CN205351849U - 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床 - Google Patents
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Abstract
一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，包括壳体和设置于壳体内的金属网罩、活性炭、导热管和刺孔膜片式管，壳体上设置有分别与导热管两端连通的导热液进口和导热液出口，壳体上设置有出气孔，金属网罩设置于壳体的内侧面，金属网罩上孔眼的孔径小于活性炭的粒径，导热管和刺孔膜片式管平行且交替设置，活性炭设置于导热管和刺孔膜片式管之间的间隙内，刺孔膜片式管由膜片制成，刺孔膜片式管包括传质干管和垂直设置于传质干管上的旁支管，传质干管上设置有传质孔，传质孔的孔径小于活性炭的粒径。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体吸附式制冷装置，尤其涉及一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床。
背景技术
固体吸附式制冷机经常作为果蔬的真空预冷或贮藏冷库的冷源，吸附式制冷系统不采用氯氟烃类制冷剂CFC、HCFC，是一种环境友好型制冷方式。吸附式制冷系统能有效利用太阳能、工业废热等50℃以上的低品位热能作为系统的驱动能源，具有结构简单、操作简便；无运动部件、抗振性能好；运行无噪音、使用寿命长及运行费用低等优点。
固体吸附式制冷机主要由吸附床、冷凝器、蒸发器、储液器、阀门及控制元件（单向止回阀、节流阀等）等部件组成。
固体吸附制冷工作原理是通过固体吸附剂对制冷剂气体交替吸附、解吸即在系统较低温度下吸附制冷剂、较高温度下解吸出制冷剂实现制冷循环的。其工作循环可分为升温脱附和冷却吸附两个阶段，
1.升温脱附：吸附过程结束后，太阳能集热器（或生物质锅炉）对吸附床加热，制冷剂获得能够克服吸附剂的吸引力从其表面解吸出来，系统管路中的压力将升高，直至达到冷凝压力时，解吸出的制冷剂蒸汽在冷凝器中液化冷凝，最终凝结液由储液器流入蒸发器中。
2.冷却吸附：脱附过程结束后，冷却系统对吸附床冷却以带走吸附剂的显热，吸附剂重新吸附系统内制冷剂蒸汽，系统内压力降低，致使蒸发器中的液态制冷剂蒸发吸热、产生冷量。
吸附床的传热传质性能好坏是联合吸附制冷循环系统的关键，设计制作时，需考虑吸附床结构设计的优化及运行性能。作为传统的吸附式制冷核心部件吸附床，通常由两根同心圆管（管间盛装颗粒状活性炭、甲醇）构成，可在较短照射时间内提高吸附床的解吸温度，但不利于冷却吸附过程的散热。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型提供了一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，与普通吸附床相比，达到相同吸附量时，本装置缩短了吸附时间，实现强化传热传质的效果。
具体技术方案为：一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，包括壳体和设置于壳体内的金属网罩、活性炭、导热管和刺孔膜片式管，壳体上设置有分别与导热管两端连通的导热液进口和导热液出口，壳体上设置有出气孔，金属网罩设置于壳体的内侧面，金属网罩上孔眼的孔径小于活性炭的粒径，导热管和刺孔膜片式管平行且交替设置，活性炭设置于导热管和刺孔膜片式管之间的间隙内，刺孔膜片式管由膜片制成，刺孔膜片式管包括传质干管和垂直设置于传质干管上的旁支管，传质干管上设置有传质孔，传质孔的孔径小于活性炭的粒径。
所述旁支管断面为矩形。
所述壳体由圆柱形管体和设置于圆柱形管体两端的半球形端盖组成。
所述圆柱形管体和半球形端盖通过法兰连接。
所述壳体由不锈钢制成，其直径为214mm，长度为1160mm。
所述导热管数量为37根，直径为10mm，长度为960mm。
所述导热管为翅片管。
所述传质干管数量为12根，直径为6mm，长度为960mm。
所述活性炭的质量为20kg。
本实用新型结构简单，造价成本低，在使用时，刺孔膜片式管内设置的吸附质为甲醇，旁支管深入到传质干管周边的活性炭中，有利于活性炭中甲醇蒸汽的进出，当导热管内温度变化时，刺孔膜片式管内的压力随之变化，使传质干管和旁支管发生形变，挤压活性炭，增强吸附质（甲醇）流体扰动及甲醇蒸汽流进出，加快本装置传质扩散的效果。
与普通吸附床相比，达到相同吸附量时，本装置缩短了吸附时间，强化了传热传质的效果。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为本实用新型刺孔膜片式管结构示意图；
图4为实施例1中普通吸附床吸附速度曲线图；
图5为实施例1中本实用新型吸附速度曲线图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，包括壳体1和设置于壳体1内的金属网罩2、活性炭3、导热管4和刺孔膜片式管5，壳体1上设置有分别与导热管4两端连通的导热液进口6和导热液出口7，壳体1上设置有出气孔8，金属网罩2设置于壳体1的内侧面，金属网罩2上孔眼的孔径小于活性炭3的粒径，防止刺孔膜片式管5内的吸附质蒸发时携带活性炭3，导热管4和刺孔膜片式管5平行且交替设置，活性炭3设置于导热管4和刺孔膜片式管5之间的间隙内，刺孔膜片式管5由膜片制成，膜片为现有材料，刺孔膜片式管5包括传质干管9和垂直设置于传质干管9上的旁支管10，传质干管9上设置有传质孔11，传质孔11的孔径小于活性炭3的粒径，防止活性炭3进入传质干管9内。
旁支管10断面为矩形，壳体1由圆柱形管体12和设置于圆柱形管体12两端的半球形端盖13组成，圆柱形管体12和半球形端盖13通过法兰连接；壳体1由不锈钢制成，其直径为214mm，长度为1160mm；导热管4数量为37根，直径为10mm，长度为960mm；导热管4为翅片管，有利于温度传递；传质干管9数量为12根，直径为6mm，长度为960mm；活性炭3的质量为20kg。
本实用新型结构简单，造价成本低，在使用时，刺孔膜片式管5内设置的吸附质为甲醇，导热液进口6和导热液出口7分别与固体吸附式制冷机的集热装置连接，且集热装置的导热液在导热管4内流动，出气孔8与固体吸附式制冷机的冷凝器连接，旁支管10深入到传质干管9周边的活性炭3中，有利于活性炭3中甲醇蒸汽的进出，当导热管4内温度变化时，刺孔膜片式管5内的压力随之变化，使传质干管9和旁支管10发生形变，挤压活性炭3，增强吸附质（甲醇）流体扰动及甲醇蒸汽流的进出，加快本装置传质扩散的效果。
