CN1299087C - 采用复合吸附剂的热管回热型发生器 - Google Patents

采用复合吸附剂的热管回热型发生器 Download PDF

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Abstract

一种制冷技术领域的采用复合吸附剂的热管回热型发生器。包括：一个加热锅炉、一个冷却器、两个吸附床，充液容器底部通过管及阀与左右吸附床中的翅片管的底部相连，回热管及阀与吸附床中的翅片管的顶部相连通，加热锅炉的蒸汽管及阀连接在加热锅炉顶部和左、右吸附床底部，吸附床的蒸汽管及阀连接在吸附床的顶部和冷却器中上部之间。吸附床的液路管及阀连接在吸附床的底部和冷却器底部。本发明使用了热管型回热，提高了系统吸附制冷性能；降低了系统复杂性，提高了系统可靠性；简化了管路又减少了金属热容；比现有技术中用到的氯化钙-氨工作对具有更好的吸附性能。

Description

采用复合吸附剂的热管回热型发生器
技术领域
本发明涉及的是一种制冷技术领域的发生器，特别是一种采用复合吸附剂的热管回热型发生器。
背景技术
吸附式制冷具有ODP为零和GWP为零的优点，和其他制冷系统相比较，它还具有制造简单、无运动部件、低噪声、低维修费用等工艺优点。所以具有广泛的应用前景和价值。同时，本系统可以采用余热加热或太阳能加热。经测算我国沿海渔船20万条以上，其中以100吨以下的中小渔船占4/5以上。大量的渔船的保鲜冰水，或冰的来源来之两处，一是从岸上制冰厂购冰；二是消耗渔船动力，采用压缩式制冷。可以看出，现有的渔船制冰方法，增大了运营成本、设备昂贵、消耗了渔船动力。而船舶上燃料燃烧热的30％在排气中排出。还有经测算我国陆地表面每年接受太阳辐射能越为5×1019kJ。所以可以将渔船/船舶排气余热作为本系统的热源制成吸附制冰机或空调，也可利用太阳能作为本系统的热源制成太阳能制冰机或空调。
经对现有技术文献的检索发现，专利号为：200410018291.3，名称为：复合交变热管吸附制冰机发生器，该专利申请的技术是：烟气加热管路位于烟气加热式蒸汽锅炉下部，烟气加热管路外部空间构成蒸汽发生器，蒸汽再生器/热管加热段通过热管电磁阀与热管下降段相连，接入吸附床的内部，热管电磁阀连接在热管下降段与蒸汽再生器/热管加热段之间，热管下降段与热管工质段相连通，吸附单元管位于吸附床内部，氨气管路焊接在吸附单元管上，与氨气传质管路相通，氨气吸附/解吸口为氨气管路在吸附床外部出口，吸附剂填充在吸附单元管内，海水冷凝器位于吸附单元管上，海水管路与海水冷凝器的两端相连，海水进出口通过海水管路与海水冷凝器相连，海水阀门连接海水管路，控压储气室下部接入蒸汽发生器的底部。该专利申请采用氨为制冷剂，氯化钙为吸附剂。加热冷却采用余热驱动的复合交变热管方式。并采用间接冷却的方式来解决海水冷却问题。但由于此专利申请中没有专门的回质管路，这样就不能很好的回质以改善吸附效果。该专利申请中也没有回热管路，不能很好地将热的吸附床的金属显热传递给需要加热的吸附床，同时也不能更快地使热的吸附床的温度冷却下来，从而影响了吸附效果和热量利用。还有在双床系统中，该专利申请采用每个吸附床单独使用冷却器，在吸附床冷却时只能使用对应的一个，这样既影响了冷却能力也加大的系统的复杂程度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种采用复合吸附剂的热管回热型发生器。使其将热源、吸附床、冷源有机地集合在一起，以水为热管工作液，以氯化钙，活性炭为复合吸附剂，设计出多功效热管型的化学吸附制冷系统，达到高效、节能、环保的目的。
本发明是以下技术方案实现，本发明包括：一个加热锅炉、一个冷却器、两个吸附床，本发明所指的两个吸附床分为左吸附床、右吸附床，充液容器底部通过管及阀与左右吸附床中的翅片管的底部相连，回热管及阀与左右吸附床中的翅片管的顶部相连通，加热锅炉的蒸汽管及阀连接在加热锅炉顶部和左、右吸附床底部，吸附床的蒸汽管及阀连接在吸附床的顶部和冷却器中上部之间。加热锅炉的液路管及阀连接在加热锅炉的底部和吸附床的底部，吸附床的液路管及阀连接在吸附床的底部和冷却器底部。
左吸附床、右吸附床分别包括：蒸汽上升管、翅片管。
加热锅炉的蒸汽管及阀与左、右吸附床中的蒸汽上升管相连通，蒸汽上升管再与左、右吸附床中的翅片管相连通，加热锅炉的液路管及阀连接在左、右吸附床的底部和加热锅炉底部之间。
回热管路及阀连接在左、右吸附床的上部，并与左、右吸附床中翅片管以及蒸汽上升管相连，回质管路及阀连接在左、右吸附床的中部，并与左、右吸附床中翅片管及其蒸汽上升管以外的空间相连通，
