CN1641296A - 一种制冷吸附器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种制冷吸附器及其制造方法，该制冷吸附器包括相互套装在一起的内、外两个圆管组成，外圆管两端固定有上、下盖板，开有载体出、进口，内圆管内固定有载体通道和制冷剂通道，上盖板和上端盖固定有制冷剂进出管，下端盖开有吸附剂装填口，吸附剂填充在制冷剂通道与载体通道之间。该制冷吸附器的制造方法是采用不锈钢氩弧焊的方法将各个零部件焊接在一起。本发明同时利用了夹套式换热器、列管换热器的优点并加入强化传质手段，具有很高的传热、传质效率、很好的承压能力，而且结构紧凑，可以大大减小吸附器的体积，增加吸附剂的装填量。

Description

一种制冷吸附器及其制造方法
                          技术领域
本发明涉及吸附制冷技术领域，具体是指一种制冷吸附器及其制造方法。
                          背景技术
吸附式制冷技术以其特有的绿色环保、太阳能、地热能及工业低品位余热利用等优势倍受世人的关注。这种方法的实施关键之一在于制冷吸附器的传热传质性能。在吸附制冷过程中，制冷剂需进入吸附器内与吸附剂直接接触进行质量传递，吸附/解吸过程的热量通过制冷吸附器的外壁与外界进行交换。传统的制冷吸附器采用圆柱形或方形结构，吸附剂堆积厚度大，传热距离长，固体吸附剂的传热阻力大，吸附速度低，直接影响整套装置的制冷性能。《高校化学工程学报》1998，12(1)：17～22发表了一篇题为“吸附式制冷中吸附剂传热传质的强化”的论文称：就目前的研究进展而言，吸附式制冷机要实现工业化、商品化生产，必须研究吸附床层的传热传质强化问题。《太阳能学报》1998，19(2)：186～190发表了一篇题为“太阳能吸附器中强化热传导性能的实验研究”的论文称：吸附器兼有加热和冷却吸附剂(多孔介质)两种功能，因此吸附器本身要求有较高的热交换率，吸附器的热传导性能是研究焦点。
                          发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种制冷吸附器及其制造方法。该制冷吸附器能有效解决吸附器传热传质效率低、固体吸附剂传热阻力大、吸附剂装填量少、体积庞大等问题，使利用低品位热能驱动的绿色制冷方式的大规模商业应用成为可能。
本发明的目的通过下述技术方案实现：所述一种制冷吸附器包括相互套装在一起的内、外两个圆管组成，所述外圆管两端分别固定有上、下盖板，所述上、下盖板分别开有载体出、进口，所述内圆管两端分别固定有上、下端盖，所述内圆管里上、下端盖之间固定有载体通道，所述内圆管里上端盖下方还固定有与之平行的管板，所述管板与下端盖之间固定有制冷剂通道，所述上盖板和上端盖固定有制冷剂进出管，所述下端盖开有吸附剂装填口，所述吸附剂填充在制冷剂通道与载体通道之间。
为了更好地实现本发明，所述上盖板包括带法兰的可拆卸盖板；所述内、外圆管之间通过限位肋固定连接；所述内、外圆管包括不锈钢无缝钢管；所述制冷剂通道包括外表面开有通孔的不锈钢无缝钢管；所述载体通道包括不锈钢无缝钢管。
所述一种制冷吸附器的制造方法包括如下步骤和工艺条件：
第一步  制造所述一种制冷吸附器的零件，包括内、外两个圆管，上、下盖板，上、下端盖，管板，载体通道，制冷剂通道，制冷剂进出管；
第二步  将多个制冷剂通道采用不锈钢氩弧焊的方法按同心圆均匀分布的位置焊接于已经焊有吸附剂装填口的下端盖上，并由内圆管下端穿入其内；
第三步  将管板从内圆管上端放入，套入制冷剂通道的上端，调正方位，将多个载体通道穿入管板和下端盖上按同心圆均匀分布的相应孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将管板、下端盖焊接在内圆管上，将制冷剂通道焊接在管板上，将载体通道焊接在管板和下端盖上；
第四步  将上端盖放在内圆管上端，并在同心圆均匀分布的相应孔中将载体通道穿出，将制冷剂进出管置于其预留孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将上端盖与内圆管、载体通道及制冷剂进出管与上端盖焊接起来；
第五步  将上盖板套入制冷剂进出管，将载体出口置于上盖板上，采用不锈钢氩弧焊的方法在制冷剂进出管上方焊上法兰，并将上盖板、制冷剂进出管、载体出口焊接起来；
第六步  采用不锈钢氩弧焊的方法，将外圆管、下盖板、载体进口焊接起来；
第七步  将第一步～第五步制成的部件从上方放入第六步制成的部件中，用螺栓紧固，即制备成所述一种制冷吸附器。
为了更好地实现本发明，所述上盖板采用不锈钢氩弧焊的方法焊接有法兰；所述内、外圆管之间采用不锈钢氩弧焊的方法焊接限位肋。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明的制冷吸附器整体结构类似于夹套式换热器，内部则类似于列管换热器，同时利用了这两种换热器的优点，保证吸附器的传热面积，以利于吸附器的传热；并且这种吸附器的结构紧凑，可以大大减小吸附器的体积。
