运用于吸附式制冷系统(3)中,由吸附床外壳体(16)、U型管(13)、翅片(17)、蒸发器接口(11)、冷凝器接口(12)、压力表(14)、温度传感器(15)、吸附床支撑板(18)组成;翅片(17)焊接到U型管(13)上,U型管(13)固定到吸附床支撑板(18)上,温度传感器(15)、压力表(14)、蒸发器接口(11)、冷凝器接口(12)分别固定在吸附床支撑板(18)上,吸附床支撑板(18)与吸附床外壳体(16)密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统,其特征在于:吸附床床体采用翅片管式结构。
4.根据权利要求2所述的一种新型吸附床及所运用的太阳能制冷系统,其特征在于:吸附床热源采用槽式太阳能集热系统,或采用其他形式的太阳能中高温集热系统。
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