CN1873349A - 采用流化床的连续型吸附制冷系统 - Google Patents

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王勤
陈光明
徐敬玉
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Abstract

本发明公开了一种采用流化床的连续型吸附制冷系统。它具有依次连接的蒸发器、节流阀、冷凝器、第一吸附/再生器、第一气体循环泵、第二气体循环泵、第二吸附/再生器，第一吸附/再生器、第二吸附/再生器均为流化床。本发明采用流化床代替固定床，通过制冷剂气体吹送吸附剂颗粒在流化床内流动，极大地强化了制冷剂和吸附剂之间的传热、传质过程，大大缩短了吸附和再生过程的传热、传质时间，使得系统的运行效率大为提高。利用阀门的切换使得本系统能够连续制冷。本系统特别适用于中、大型的低品位能源利用场合。

Description

采用流化床的连续型吸附制冷系统
技术领域
本发明涉及一种连续型吸附制冷系统，尤其涉及一种采用流化床的连续型吸附制冷系统。
背景技术
二十世纪七十年代以来，世界性的能源危机促进了能充分利用废热、地热、太阳能等低品位能源的吸咐式制冷机的快速发展。自《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协议》签署之后，这种既能利用低品位能源，又绿色环保的新颖制冷方式得到了世界各国越来越多的重视和研究。
吸附器的传热传质性能是目前阻碍吸附式制冷机推广应用的主要原因。因为，作为吸附式制冷机的动力源是吸附器中的固体吸附剂。固体吸附剂均是多孔介质，导热性能都很差。而且，现有的吸附式制冷系统，其吸附/再生器均为固定床，吸附剂被填充在吸附器/再生器的壳程与管程之间。吸附剂颗粒之间是通过点接触导热，更增加了热量传递的难度。致使流体在吸附/再生器内的传热、传质效率非常的低，吸附和脱附的时间很长。因而使得制冷机的单位时间制冷量较小。为了满足实际应用需要，均需采用增加吸附剂数量的方法来增大制冷机的单位时间制冷量，这就导致制冷机的尺寸十分庞大，严重地影响了中、大型吸附制冷系统的推广应用。
虽然国内外的学者对固定吸附床的结构进行了许多改进，包括在吸附剂中复合高导热性能材料以增加吸附剂的导热系数和增加有效传热面积等，以求增加单位面积、单位时间的传热量，但效果并不明显。
将流化技术应用到吸附式制冷系统中，利用制冷剂气体吹动吸附剂颗粒在其吸附/再生器内流动，迅速完成传热、传质过程，可以大大缩短吸附/再生周期，提高了吸附制冷系统的循环效率。本发明就是基于这一背景提出的。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用流化床的连续型吸附制冷系统。
它具有依次连接的蒸发器、节流阀、冷凝器、第一吸附/再生器、第一气体循环泵、第二气体循环泵、第二吸附/再生器，第一吸附/再生器、第二吸附/再生器均为流化床。
蒸发器的第一端口通过节流阀与冷凝器的第一端口相连，与冷凝器的第二端口相连接的管道末端分成两路：与冷凝器的第二端口相连接的管道末端分出的一路经第一管道与第一阀门相连，与冷凝器的第二端口相连接的管道末端分出的另一路经第二管道与第二阀门相连，冷凝器内装有第二换热盘管，第一管道的末端分成两路：第一管道的末端分出的一路经第三管道、第一气体循环泵与第一吸附/再生器的第二端口相连，第一管道的末端分出的另一路经第四管道与第一吸附/再生器的第一端口相连，第一吸附/再生器内装有第一分离器和第三换热盘管，第二管道的末端分成两路：第二管道的末端分出的一路经第六管道、第二气体循环泵与第二吸附/再生器的第二端口相连，第二管道的末端分出的另一路经第七管道与第二吸附/再生器的第一端口相连，第二吸附/再生器内装有第二分离器和第四换热盘管，与蒸发器的第二端口相连的管道末端分成两路：与蒸发器的第二端口相连的管道末端分出的一路经第四管道、第三阀门与第一气体循环泵的入口相连，与蒸发器的第二端口相连的管道末端分出的另一路经第五管道、第四阀门与第二气体循环泵的入口相连，蒸发器内装有第一换热盘管。
蒸发器、第一吸附/再生器、第二吸附/再生器及其相连的管道的外表面附有保温材料。
本发明的优点是，将流化技术应用在连续型吸附制冷系统中，可以克服传统吸附制冷系统中固定床吸附器传热、传质效率非常低的缺点。能够将吸附和再生过程中的吸附热和脱附热从吸附剂颗粒中传进和传出，极大地强化了制冷剂和吸附剂之间的传质过程，大大缩短了吸附和再生过程的传热、传质时间，使得系统的运行效率大为提高。由于流化床自身工作的特点，本系统特别适用于中型和大型的低品位能源利用场合，为吸附式制冷系统商业化提供了新的途径。
附图说明
附图是采用流化床的连续型吸附制冷系统流程图。
具体实施方式
本发明具有依次连接的蒸发器1、节流阀5、冷凝器7、第一吸附/再生器16、第一气体循环泵18、第二气体循环泵23、第二吸附/再生器25，第一吸附/再生器7、第二吸附/再生器25均为流化床。
蒸发器1的第一端口2通过节流阀5与冷凝器7的第一端口6相连，与冷凝器7的第二端口9相连接的管道末端分成两路：与冷凝器7的第二端口9相连接的管道末端分出的一路经第一管道10与第一阀门12相连，与冷凝器7的第二端口9相连接的管道末端分出的另一路经第二管道11与第二阀门29相连，冷凝器7内装有第二换热盘管8，第一管道10的末端分成两路：第一管道10的末端分出的一路经第三管道13、第一气体循环泵18与第一吸附/再生器16的第二端口31相连，第一管道10的末端分出的另一路经第四管道14与第一吸附/再生器16的第一端口30相连，第一吸附/再生器16内装有第一分离器15和第三换热盘管17，第二管道11的末端分成两路：第二管道11的末端分出的一路经第六管道24、第二气体循环泵23与第二吸附/再生器25的第二端口33相连，第二管道11的末端分出的另一路经第七管道28与第二吸附/再生器25的第一端口32相连，第二吸附/再生器25内装有第二分离器27和第四换热盘管26，与蒸发器1的第二端口3相连的管道末端分成两路：与蒸发器1的第二端口3相连的管道末端分出的一路经第四管道20、第三阀门19与第一气体循环泵18的入口相连，与蒸发器1的第二端口3相连的管道末端分出的另一路经第五管道21、第四阀门22与第二气体循环泵23的入口相连，蒸发器1内装有第一换热盘管4。
蒸发器1、第一吸附/再生器16、第二吸附/再生器25及其相连的管道的外表面附有保温材料。
如附图所示，该系统为连续型吸附制冷系统，吸附和脱附过程均在吸附器/再生器内完成。当第一吸附/再生器16进入吸附过程，第二吸附/再生器25进入脱附再生过程时，此时，第一阀门12关闭，第二阀门29开启，第三阀门19开启，第四阀门22关闭，第一吸附/再生器16的第三换热盘管17内通冷流体，第二吸附/再生器25的第四换热盘管26内通热流体，蒸发器1内的制冷剂气体经第三阀门19由第一气体循环泵18吹到第一吸附/再生器16内，吹动吸附剂在第一吸附/再生器16作湍流流动，在吹送的过程中完成吸附剂与制冷剂的传质过程以及吸附剂与第三换热盘管17内的冷流体的换热过程。在第二吸附/再生器25内第二气体循环泵25吹动吸附剂颗粒作湍流流动，完成吸附剂与第四换热盘管26的换热过程。从吸附剂内脱附出来的制冷剂气体被冷凝器7冷凝成液体后经节流阀5回到蒸发器1内。当第一吸附/再生器16完成吸附过程，第二吸附/再生器25完成脱附过程后，关闭第二阀门29和第三阀门19，开启第一阀门12和第四阀门22，第一吸附/再生器16进行脱附过程、第二吸附/再生器25进行吸附过程。