2、本发明的制冷吸附器所采用的圆管式结构具有很高的传热效率、很好的承压能力，吸附器内吸附剂层的厚度薄，吸附器的传热面积较大。吸附过程所产生(需要)的热量，既可以向在内、外圆管之间流动的热(冷)载体传递，也可以向在热(冷)载体通道内流动的热(冷)载体传递。这样就增加了吸附器的传热面积，保证了吸附器内吸附剂的厚度较薄、传热距离较短。
3、本发明的制冷吸附器采用一个制冷剂进出管，上端盖和管板之间的空隙形成一个分布盘，制冷剂由此进入对称分布在吸附器内的多个制冷剂通道，并通过其上的小孔向吸附剂剂扩散。制冷剂的传质通道较短，传质效率较高。
4、实验数据表明，采用本发明的制冷吸附器，传热系数比现有技术所到的吸附器增加0.5～2倍，传质系数比现有技术所到的吸附器增加0.4～1.9倍，制冷量加大2.2～3.6倍，为吸附式制冷这种绿色制冷方式的大规模商业应用提供技术支持。
5、本发明方法工艺简单，成本低，易于推广。
                          附图说明
图1是本发明一种制冷吸附器的结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视图。
                        具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步地详细说明。
实施例一
如图1所示，所述一种制冷吸附器包括外圆管3和套装在其内的内圆管4组成。外圆管3由不锈钢制成无缝钢管，其外直径255毫米、厚度6毫米、长度1000毫米，上、下两端分别固定有上盖板2(带法兰的可拆卸盖板)、下盖板8，上盖板2开有热(冷)载体出口1，下盖板8开有热(冷)载体进口9。内圆管4由外直径219毫米、厚度6毫米、长度940毫米的不锈钢无缝钢管制成，两端分别固定有上、下端盖14、11，上、下端盖14、11之间固定有热(冷)载体通道6(上、下端盖14、11相当于载体通道的管板)，上端盖14下方30毫米处还固定有与之平行的管板13(制冷剂通道5和热(冷)载体通道6的管板)，管板13与下端盖11之间固定有制冷剂通道5，制冷剂进出口15刚性连接上盖板2和上端盖14，下端盖14开有吸附剂装填口10，吸附剂通过吸附剂装填口10装填于内圆管4里制冷剂通道5和热(冷)载体通道6之间的空间。内、外圆管4、3之间通过限位肋7、12固定连接。
如图2所示，制冷剂通道5共12个。制冷剂通道5由外直径12毫米、厚度1.5毫米的不锈钢无缝钢管制成，其表面按等边三角形钻出直径为1.5毫米、孔间距为4毫米的通孔。制冷剂通道5分别分布在直径为62毫米和直径为175毫米的同心圆上。热(冷)载体通道6共5个。热(冷)载体通道6由外直径32毫米、厚度3毫米的不锈钢无缝钢管制成。热(冷)载体通道6分别分布在制冷吸附器的中轴上和直径为126毫米的同心圆上。
上述一种制冷吸附器的制造方法包括如下步骤和工艺条件：
第一步  按图纸及规范要求制造出各个零件。
第二步  将12个制冷剂通道采用不锈钢氩弧焊的方法按同心圆均匀分布的位置焊接于已经焊有吸附剂装填口的下端盖上，并由内圆管下端穿入其内；
第三步  将管板从内圆管上端放入，套入制冷剂通道的上端，调正方位，将5个载体通道穿入管板和下端盖上按同心圆均匀分布的相应孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将管板、下端盖焊接在内圆管上，将制冷剂通道焊接在管板上，将载体通道焊接在管板和下端盖上；
第四步  将上端盖放在内圆管上端，并在同心圆均匀分布的相应孔中将载体通道穿出，将制冷剂进出管置于其预留孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将上端盖与内圆管、载体通道及制冷剂进出管与上端盖焊接起来。
第五步  将上盖板套入制冷剂进出管，将载体出口置于上盖板上，采用不锈钢氩弧焊的方法在制冷剂进出管上方焊上法兰，并将上盖板、制冷剂进出管、载体出口焊接起来。
第六步  采用不锈钢氩弧焊的方法，将外圆管、上盖板法兰、下盖板、载体进口、限位肋焊接起来。
第七步  将第一步～第五步制成的部件从上方放入第六步制成的部件中，用螺栓紧固，即制备成所述一种制冷吸附器。
实施例二
如图1和2所示，外圆管3的外直径为250毫米，厚度为3毫米，长度为560毫米；内圆管4的外直径为219毫米，厚度为8毫米，长度为500毫米；制冷剂通道5的外直径为10毫米，厚度为1毫米，其表面按等边三角形钻出直径为1毫米、孔间距为4毫米的通孔；热(冷)载体通道6的外直径为25毫米，厚度为2毫米。其它实施方式同实施例一。
如上所述，即可较好地实现本发明。

