CN107606815B - 两级回质吸附式制冷循环系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种两级回质吸附式制冷循环系统，包括吸附床机构；所述吸附床机构在半周期均进行两次压力不同的回质过程，实现两级回质。本发明还提供了一种两级回质吸附式制冷循环方法。本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统中的吸附床在半周期均进行两次压力不同的回质过程，即为两级回质，因此，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统可以多次进行回质过程。因本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统通过多次回质，增大吸附式制冷循环吸附量，为吸附式制冷循环的高效运行提供一种优选的方案。

Description

两级回质吸附式制冷循环系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种吸附式制冷循环，具体地，涉及一种两级回质吸附式制冷循环系统及方法。
背景技术
在制冷空调领域中，常规的蒸汽压缩式制冷以有可能造成臭氧层破坏和温室效应的制冷剂作为工质，且需要消耗大量电能，因此其发展也面临着能源和环境的两大问题。以低品位热能驱动的、采用天然工质的吸附式制冷可有效降低电能消耗和实现良好的环保效果，是目前制冷技术的一种有效补充方案。
经过多年的发展，吸附式制冷从最初的间歇式循环，发展出连续式循环、回热循环、回质循环以及回热回质循环等。其中，回质循环通过将处于解吸终了状态的吸附床和处于吸附终了状态的吸附床相连通，使两个吸附床处于一个平衡压力(其压力值约为冷凝压力和蒸发压力的中间值)，从而同时促进了两个吸附床的解吸反应和吸附反应，实现两个吸附床之间的回质，增大系统循环吸附量。实验以及工程实践证明，回质循环可以有效增大吸附式制冷系统的制冷量，并实现系统性能的提升。除此之外，回质循环只要求在原系统的基础上，增加一根回质管和一个开关阀，所以回质循环被广泛应用于吸附式制冷系统。但现有的吸附式制冷系统与热驱动的吸收式制冷系统相比，存在着效率低的缺点。提高吸附式制冷系统的效率，可以通过进一步增大循环吸附量来实现，然而现有的回质循环只有一次回质，导致循环吸附量的增加幅度非常有限。若想进一步增大循环吸附量，需要一种可实现多次回质的新型吸附式制冷循环。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种两级回质吸附式制冷循环系统及其方法。
根据本发明提供的一种两级回质吸附式制冷循环系统，包括吸附床机构；
所述吸附床机构在半周期均进行两次压力不同的回质过程，实现两级回质。
优选地，还包括阀门机构；
所述阀门机构包括高压阀门机构、低压阀门机构；
所述高压阀门机构的压力大于低压阀门机构的压力；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括回质阀机构；
所述高压阀门机构包括第一高压阀、第二高压阀、第三高压阀以及第四高压阀；
所述低压阀门机构包括第一低压阀、第二低压阀、第三低压阀以及第四低压阀；
所述吸附床机构包括第一吸附床、第二吸附床、第三吸附床以及第四吸附床；
所述回质阀机构包括第一回质阀、第二回质阀、第三回质阀以及第四回质阀；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括冷凝器、蒸发器以及节流阀；
所述第一吸附床的第一端经第一低压阀连接至蒸发器的第一出口；
所述第一吸附床的第二端依次经第二高压阀、第一高压阀连接至第三吸附床的第一端；
所述第一吸附床的第二端依次经第二高压阀连接至冷凝器的第一进口；
所述第一吸附床的第三端依次经第一回质阀、第三回质阀连接至第三吸附床的第三端；
所述第一吸附床的第三端依次经第一回质阀、第二回质阀连接至第二吸附床的第三端；
所述第一吸附床的第三端依次经第一回质阀、第四回质阀连接至第四吸附床的第一端；
所述第二吸附床的第一端经第三高压阀连接至冷凝器的第二进口；
所述第二吸附床的第一端依次经第三高压阀、第四高压阀连接至第四吸附床的第三端；
所述第二吸附床的第二端经第四低压阀连接至蒸发器的第二出口；
所述第二吸附床的第三端依次经第二回质阀、第四回质阀连接至第四吸附床的第一端；
所述第二吸附床的第三端依次经第二回质阀、第三回质阀连接至第三吸附床的第三端；
所述第三吸附床的第二端经第二低压阀连接至蒸发器的第一出口；
所述第三吸附床的第三端依次经第三回质阀、第四回质阀连接至第四吸附床的第一端；
所述第四吸附床的第二端经第三低压阀连接至蒸发器的第二出口；
所述冷凝器的出口经节流阀连接至蒸发器的进口。
优选地，包括第一半周期；
在第一半周期中：
