CN1534257A

CN1534257A - 吸附床的自律回热装置

Info

Publication number: CN1534257A
Application number: CNA031215246A
Authority: CN
Inventors: 欧阳永定
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-06

Abstract

本发明涉及一种吸附床的自律回热装置，它包括：两个吸附床3，交替处于吸附态和解吸态，吸附床内还设有回热体48，回热体为封闭的中空体，内部形成空腔，空腔内设有传热介质62，并抽成一定真空度，回热体48外壁分为两端，其两端面为导热体51，回热体48一端的导热体51置于一个吸附床内，其另一端的导热体51置于另一个吸附床内。它在两个吸附床间增加了回热体或回热棒作为热交换部件，提供了两吸附床直接回热的新方式，提高了回热效率，使连续运转的吸附式制冷系统制冷循环周期缩短，效率提高。

Description

吸附床的自律回热装置

技术领域

本发明涉及一种固体吸附式制冷或制热装置的部件，特别是指一种吸附床的自律回热装置。

背景技术

吸附式制冷能利用太阳能、地热、余热等热能源，具有环保节能的优点，但目前开发和应用中存在的问题是“效率太低、功率小、周期长等”。现有连续回热热波循环技术在国际国内尚未成熟，回热效率不高，传热结构不理想，总体的制冷效率低下。

详见文献：王如竹等著《吸附式制冷》第1章第4节第5小节；第4章第5、6节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附床的自律回热装置，它在两个吸附床间增加了回热体或回热棒作为热交换部件，提供了两吸附床直接回热的新方式，提高了回热效率，使连续运转的吸附式制冷系统制冷循环周期缩短，效率提高。

本发明的目的是这样实现的：

一种吸附床的自律回热装置，它包括：两个吸附床3，交替处于吸附态和解吸态，每个吸附床分别设有吸附质通道49、吸附剂50、吸附质通道口43、导热片55，吸附床内还设有回热体48，回热体为封闭的中空体或由管道连通的两个中空体，内部形成空腔，为传热介质通道52，空腔内设有传热介质62，并抽成一定真空度，传热介质62为液态或气态或气液混合态，回热体48外壁分为两端，其两端面为导热体51，回热体48一端的导热体51置于一个吸附床内，其另一端的导热体51置于另一个吸附床内，设有一根或多根回热体。

所述回热体为回热棒48，其形状为封闭的中空管状，管壁中部为隔热体53。两吸附床为联体结构组成联体吸附床38，两个吸附床间设有吸附床隔热仓44，吸附床端面设有隔热层63，吸附床侧面设有导热层54，回热体或回热

棒的隔热体53置于吸附床隔热仓44内。

本发明有以下优点和积极效果：

它从吸附床内的传热这一影响热波的根本因素(见文献：王如竹等著《吸附式制冷》第81页第28行)上解决热波循环问题，创造出自律热波循环(即在不违背热力学第二定律的情况下，利用回热体两端分别处于两个不同温度状态的吸附床内，传热介质自动沿着顺势温差在高度低的一端吸热汽化随升力流动到高度高的一端放热、冷凝、液化、流回高度低的一端进行回热的热波循环)。通过系统内部的回热高效运转，提高了总体效率，为固体吸附式制冷、制热的工业化应用，创造了条件。

自律热波循环，能利用两环境间的顺势温差，自动将高温环境的热能跨距离传递给低温环境，有效利用能源，降低能源消耗，是更合理的传热、回热方式。回热棒，简单巧妙，科学高效，自动按规律发挥功效，与现有技术相比降低了回热的复杂性，成本低廉，提高了功效。

附图说明

图1是本发明的实施例示意图；

图2是自律回热棒结构图；

图3是联体吸附床内部传热传质结构示意图；

图4是活塞式水箱剖面图；

图5、图6、图7是联体吸附床三种工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详细说明本发明。

如图所示，图中附图标记如下：

太阳能集热器1、总水阀2、吸附床3、水箱4、冷凝器5、贮液器6、节流阀8、蒸发器12、水阀24、25、水箱28、三位五通阀30、蓄能器31、支点32、管路33、水箱34、真空单向阀35、36、活塞式水箱37、联体吸附床38、真空单向阀39、40、活塞式水箱隔热仓41、热水仓42、吸附质通道口43、吸附床隔热仓44、回热体或回热棒48、吸附质通道49、吸附剂50、导热体51、导热层54、导热片55、传热介质62、吸附床隔热层63、热源65、吸附质66、吸附质管路67、热水仓隔热层68。

用电动或液压或自来水压力驱动回热体或回热棒交替变换倾斜方向，高度低的一端向吸附床吸热，高度高的一端向另一吸附床放热。图中箭头表示吸附质流动方向，实线箭头和虚线箭头分别表示两种不同工作状态，图中箭头旁边的“冷”、“热”分别表示吸附质按箭头指向流动时的温度状态。

本发明固体吸附式制冷制热装置，能量源可采用太阳能、地热、余热等热源65。

所述固体吸附式制冷制热装置设置有两个吸附床3、冷凝器5、贮液器6、节流阀8、蒸发器12、阀35、阀36、阀39、阀40、连接管路或这几部分的必要搭配组合，所述吸附床可为联体吸附床38，吸附床内设置有吸附质通道口43、隔热仓44、隔热层63、回热棒48、吸附质通道49、吸附剂50、导热层54、导热片55；所述回热棒设置有导热体51、传热介质通道52、隔热体53。