与普通吸附床相比，达到相同吸附量时，本装置缩短了吸附时间，强化了传热传质的效果。
实施例1
搭建了吸附制冷系统性能模拟试验装置，采用重量法测试以试样炭料制备的颗粒状活性炭3对甲醇的吸附能力。
吸附实际上是一个传质过程，吸附质首先和吸附剂表面接触，然后向吸附剂内部扩散逐渐达到吸附平衡状态。系统平衡吸附量与吸附温度、压力以及吸附剂、吸附质的性质等因素有关。吸附剂吸附能力的大小，通常是用反应吸附达到平衡状态时的吸附量表示。本试验以试样炭料制备的颗粒状活性炭3作为吸附剂，在一定的温度下与吸附质（甲醇）蒸汽接触发生吸附反应，吸附速度逐渐减小，直至达到吸附的平衡状态时，进行系统的吸附量测量。图4、5表示同种试样炭料，在两种吸附床中，分别处在不同换热条件下的吸附速度曲线。该曲线以吸附时间为横坐标，吸附量为纵坐标。试验结果可以看出，同一吸附温度下，本装置的吸附性能明显优于普通吸附床，且达到吸附量0.203g/g时，本装置提前了4分钟，完成平衡吸附量的80.56%。从图线上看，普通吸附床内粒状活性炭3的吸附速度较慢，整个吸附过程呈上升趋势。本装置内粒状活性炭3的吸附速度，前期变化较快，中期逐渐变慢，后期趋于平稳。原因是吸附制冷过程，系统压力降低（逐渐稳定在蒸发温度4℃下对应的饱和压力），促使本装置内刺孔膜片式管5受力变形，挤压活性炭3，增强甲醇蒸汽体扰动，提高了本装置的传热性能。另外，设定的吸附温度越低，活性炭3的吸附甲醇蒸汽能力越强，吸附量也较大。随着吸附温度的继续升高，粒状活性炭3的吸附作用逐渐减弱。这与物理吸附特征（指由吸附剂与吸附质间的分子引力产生吸附，受温度影响不大。）相吻合。
Claims (9)
1.一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：包括壳体和设置于壳体内的金属网罩、活性炭、导热管和刺孔膜片式管，壳体上设置有分别与导热管两端连通的导热液进口和导热液出口，壳体上设置有出气孔，金属网罩设置于壳体的内侧面，金属网罩上孔眼的孔径小于活性炭的粒径，导热管和刺孔膜片式管平行且交替设置，活性炭设置于导热管和刺孔膜片式管之间的间隙内，刺孔膜片式管由膜片制成，刺孔膜片式管包括传质干管和垂直设置于传质干管上的旁支管，传质干管一端与出气孔连通，传质干管上设置有传质孔，传质孔的孔径小于活性炭的粒径。
2.如权利要求1所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述旁支管断面为矩形。
3.如权利要求1所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述壳体由圆柱形管体和设置于圆柱形管体两端的半球形端盖组成。
4.如权利要求3所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述圆柱形管体和半球形端盖通过法兰连接。
5.如权利要求1或3所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述壳体由不锈钢制成，其直径为214mm，长度为1160mm。
6.如权利要求1所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述导热管数量为37根，直径为10mm，长度为960mm。
7.如权利要求1或6所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述导热管为翅片管。
8.如权利要求1所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述传质干管数量为12根，直径为6mm，长度为960mm。
9.如权利要求1所述的一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床，其特征在于：所述活性炭的质量为20kg。
Applications Claiming Priority (2)
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| CN201520881731.1U Withdrawn - After Issue CN205351849U (zh) | 2015-06-29 | 2015-11-06 | 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105333640A (zh) * | 2015-06-29 | 2016-02-17 | 河南农业大学 | 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床 |
| CN106705483A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-05-24 | 天津商业大学 | 一种双侧开启式吸附制冷床 |
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2015
- 2015-11-06 CN CN201520881731.1U patent/CN205351849U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105333640A (zh) * | 2015-06-29 | 2016-02-17 | 河南农业大学 | 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床 |
| CN105333640B (zh) * | 2015-06-29 | 2017-09-22 | 河南农业大学 | 一种带有刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床 |
| CN106705483A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-05-24 | 天津商业大学 | 一种双侧开启式吸附制冷床 |
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