关闭回质阀机构、阀门机构；
加热所述第一吸附床、第二吸附床；
冷却所述第三吸附床、第四吸附床；
所述第一吸附床、第二吸附床均用于解吸制冷剂；
所述第三吸附床、第四吸附床均用于吸附制冷剂；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括第二半周期；
在第二半周期中：
关闭回质阀机构、阀门机构；
加热所述第三吸附床、第四吸附床；
冷却所述第一吸附床、第二吸附床；
所述第三吸附床、第四吸附床均用于解吸制冷剂；
所述第一吸附床、第二吸附床均用于吸附制冷剂。
优选地，所述第一半周期、第二半周期均包括吸附/解吸过程；
在第一半周期中的吸附/解吸过程中：
当第一吸附床和第二吸附床这两者的压力等于或高于冷凝器内的压力时，打开第二高压阀和第三高压阀，制冷剂路径为所述第一吸附床和第二吸附床进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；
从所述第一吸附床产生的制冷剂蒸汽经第二高压阀流至冷凝器的第一进口形成冷凝液；
从所述第二吸附床产生的制冷剂蒸汽经第三高压阀流至冷凝器的第二进口形成冷凝液；
当第三吸附床、第四吸附床这两者的压力等于或低于蒸发器的压力时，打开第二低压阀和第三低压阀，所述制冷剂的路径为第三吸附床、第四吸附床进行冷却吸附；
从蒸发器产生制冷剂蒸汽分别经第二低压阀流至所述第三吸附床的第二端和经第三低压阀流至第四吸附床的第二端；
在第二半周期中的吸附/解吸过程中：
当第三吸附床和第四吸附床这两者的压力等于或高于冷凝器内的压力时，打开第一高压阀和第四高压阀，制冷剂路径为所述第三吸附床和第四吸附床进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；
从所述第三吸附床产生的制冷剂蒸汽经第一高压阀流至冷凝器的第一进口形成冷凝液；
从所述第四吸附床产生的制冷剂蒸汽经第四高压阀流至冷凝器的第二进口形成冷凝液；
当第一吸附床、第二吸附床这两者的压力等于或低于蒸发器的压力时，打开第一低压阀和第四低压阀，所述制冷剂的路径为第一吸附床、第二吸附床进行冷却吸附；
从蒸发器产生制冷剂蒸汽分别经第一低压阀流至所述第一吸附床的第一端和经第四低压阀流至第二吸附床的第二端。
优选地，所述第一半周期、第二半周期均包括多次回质过程；
在第一半周期中的第一回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀、第三回质阀，关闭第二回质阀、第四回质阀；
所述第一吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床吸附；
在第二半周期中的第一回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀、第三回质阀，关闭第二回质阀、第四回质阀；
所述第三吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床吸附。
优选地，在第一半周期中的第二回质过程中：
关闭第三回质阀，打开第四回质阀；
所述第一吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床吸附；
在第二半周期中的第二回质过程中：
关闭第一回质阀，打开第二回质阀；
所述第三吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床吸附。
优选地，在第一半周期中的第三回质过程中：
关闭阀门机构，关闭第一回质阀、第四回质阀，打开第二回质阀、第三回质阀；
所述第二吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床吸附；
在第二半周期中的第三回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀、第四回质阀，关闭第二回质阀、第三回质阀；
所述第四吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床吸附；
优选地，在第一半周期中的第四回质过程中：
关闭第三回质阀，打开第四回质阀；
所述第二吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床吸附；
在第二半周期中的第四回质过程中：
关闭第一回质阀，打开第二回质阀；
所述第四吸附床产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床吸附。
优选地，还包括吸附工质、制冷工质；
所述吸附工质包括采用硅胶、沸石、活性炭、金属卤化物以及金属氰化物这五者中的任一种或任多种；
所述制冷工质包括采用水、氨、甲醇、乙醇以及氢这五者中的任一种或任多种。