热源为太阳能热水装置，设置有太阳能集热器1、活塞式水箱37、管路33，用自来水的压力推动活塞式水箱往复移动，又作为低温水源进行降温，包括有：水箱4、28、34、蓄能器31、阀门2、三位五通阀30、管路或这几部分的必要搭配组合，在太阳能不足时可通过其他辅助热源如天然气、电等辅助加热；所述活塞式水箱37设有隔热仓41热水仓42、隔热层68。

实施例：

图2中，设置隔热体53防止不必要的热传导；传热介质通道52内，根据工作环境需要设置适当的真空度和传热介质，以实现相应的工作目的。自律传热的工作原理为：回热体或回热棒48吸热端的高度低于放热端，受重力作用传热介质能自动流入吸热端，当吸热端环境温度高于设计的传热介质蒸发温度时传热介质开始蒸发，使传热介质通道52内的压力升高，当压力升高到一定程度达到平衡状态时，传热介质停止蒸发，此时，若放热端环境温度低于吸热端环境温度以下使传热介质蒸汽冷凝、液化、流回到吸热端，从而降低传热介质通道52内的蒸汽压力，促使传热介质在吸热端继续蒸发，如此循环达到将吸热端环境的热量自动传递到放热端环境的目的。

图3中，吸附质通道口43与均布在吸附剂50内的吸附质通道49连通，使吸附质能与吸附剂50顺利进行吸附和解吸；导热片55把回热棒48上的导热体51与导热层54紧密连为一体；与吸附剂压合成形的导热片55采用导热性好且与工质对适应的金属薄片(如铝片)；隔热仓44，吸附床隔热层63保障了吸附床3与外环境的必要隔离。

图4中，隔热仓41，热水仓隔热层68对热水仓42起保温隔热作用，热水仓42可为耐压仓，当升高水箱34通过管路33给热水仓42加压(或用其他方式加压)使水温能达到100度以上可提高解吸速度和选用更多的工质对。

图1、图5～7所示的实施例中，打开总水阀2给蓄能器31充水蓄能，设开始状态为图5即左吸附床处于解吸态结束，高度高(相对于右床)，温度高；右吸附床处于吸附态结束，高度低，温度低，回热棒48内传热介质62冷凝在此停止循环。此时将三位五通阀30向左移动给水箱4左边上水，同时水箱4右边的水排进水箱28供用户使用，在水的重力作用下，以支点32为转轴左床高度降低，右床升高；在水的推力作用下，将活塞式热水箱37推至中间空位即图6的状态，使左、右两床与冷、热水源隔绝，同时，回热棒48内传热介质62流至左床开始自律热波循环；在回热的作用下，左床开始快速吸附，右床开始快速解吸，形成热波，直到左、右两床温度平衡时为止，自律热波循环结束，吸附、解吸逐渐减速停止；此时(也可按需要提前到图5或图6状态的某一阶段)，再次将三位五通阀30向左打开给左床冷水箱继续上水直接进入图7的状态给右床加热给左床降温(适合夏季太阳能充足时或热源充足时)，等吸附、解吸过程完成时，左床处于吸附态结束，吸附床高度低，温度低，回热棒48内的回热介质62冷凝在此，而右床处于解吸态结束，吸附床高度高，温度高。反向循环时将三位五通阀30向右打开给右床冷水箱上水同时水箱4左边的水带走冷却热排进水箱28供用户使用，在水的重力作用下，以支点32为转轴右床高度降低，左床高度升高；在水的压推力作用下，将活塞式热水箱37推至中间空位即图6的状态，使左、右两床与冷、热水源隔绝，同时，回热棒48内回热介质流至右床开始自律热波循环；在回热的作用下，右床开始快速吸附，左床开始快速解吸，形成热波，直到左、右两床温度平衡时为止，自律热波循环结束，吸附、解吸逐渐减速停止，回到图5状态即可结束整个循环过程。有益的是在这整个过程中蒸发器12可连续不间断的制冷，还可根据需要进行控制达到理想热波循环的高效节能目的，另外，自律热波循环少用外来热源或动力即可实现解吸目的，这对固体吸附式制冷、制热技术的推广应用必然产生积极影响。

Claims

1.一种吸附床的自律回热装置，它包括：两个吸附床(3)，交替处于吸附态和解吸态，每个吸附床分别设有吸附质通道(49)、吸附剂(50)、吸附质通道口(43)、导热片(55)，其特征在于：吸附床内还设有回热体(48)，回热体为封闭的中空体或由管道连通的两个中空体，内部形成空腔，为传热介质通道(52)，空腔内设有传热介质(62)，并抽成一定真空度，传热介质(62)为液态或气态或气液混合态，回热体(48)外壁分为两端，其两端面为导热体(51)，回热体(48)一端的导热体(51)置于一个吸附床内，其另一端的导热体(51)置于另一个吸附床内，设有一根或多根回热体。

2.根据权利要求1所述的吸附床的自律回热装置，其特征在于：所述回热体为回热棒(48)，其形状为封闭的中空管状，管壁中部为隔热体(53)。

3.根据权利要求1或2所述的吸附床的自律回热装置，其特征在于：两吸附床为联体结构组成联体吸附床(38)，两个吸附床间设有吸附床隔热仓(44)，吸附床端面设有隔热层(63)，吸附床侧面设有导热层(54)，回热体或回热棒的隔热体(53)置于吸附床隔热仓(44)内。