Claims (9)

1、一种制冷吸附器，其特征是，包括相互套装在一起的内、外两个圆管组成，所述外圆管两端分别固定有上、下盖板，所述上、下盖板分别开有载体出、进口，所述内圆管两端分别固定有上、下端盖，所述内圆管里上、下端盖之间固定有载体通道，所述内圆管里上端盖下方还固定有与之平行的管板，所述管板与下端盖之间固定有制冷剂通道，所述上盖板和上端盖固定有制冷剂进出管，所述下端盖开有吸附剂装填口，所述吸附剂填充在制冷剂通道与载体通道之间。
2、根据权利要求1所述一种制冷吸附器，其特征是，所述上盖板包括带法兰的可拆卸盖板。
3、根据权利要求1所述一种制冷吸附器，其特征是，所述内、外圆管之间通过限位肋固定连接。
4、根据权利要求1所述一种制冷吸附器，其特征是，所述内、外圆管包括不锈钢无缝钢管。
5、根据权利要求1所述一种制冷吸附器，其特征是，所述制冷剂通道包括外表面开有通孔的不锈钢无缝钢管。
6、根据权利要求1所述一种制冷吸附器，其特征是，所述载体通道包括不锈钢无缝钢管。
7、权利要求1所述一种制冷吸附器的制造方法，其特征是，包括如下步骤和工艺条件：
第一步  制造所述一种制冷吸附器的零件，包括内、外两个圆管，上、下盖板，上、下端盖，管板，载体通道，制冷剂通道，制冷剂进出管；
第二步  将多个制冷剂通道采用不锈钢氩弧焊的方法按同心圆均匀分布的位置焊接于已经焊有吸附剂装填口的下端盖上，并由内圆管下端穿入其内；
第三步  将管板从内圆管上端放入，套入制冷剂通道的上端，调正方位，将多个载体通道穿入管板和下端盖上按同心圆均匀分布的相应孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将管板、下端盖焊接在内圆管上，将制冷剂通道焊接在管板上，将载体通道焊接在管板和下端盖上；
第四步  将上端盖放在内圆管上端，并在同心圆均匀分布的相应孔中将载体通道穿出，将制冷剂进出管置于其预留孔中；采用不锈钢氩弧焊的方法将上端盖与内圆管、载体通道及制冷剂进出管与上端盖焊接起来；
第五步  将上盖板套入制冷剂进出管，将载体出口置于上盖板上，采用不锈钢氩弧焊的方法在制冷剂进出管上方焊上法兰，并将上盖板、制冷剂进出管、载体出口焊接起来；
第六步  采用不锈钢氩弧焊的方法，将外圆管、下盖板、载体进口焊接起来；
第七步  将第一步～第五步制成的部件从上方放入第六步制成的部件中，用螺栓紧固，即制备成所述一种制冷吸附器。
8、根据权利要求7所述一种制冷吸附器的制造方法，其特征是，所述上盖板采用不锈钢氩弧焊的方法焊接有法兰。
9、根据权利要求7所述一种制冷吸附器的制造方法，其特征是，所述内、外圆管之间采用不锈钢氩弧焊的方法焊接限位肋。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107850357A (zh) * 2015-10-12 2018-03-27 宝马股份公司 吸附器、用于制造吸附器的方法和具有吸附器的车辆

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Assignee: Guangzhou Suiling Electric Appliance Co., Ltd.

Assignor: South China University of Technology

Contract record no.: 2010440000832

Denomination of invention: Refrigeration adsorber and its manufacturing method

Granted publication date: 20090610

License type: Exclusive License

Open date: 20050720

Record date: 20100623

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Granted publication date: 20090610

Termination date: 20150104

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