本发明还提供了一种两级回质吸附式制冷循环方法，包括利用上述的两级回质吸附式制冷循环系统对制冷剂进行吸附解吸的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统中的吸附床在半周期均进行两次压力不同的回质过程，即为两级回质，因此，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统可以多次进行回质过程。
2、因本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统通过多次回质，增大吸附式制冷循环吸附量，为吸附式制冷循环的高效运行提供一种优选的方案。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统的整体结构图。
图2为本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统中的第一和第三吸附床的压力-温度-浓度(p-T-x)曲线图。
图3为本发明供的两级回质吸附式制冷循环系统中的第二和第四吸附床的压力-温度-浓度(p-T-x)曲线图。
图中所示：
Figure GDA0001597296230000051
Figure GDA0001597296230000061
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种两级回质吸附式制冷循环系统，包括吸附床机构；所述吸附床机构在半周期均进行两次压力不同的回质过程，实现两级回质。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，还包括阀门机构；所述阀门机构包括高压阀门机构、低压阀门机构；所述高压阀门机构的压力大于低压阀门机构的压力；所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括回质阀机构；所述高压阀门机构包括第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9以及第四高压阀10；所述低压阀门机构包括第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17以及第四低压阀18；所述吸附床机构包括第一吸附床1、第二吸附床2、第三吸附床3以及第四吸附床4；所述回质阀机构包括第一回质阀11、第二回质阀12、第三回质阀13以及第四回质阀14；所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括冷凝器5、蒸发器6以及节流阀19；所述第一吸附床1的第一端经第一低压阀15连接至蒸发器6的第一出口；所述第一吸附床1的第二端依次经第二高压阀8、第一高压阀7连接至第三吸附床3的第一端；所述第一吸附床1的第二端依次经第二高压阀8连接至冷凝器5的第一进口；所述第一吸附床1的第三端依次经第一回质阀11、第三回质阀13连接至第三吸附床3的第三端；所述第一吸附床1的第三端依次经第一回质阀11、第二回质阀12连接至第二吸附床2的第三端；所述第一吸附床1的第三端依次经第一回质阀11、第四回质阀14连接至第四吸附床4的第一端；所述第二吸附床2的第一端经第三高压阀9连接至冷凝器5的第二进口；所述第二吸附床2的第一端依次经第三高压阀9、第四高压阀10连接至第四吸附床4的第三端；所述第二吸附床2的第二端经第四低压阀18连接至蒸发器6的第二出口；所述第二吸附床2的第三端依次经第二回质阀12、第四回质阀14连接至第四吸附床4的第一端；所述第二吸附床2的第三端依次经第二回质阀12、第三回质阀13连接至第三吸附床3的第三端；所述第三吸附床3的第二端经第二低压阀16连接至蒸发器6的第一出口；所述第三吸附床3的第三端依次经第三回质阀13、第四回质阀14连接至第四吸附床4的第一端；所述第四吸附床4的第二端经第三低压阀17连接至蒸发器6的第二出口；所述冷凝器5的出口经节流阀19连接至蒸发器6的进口。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，包括第一半周期；在第一半周期中：关闭回质阀机构、阀门机构；加热所述第一吸附床1、第二吸附床2；冷却所述第三吸附床3、第四吸附床4；所述第一吸附床1、第二吸附床2均用于解吸制冷剂；所述第三吸附床3、第四吸附床4均用于吸附制冷剂；所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括第二半周期；在第二半周期中：关闭回质阀机构、阀门机构；加热所述第三吸附床3、第四吸附床4；冷却所述第一吸附床1、第二吸附床2；所述第三吸附床3、第四吸附床4均用于解吸制冷剂；所述第一吸附床1、第二吸附床2均用于吸附制冷剂。