Claims (3)

1.一种采用流化床的连续型吸附制冷系统，其特征在于它具有依次连接的蒸发器(1)、节流阀(5)、冷凝器(7)、第一吸附/再生器(16)、第一气体循环泵(18)、第二气体循环泵(23)、第二吸附/再生器(25)，第一吸附/再生器(16)、第二吸附/再生器(25)均为流化床。
2.根据权利要求1，所述的采用流化床的连续型吸附制冷系统，其特征在于所说蒸发器(1)的第一端口(2)通过节流阀(5)与冷凝器(7)的第一端口(6)相连，与冷凝器(7)的第二端口(9)相连接的管道末端分成两路：与冷凝器(7)的第二端口(9)相连接的管道末端分出的一路经第一管道(10)与第一阀门(12)相连，与冷凝器(7)的第二端口(9)相连接的管道末端分出的另一路经第二管道(11)与第二阀门(29)相连，冷凝器(7)内装有第二换热盘管(8)，第一管道(10)的末端分成两路：第一管道(10)的末端分出的一路经第三管道(13)、第一气体循环泵(18)与第一吸附/再生器(16)的第二端口(31)相连，第一管道(10)的末端分出的另一路经第四管道(14)与第一吸附/再生器(16)的第一端口(30)相连，第一吸附/再生器(16)内装有第一分离器(15)和第三换热盘管(17)，第二管道(11)的末端分成两路：第二管道(11)的末端分出的一路经第六管道(24)、第二气体循环泵(23)与第二吸附/再生器(25)的第二端口(33)相连，第二管道(11)的末端分出的另一路经第七管道(28)与第二吸附/再生器(25)的第一端口(32)相连，第二吸附/再生器(25)内装有第二分离器(27)和第四换热盘管(26)，与蒸发器(1)的第二端口(3)相连的管道末端分成两路：与蒸发器(1)的第二端口(3)相连的管道末端分出的一路经第四管道(20)、第三阀门(19)与第一气体循环泵(18)的入口相连，与蒸发器(1)的第二端口(3)相连的管道末端分出的另一路经第五管道(21)、第四阀门(22)与第二气体循环泵(23)的入口相连，蒸发器(1)内装有第一换热盘管(4)。
3.根据权利要求1或2所述的采用流化床的连续型吸附制冷系统，其特征在于所说的蒸发器(1)、第一吸附/再生器(16)、第二吸附/再生器(25)及其相连的管道的外表面附有保温材料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102203523A (zh) * 2008-10-24 2011-09-28 埃克森美孚研究工程公司 将未利用热用于冷却和/或发电的系统
TWI558961B (zh) * 2010-04-29 2016-11-21 馬加帝工業公司 高效率的儲存及運送裝置及系統
CN112611123A (zh) * 2020-12-16 2021-04-06 北京工业大学 可转运吸附材料的吸附制冷系统及方法

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