吸附/解吸管及阀连接在左、右吸附床的中上部，并与左、右吸附床中翅片管及其蒸汽上升管以外的空间相连通，
充液管及阀连接在充液容器的底部和左、右吸附床的底部之间，并与左、右吸附床中的翅片管相连通。
翅片管包括：紫铜条胀接条、外壁强化的紫铜管、丝网层以及网管，外壁强化的紫铜管通过紫铜条胀接在翅片管内壁上，在翅片管外包一层丝网，再在丝网层外套上网管。其主要目的是使强化的紫铜管外壁起着汽化核心的作用，从而使热管工质沸腾时所需的过热温度减少5～10度。
本发明的热管型加热过程：此时烟气加热锅炉中作为热管加热端，来加热锅炉中的热管工质。加热蒸发的蒸汽通过蒸汽管及阀上升到吸附床的蒸汽上升管中，并将热蒸汽分配到吸附床中每一个翅片管。吸附床作为热管的冷却端，热蒸汽在翅片管被冷凝成液体，并释放出潜热来加热翅片管，凝结的液体流到液体管路及阀中，再流回加热锅炉底部，从而构成热管加热循环。解吸出来的氨通过解吸管及阀进入到冷凝器中。
本发明的热管型冷却过程：此时吸附床作为热管加热端，翅片管中的热管工质蒸发而带着热量，蒸发出的蒸汽上升到蒸汽管及阀中，而进入冷却器中。冷却器作为热管冷却端，蒸汽在冷却器中冷凝成液态，并通过液路管及阀流回到吸附床的底部并和吸附床中的翅片管相连通，从而构成热管冷却循环。吸附的氨通过吸附管及阀进入冷却的吸附床中。
本发明的热管型回热过程：此时热的吸附床作为热管加热端，液态热管工质在此吸附床中的翅片管中蒸发，在吸附床顶部通过回热管及阀进入冷的吸附床的顶部，并分配到冷的吸附床的翅片管中。冷的吸附床作为热管冷却端，热管工作蒸汽在冷的吸附床的翅片管中被冷凝成液体并释放出潜热来加热冷的吸附床，冷凝出的液体沿着翅片管流到吸附床的底部，并通过管路和阀流回充液容器中，再流回到到热的吸附床中，从而构成热管型回热循环。回热结束后，将冷的吸附床上的进出管上的阀关掉，并将充液管路上的阀打开，这样通过加热锅炉的高压将充液容器热管工质压到热的吸附床中。为下一个加热冷却过程做准备。
本发明的回质过程：将冷的吸附床和热的吸附床之间的回质管路上的阀打开，使两个吸附床的翅片管以外的空间相连通，热的吸附床由于压力高，其中的氨将从迅速进入到冷的吸附床中，从而实现回质过程。
本发明的有益的效果：1、采用了热管型回热过程，加快了吸附床的冷却速度，改善了吸附性能，提高了制冷功率，实验证明采用热管回热后，冷却水需要带走的热量至少减少至少28％(转移给了需要加热的吸附床)；吸附床加热的温度可以提高4-6℃、冷却的温度可以降低2-4℃，从而改善了吸附性能，使SCP可以提高30％；同时，和其他回热循环相比，此回热回路中，不需要另加回热媒体和管路，降低了系统复杂性，提高了系统可靠性；2、加热、冷却回路有部分重叠，既简化了管路又减少了金属热容；3、采用氯化钙、活性炭-氨复合化学吸附工作对，比现有技术中用到的氯化钙-氨工作对具有更好的吸附性能。
附图说明
图1双床发生器示意图
图2热管型回热回路示意图
图3翅片管示意图
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明包括：一个加热锅炉1、一个冷却器2、两个吸附床3、4，本发明所指的两个吸附床3、4是指左吸附床3、右吸附床4，充液容器5底部通过管及阀与左、右吸附床3、4中的翅片管6的底部相连，回热管及阀与左、右吸附床3、4中的翅片管6的顶部相连通，加热锅炉1的蒸汽管及阀连接在加热锅炉1的顶部和左、右吸附床3、4底部，左、右吸附床3、4的蒸汽管及阀连接在左、右吸附床3、4的顶部和冷却器2中上部之间，加热锅炉1的液路管及阀连接在左、右吸附床3、4的底部和加热锅炉1的底部，左、右吸附床3、4的液路管及阀连接在冷却器2底部和左、右吸附床3、4底部之间。
左吸附床、右吸附床3、4分别包括：蒸汽上升管7、翅片管6。
加热锅炉1的蒸汽管及阀与左、右吸附床3、4中的蒸汽上升管7相连通，蒸汽上升管7再与左、右吸附床3、4中的翅片管6相连通，加热锅炉1的液路管及阀连接在左、右吸附床3、4的底部和加热锅炉1底部之间。
回热管路及阀连接在左、右吸附床3、4的上部，并与左、右吸附床3、4中翅片管6以及蒸汽上升管7相连，回质管路及阀连接在左、右吸附床3、4的中部，并与左、右吸附床3、4中翅片管6及其蒸汽上升管7以外的空间相连通，
吸附/解吸管及阀连接在左、右吸附床3、4的中上部，并与左、右吸附床3、4中翅片管6及其蒸汽上升管7以外的空间相连通，
充液管及阀连接在充液容器5的底部和左、右吸附床3、4的底部之间，并与左、右吸附床中的翅片管6相连通。
翅片管包括：紫铜条胀接条8、外壁强化的紫铜管9、丝网层10以及网管11，外壁强化的紫铜管9通过紫铜条8胀接在翅片管内壁上，在翅片管外包一层丝网10，再在丝网层外套上网管11。