所述第一半周期、第二半周期均包括吸附/解吸过程；在第一半周期中的吸附/解吸过程中：当第一吸附床1和第二吸附床2这两者的压力等于或高于冷凝器5内的压力时，打开第二高压阀8和第三高压阀9，制冷剂路径为所述第一吸附床1和第二吸附床2进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；从所述第一吸附床1产生的制冷剂蒸汽经第二高压阀8流至冷凝器5的第一进口形成冷凝液；从所述第二吸附床2产生的制冷剂蒸汽经第三高压阀9流至冷凝器5的第二进口形成冷凝液；当第三吸附床3、第四吸附床4这两者的压力等于或低于蒸发器6的压力时，打开第二低压阀16和第三低压阀17，所述制冷剂的路径为第三吸附床3、第四吸附床4进行冷却吸附；从蒸发器6产生制冷剂蒸汽分别经第二低压阀16流至所述第三吸附床3的第二端和经第三低压阀17流至第四吸附床4的第二端；在第二半周期中的吸附/解吸过程中：当第三吸附床3和第四吸附床4这两者的压力等于或高于冷凝器5内的压力时，打开第一高压阀7和第四高压阀10，制冷剂路径为所述第三吸附床3和第四吸附床4进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；从所述第三吸附床3产生的制冷剂蒸汽经第一高压阀7流至冷凝器5的第一进口形成冷凝液；从所述第四吸附床4产生的制冷剂蒸汽经第四高压阀10流至冷凝器5的第二进口形成冷凝液；当第一吸附床1、第二吸附床2这两者的压力等于或低于蒸发器6的压力时，打开第一低压阀15和第四低压阀18，所述制冷剂的路径为第一吸附床1、第二吸附床2进行冷却吸附；从蒸发器6产生制冷剂蒸汽分别经第一低压阀15流至所述第一吸附床1的第一端和经第四低压阀18流至第二吸附床2的第二端。
所述第一半周期、第二半周期均包括多次回质过程；在第一半周期中的第一回质过程中：关闭阀门机构，打开第一回质阀11、第三回质阀13，关闭第二回质阀12、第四回质阀14；所述第一吸附床1产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床3吸附；在第二半周期中的第一回质过程中：关闭阀门机构，打开第一回质阀11、第三回质阀13，关闭第二回质阀12、第四回质阀14；所述第三吸附床3产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床1吸附。
在第一半周期中的第二回质过程中：关闭第三回质阀13，打开第四回质阀14；所述第一吸附床1产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床4吸附；在第二半周期中的第二回质过程中：关闭第一回质阀11，打开第二回质阀12；所述第三吸附床3产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床2吸附。
在第一半周期中的第三回质过程中：关闭阀门机构，关闭第一回质阀11、第四回质阀14，打开第二回质阀12、第三回质阀13；所述第二吸附床2产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床3吸附；在第二半周期中的第三回质过程中：关闭阀门机构，打开第一回质阀11、第四回质阀14，关闭第二回质阀12、第三回质阀13；所述第四吸附床4产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床1吸附；
在第一半周期中的第四回质过程中：关闭第三回质阀13，打开第四回质阀14；所述第二吸附床2产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床4吸附；在第二半周期中的第四回质过程中：关闭第一回质阀11，打开第二回质阀12；所述第四吸附床4产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床2吸附。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，还包括吸附工质、制冷工质；所述吸附工质包括采用硅胶、沸石、活性炭、金属卤化物以及金属氰化物这五者中的任一种或任多种；所述制冷工质包括采用水、氨、甲醇、乙醇以及氢这五者中的任一种或任多种。
本发明提供的一种两级回质吸附式制冷循环方法，包括利用上述的两级回质吸附式制冷循环系统对制冷剂进行吸附解吸的步骤。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统为周期性运行，每个工作周期分为两个镜像的半工作周期，即，在前和后半周期内，即第一半周期、第二半周期，第一吸附床1和第三吸附床3角色对换，第二吸附床2和第四吸附床4角色对换，并依次进行镜像的工作过程。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统的半工作周期包括等容加热/冷却过程、吸附/解吸过程和四个回质过程，即每个吸附床在半工作周期均进行两次压力不一致的回质过程。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期，即，第一半周期的等容加热/冷却过程为，在工作周期开始时，高压阀门机构、低压阀门机构和回质阀门机构关闭，优选地，高压阀门机构优选的为四个高压阀；低压阀门机构优选的为四个低压阀以及回质阀门机构优选的为四个回质阀；对第一、第二吸附床进行等容加热，对第三、第四吸附床进行等容冷却。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期的吸附/解吸过程为，当第一吸附床1、第二吸附2内压力等于或高于冷凝器5内压力时，急速打开四个高压阀，即，第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9以及第四高压阀10对第一吸附床1、第二吸附2进行加热解吸，产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器5内冷凝，制冷剂冷凝液经节流阀19进入蒸发器6；当第三吸附床3、第四吸附4内压力等于或低于蒸发器6内压力时，急速打开四个低压阀，即，第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17以及第四低压阀18对第三吸附床3、第四吸附4进行冷却吸附，使得蒸发器6内制冷剂液体蒸发，所产生制冷剂蒸汽被第三吸附床3、第四吸附/4所吸附；四个回质阀，即第一回质阀11、第二回质阀12、第三回质阀13以及第四回质阀14保持关闭状态。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期，即第一半周期的第一回质过程为，当第一吸附床1、第二吸附2的解吸阶段和第三吸附床3、第四吸附床4的吸附阶段结束后，同时关闭四个高压阀和四个低压阀，并打开第一回质阀11、第三回质13，第二回质阀12、第四回质阀14保持关闭状态；继续对第一吸附床1、第二吸附2进行加热和对第三吸附床3、第四吸附4进行冷却，第一吸附床1和第三吸附床3进行回质，第一吸附床1产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床3吸附；此为第一回质过程。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期的第二回质过程为，当第一吸附床1和第三吸附床3的回质结束后，关闭第三回质阀3，同时打开第四回质阀4，四个高压阀、四个低压阀和第二回质阀12保持关闭状态；继续对第一吸附床1、第二吸附2进行加热和对第三吸附床3、第四吸附4进行冷却，第一吸附床1和第四吸附床4进行回质，第一吸附床1产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床4吸附；此为第二回质过程。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期的第三回质过程为，当第一吸附床1和第四吸附床4的回质结束后，关闭第一回质阀11、第四回质阀14，同时打开第二回质阀12、第三回质13，四个高压阀和四个低压阀保持关闭状态；继续对第一吸附床1、第二吸附2进行加热和对第三吸附床3、第四吸附4进行冷却，第二吸附床2和第三吸附床3进行回质，第二吸附床2产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床3吸附；此为第三回质过程。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统前半工作周期的第四回质过程为，当第二吸附床2和第三吸附床3的回质结束后，关闭第三回质阀，同时打开第四回质阀4，四个高压阀、四个低压和第一回质阀11保持关闭状态；继续对第一吸附床1、第二吸附2进行加热和对第三吸附床3、第四吸附4进行冷却，第二吸附床2和第四吸附床4进行回质，第二吸附床2产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床4吸附；此为第四回质过程。