Claims (5)

1、一种采用复合吸附剂的热管回热型发生器，包括：一个加热锅炉(1)、一个冷却器(2)、两个吸附床(3、4)，其特征在于，所指的两个吸附床(3、4)是指左吸附床(3)、右吸附床(4)，充液容器(5)底部通过管及阀与左右吸附床(3、4)中的翅片管(6)的底部相连，回热管及阀与左右吸附床(3、4)中的翅片管(6)的顶部相连通，加热锅炉(1)的蒸汽管及阀连接在加热锅炉(1)顶部和左、右吸附床(3、4)底部，左右吸附床(3、4)的蒸汽管及阀连接在左右吸附床(3、4)的顶部和和冷却器(2)中上部之间，加热锅炉(1)的液路管及阀连接在加热锅炉(1)的底部和左右吸附床(3、4)的底部之间，左右吸附床(3、4)的液路管及阀连接在左右吸附床(3、4)的底部和冷却器(2)底部之间；
左右吸附床(3、4)分别包括：蒸汽上升管(7)、翅片管(6)；
回质管路及阀连接在左、右吸附床(3、4)的中部，并与左、右吸附床(3、4)中翅片管(6)及其蒸汽上升管(7)以外的空间相连通；
吸附/解吸管及阀连接在左、右吸附床(3、4)的中上部，并与左、右吸附床(3、4)中翅片管(6)及其蒸汽上升管(7)以外的空间相连通。
2、根据权利要求1所述的采用复合吸附剂的热管回热型发生器，其特征是，翅片管包括：紫铜条胀接条(8)、外壁强化的紫铜管(9)、丝网层(10)以及网管(11)，外壁强化的紫铜管(9)通过紫铜条(8)胀接在翅片管内壁上，在翅片管外包一层丝网(10)，再在丝网层外套上网管(11)。
3、根据权利要求1所述的采用复合吸附剂的热管回热型发生器，其特征是，加热锅炉(1)的蒸汽管及阀与蒸汽上升管(7)相连通，蒸汽上升管(7)再与左、右吸附床(3、4)中的翅片管(6)相连通。
4、根据权利要求1所述的采用复合吸附剂的热管回热型发生器，其特征是，回热管路及阀连接在左、右吸附床(3、4)的上部，并与左、右吸附床中翅片管(6)以及蒸汽上升管(7)相连。
5、根据权利要求1所述的采用复合吸附剂的热管回热型发生器，其特征是，充液管及阀连接在充液容器(5)的底部和左、右吸附床(3、4)的底部之间，并与左、右吸附床中的翅片管相连通。
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