具体地说，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统在一个工作周期开始时，第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9、第四高压阀10、第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17、第四低压阀18、第一回质阀11、第二回质阀12、第三回质阀13和第四回质阀14关闭，对第一吸附床1和第二吸附床2进行加热，对第三吸附床3和第四吸附床4进行冷却。此时，第一吸附床1和第二吸附床2处于等容加热阶段，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A1-A2和图3中B1-B2线段所示。第三吸附床3和第四吸附床4处于等容冷却阶段，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A5-A6和图3中B5-B6线段所示。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，当第一吸附床1和第二吸附床2内压力等于或高于冷凝器内压力时，急速打开第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9和第四高压阀10。当第三吸附床3和第四吸附床4内压力等于或低于蒸发器内压力时，急速打开第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17和第四低压阀18，而第一回质阀11、第二回质阀12、第三回质阀13和第四回质阀14保持关闭状态。此时，第一吸附床1和第二吸附床2处于加热解吸阶段，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A2-A3和图3中B2-B3线段所示。第三吸附床3和第四吸附床4处于冷却吸附阶段，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A6-A7和图3中B6-B7线段所示。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，当第一吸附床1和第二吸附床2的解吸阶段且第三吸附床3和第四吸附床4的吸附阶段结束后，急速关闭第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9、第四高压阀10、第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17和第四低压阀18，急速打开第一回质阀11和第三回质阀13，第二回质阀12和第四回质阀14保持关闭状态。此时，第一吸附床1和第三吸附床3进行回质，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A3-A4和A7-A8线段所示，此为第一次回质。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，当第一吸附床1和第三吸附床3的回质结束后，急速关闭第三回质阀13，急速打开第四回质阀14，第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9、第四高压阀10、第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17、第四低压阀18和第二回质阀12保持关闭状态。此时，第一吸附床1和第四吸附床4进行回质，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A4-A5和图3中B7-B8线段所示，此为第二次回质。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，当第一吸附床1和第四吸附床4的回质结束后，急速关闭第一回质阀11和第四回质阀14，急速打开第二回质阀12和第三回质阀13，第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9、第四高压阀10、第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17和第四低压阀18保持关闭状态。此时，第三吸附床3和第二吸附床2进行回质，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图2中A8-A1和图3中B3-B4线段所示，此为第三次回质。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，当第三吸附床3和第二吸附床2的回质结束后，急速关闭第三回质阀13，急速打开第二回质阀12和第四回质阀14，第一高压阀7、第二高压阀8、第三高压阀9、第四高压阀10、第一低压阀15、第二低压阀16、第三低压阀17、第四低压阀18和第一回质阀11保持关闭状态。此时，第二吸附床2和第四吸附床4进行回质，对应的压力-温度-浓度图的轨迹分别如图3中B4-B5和B8-B1线段所示，此为第四次回质。当此次回质结束，即系统的半工作周期结束。
进一步地，本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统，对于每个吸附床在半工作周期均进行两次压力不一致的回质，即实现了两级回质。在另一半工作周期，第一吸附床1和第三吸附床3角色对换，第二吸附床2和第四吸附床4角色对换，依次镜像完成等容加热\冷却、吸附\解吸和四次回质等过程，进而完成系统整个工作周期。
本发明提供的两级回质吸附式制冷循环系统在整个工作周期运行中，优选地，所述节流阀19始终处于打开状态。
需要说明的是，本发明使用的序数形容词“第一”、“第二”及“第三”等用来描述共同的对象，仅表示指代相同对象的不同实例，而并不是要暗示这样描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其它方式。本发明中上述提到的四个回质过程仅为本发明的其中一种实施例，本发明提到的其他部件的数量，例如高压阀门机构等也均为本发明的其中一种实施例，并不能构成对本发明的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，包括吸附床机构；
所述吸附床机构在半周期均进行至少两次压力不同的回质过程，实现多级回质；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，包括第一半周期和第二半周期；
所述第一半周期、第二半周期均包括多次回质过程；
在第一半周期中的第一回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀(11)、第三回质阀(13)，关闭第二回质阀(12)、第四回质阀(14)；
所述吸附床机构包括第一吸附床(1)、第二吸附床(2)、第三吸附床(3)以及第四吸附床(4)；
所述第一吸附床(1)产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床(3)吸附；
在第二半周期中的第一回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀(11)、第三回质阀(13)，关闭第二回质阀(12)、第四回质阀(14)；
所述第三吸附床(3)产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床(1)吸附；
在第一半周期中的第二回质过程中：
关闭第三回质阀(13)，打开第四回质阀(14)；
所述第一吸附床(1)产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床(4)吸附；
在第二半周期中的第二回质过程中：
关闭第一回质阀(11)，打开第二回质阀(12)；
所述第三吸附床(3)产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床(2)吸附。
2.根据权利要求1所述的两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，还包括阀门机构；
所述阀门机构包括高压阀门机构、低压阀门机构；
所述高压阀门机构的压力大于低压阀门机构的压力；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括回质阀机构；
所述高压阀门机构包括第一高压阀(7)、第二高压阀(8)、第三高压阀(9)以及第四高压阀(10)；
所述低压阀门机构包括第一低压阀(15)、第二低压阀(16)、第三低压阀(17)以及第四低压阀(18)；
所述回质阀机构包括第一回质阀(11)、第二回质阀(12)、第三回质阀(13)以及第四回质阀(14)；
所述两级回质吸附式制冷循环系统，还包括冷凝器(5)、蒸发器(6)以及节流阀(19)；
所述第一吸附床(1)的第一端经第一低压阀(15)连接至蒸发器(6)的第一出口；
所述第一吸附床(1)的第二端依次经第二高压阀(8)、第一高压阀(7)连接至第三吸附床(3)的第一端；
所述第一吸附床(1)的第二端依次经第二高压阀(8)连接至冷凝器(5)的第一进口；
所述第一吸附床(1)的第三端依次经第一回质阀(11)、第三回质阀(13)连接至第三吸附床(3)的第三端；
所述第一吸附床(1)的第三端依次经第一回质阀(11)、第二回质阀(12)连接至第二吸附床(2)的第三端；
所述第一吸附床(1)的第三端依次经第一回质阀(11)、第四回质阀(14)连接至第四吸附床(4)的第一端；
所述第二吸附床(2)的第一端经第三高压阀(9)连接至冷凝器(5)的第二进口；
所述第二吸附床(2)的第一端依次经第三高压阀(9)、第四高压阀(10)连接至第四吸附床(4)的第三端；
所述第二吸附床(2)的第二端经第四低压阀(18)连接至蒸发器(6)的第二出口；
所述第二吸附床(2)的第三端依次经第二回质阀(12)、第四回质阀(14)连接至第四吸附床(4)的第一端；
所述第二吸附床(2)的第三端依次经第二回质阀(12)、第三回质阀(13)连接至第三吸附床(3)的第三端；
所述第三吸附床(3)的第二端经第二低压阀(16)连接至蒸发器(6)的第一出口；
所述第三吸附床(3)的第三端依次经第三回质阀(13)、第四回质阀(14)连接至第四吸附床(4)的第一端；
所述第四吸附床(4)的第二端经第三低压阀(17)连接至蒸发器(6)的第二出口；
所述冷凝器(5)的出口经节流阀(19)连接至蒸发器(6)的进口。
3.根据权利要求1所述的两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，在第一半周期中：
关闭回质阀机构、阀门机构；
加热所述第一吸附床(1)、第二吸附床(2)；
冷却所述第三吸附床(3)、第四吸附床(4)；
所述第一吸附床(1)、第二吸附床(2)均用于解吸制冷剂；
所述第三吸附床(3)、第四吸附床(4)均用于吸附制冷剂；
在第二半周期中：
关闭回质阀机构、阀门机构；
加热所述第三吸附床(3)、第四吸附床(4)；
冷却所述第一吸附床(1)、第二吸附床(2)；
所述第三吸附床(3)、第四吸附床(4)均用于解吸制冷剂；
所述第一吸附床(1)、第二吸附床(2)均用于吸附制冷剂。
4.根据权利要求3所述的两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，所述第一半周期、第二半周期均包括吸附/解吸过程；
在第一半周期中的吸附/解吸过程中：
当第一吸附床(1)和第二吸附床(2)这两者的压力等于或高于冷凝器(5)内的压力时，打开第二高压阀(8)和第三高压阀(9)，制冷剂路径为所述第一吸附床(1)和第二吸附床(2)进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；
从所述第一吸附床(1)产生的制冷剂蒸汽经第二高压阀(8)流至冷凝器(5)的第一进口形成冷凝液；
从所述第二吸附床(2)产生的制冷剂蒸汽经第三高压阀(9)流至冷凝器(5)的第二进口形成冷凝液；
当第三吸附床(3)、第四吸附床(4)这两者的压力等于或低于蒸发器(6)的压力时，打开第二低压阀(16)和第三低压阀(17)，所述制冷剂的路径为第三吸附床(3)、第四吸附床(4)进行冷却吸附；
从蒸发器(6)产生制冷剂蒸汽分别经第二低压阀(16)流至所述第三吸附床(3)的第二端和经第三低压阀(17)流至第四吸附床(4)的第二端；
在第二半周期中的吸附/解吸过程中：
当第三吸附床(3)和第四吸附床(4)这两者的压力等于或高于冷凝器(5)内的压力时，打开第一高压阀(7)和第四高压阀(10)，制冷剂路径为所述第三吸附床(3)和第四吸附床(4)进行加热解吸均产生制冷剂蒸汽；
从所述第三吸附床(3)产生的制冷剂蒸汽经第一高压阀(7)流至冷凝器(5)的第一进口形成冷凝液；
从所述第四吸附床(4)产生的制冷剂蒸汽经第四高压阀(10)流至冷凝器(5)的第二进口形成冷凝液；
当第一吸附床(1)、第二吸附床(2)这两者的压力等于或低于蒸发器(6)的压力时，打开第一低压阀(15)和第四低压阀(18)，所述制冷剂的路径为第一吸附床(1)、第二吸附床(2)进行冷却吸附；
从蒸发器(6)产生制冷剂蒸汽分别经第一低压阀(15)流至所述第一吸附床(1)的第一端和经第四低压阀(18)流至第二吸附床(2)的第二端。
5.根据权利要求1所述的两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，在第一半周期中的第三回质过程中：
关闭阀门机构，关闭第一回质阀(11)、第四回质阀(14)，打开第二回质阀(12)、第三回质阀(13)；
所述第二吸附床(2)产生的制冷剂蒸汽直接被第三吸附床(3)吸附；
在第二半周期中的第三回质过程中：
关闭阀门机构，打开第一回质阀(11)、第四回质阀(14)，关闭第二回质阀(12)、第三回质阀(13)；
所述第四吸附床(4)产生的制冷剂蒸汽直接被第一吸附床(1)吸附。
6.根据权利要求5所述的两级回质吸附式制冷循环系统，其特征在于，在第一半周期中的第四回质过程中：
关闭第三回质阀(13)，打开第四回质阀(14)；
所述第二吸附床(2)产生的制冷剂蒸汽直接被第四吸附床(4)吸附；
在第二半周期中的第四回质过程中：
关闭第一回质阀(11)，打开第二回质阀(12)；
所述第四吸附床(4)产生的制冷剂蒸汽直接被第二吸附床(2)吸附；
所述两级回质吸附式制冷循环系统还包括吸附工质、制冷工质；
所述吸附工质包括采用硅胶、沸石、活性炭、金属卤化物以及金属氰化物这五者中的任一种或任多种；
所述制冷工质包括采用水、氨、甲醇、乙醇以及氢这五者中的任一种或任多种。
7.一种两级回质吸附式制冷循环方法，其特征在于，包括利用权利要求1至6中任一项所述的两级回质吸附式制冷循环系统对制冷剂进行吸附解吸的步骤。
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