多级吸附制冷方法技术

一种多级吸附制冷方法，其包括第一吸附设备和第二吸附设备，第一和第二吸附设备内并联设置的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内构造成填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料颗粒之间穿过，其中，各吸附器内多孔吸附材料的颗粒之间的空间率，沿着冷媒的流向相关于冷媒管压降地线性增加，从而使得第一、第二吸附设备内部沿着冷媒流向上，各级吸附器的实际吸附能力相同。该制冷方法根据空调末端冷媒进出口温度差，精确选择需要参与吸附的吸附器，从而能够提高系统能效，降低系统成本，减少吸附材料替换工序和次数。

【技术实现步骤摘要】
多级吸附制冷方法
本公开涉及一种制冷设备的制冷方法，尤其涉及冷却吸附和加热解吸的吸附式制冷设备的多级吸附制冷方法。
技术介绍
伴随吸附式制冷系统的不断发展，吸附式制冷系统的改进种类越来越多，包括吸附式空调/热泵，太阳能吸附式制冷机，吸附式制冰机等等。吸附制冷设备的金属热容和流体热容对吸附式制冷系统的性能COP影响较大。现有的吸附式制冷系统，一般采用两个吸附机，一个蒸发器和一个冷凝器，节流阀等。当一个吸附设备与冷凝器连通，正在加热解吸时，另一个吸附设备与蒸发器相通，冷却吸附。当解吸吸附过程完成后，通过加热管路和冷却管路的阀门，切换两个吸附设备的工作状态，能够实现连续制冷。吸附设备的吸附能力影响系统的循环周期，也即影响制冷系统的单位时间制冷能力，因此要提高制冷系统的制冷能力，获得较高的COP，必须加快吸附设备的吸附能力以及单位时间吸附能力。一个好的吸附设备，可以从其结构设计、吸附工质的传热特性等多方面因素进行改进，来提高其单位时间吸附能力。然而，对于大型吸附设备来说，冷媒管穿过吸附设备的吸附材料时，冷媒管具有相当的长度。随着流程的增加，内部冷媒的热损失和压力损失逐渐增大，因而在冷媒流向上，冷媒向外传热的能力逐渐有明显的衰减，冷媒与冷媒管外的吸附材料间的换热能力则随之逐渐降低。因而吸附材料的吸附能力也随之衰减。从而影响了吸附设备的整体吸附能力和制冷设备的制冷能力。
技术实现思路
本公开鉴于上述内容，目的在于提供一种能够减小吸附设备中冷媒的热损失和压力损失引起的吸附能力下降问题的多级吸附制冷方法，其能够提高吸附设备整体吸附能力，减少吸附材料的衰减寿命，提高制冷设备的制冷能力和使用寿命，并且通过精准根据用户需求制冷量，精确选择参与制冷制热的吸附容量，从而进一步降低了系统成本。本专利技术提供了一种多级吸附制冷方法，其包括制冷设备，制冷设备包括：第一吸附床和第二吸附床；第一吸附床中包括第一吸附设备和第一换热设备，第二吸附床中包括第二吸附设备和第二换热设备；制冷设备还包括第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀、热源以及空调末端；其中热源、第一四通阀经冷媒入口管、二通阀分别连接至第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；热源、第一四通阀、经冷媒入口管、二通阀分别连接至第一吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路。其中第一吸附床和第二吸附床构造成，当第一吸附床吸附时，第二吸附床脱附，当第一轮吸附、脱附结束，则轮换成第二吸附床吸附，第一吸附床脱附；第一吸附设备、第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内均填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料颗粒之间穿过，其中，第一吸附设备、第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内均填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料颗粒之间穿过，其中，第一和第二吸附设备内各自的一至三级吸附器内的多孔吸附材料的结构满足以下关系：一级吸附器4a、5a的空间率K一级＜二级吸附器4b、5b的空间率K二级＜三级吸附器4c、5c的空间率K三级，从而使得一级吸附器、二级吸附器和三级吸附器三者的实际吸附能力相同；检测第三四通阀下游侧空调末端入口冷媒温度t1，检测空调末端出口冷媒温度t2，其中空调末端的出、入口温差为ΔT1＝t2-t1；在制冷模式下，第一吸附床吸附且第二吸附床脱附：第一吸附床和第二吸附床中，当ΔT1＜C1时，控制第一和第二吸附设备内的一级吸附器上游二通阀、二级吸附器上游二通阀和三级吸附器上游二通阀均打开，第一和第二吸附设备的一～三级吸附器均参与工作，提供最大吸附量。当C1≤ΔT1＜C2时，关闭第一和第二吸附设备内的三级吸附器上游二通阀，第一和第二吸附设备的一、二级吸附器参与工作。当ΔT1≥C2时，再关闭第一和第二吸附设备的二级吸附器上游二通阀，仅第一和第二吸附设备的一级吸附器参与工作。进一步地，本专利技术的制冷方法，制热模式下，第二吸附床吸附且第一吸附床脱附：当ΔT1≥D2时，控制第一和第二吸附设备的一级吸附器上游二通阀、二级吸附器上游二通阀和三级吸附器上游二通阀均打开，第一和第二吸附设备的一～三级吸附器均参与工作，提供最大吸附量。当D1≤ΔT1＜D2时，关闭第一和第二吸附设备的三级吸附器上游二通阀，第一和第二吸附设备的一、二级吸附器参与工作。当ΔT1＜D1时，再关闭第一和第二吸附设备的二级吸附器上游二通阀，仅第一和第二吸附设备的一级吸附器参与工作。进一步地，本专利技术的制冷方法，在制冷模式下，第一换热设备、第三四通阀、空调末端和第四四通阀依次连接形成回路，向用户供冷；第二换热设备、第三四通阀、第一四通阀、第一吸附设备、第二四通阀、第三换热设备、第四四通阀依次连接形成回路。附图说明图1是本专利技术的制冷方法的制冷模式下的整体构成图。图2是本专利技术的制冷方法的制热模式下的整体构成图。具体实施方式下面，参照附图1对本专利技术的吸附式制冷设备的多级吸附制冷方法进行说明，如图1所示，本专利技术的制冷方法中，吸附式制冷设备1为一种可在建筑物内进行制冷或制热或同时在不同空间内制冷以及制热的废热热源式热泵。热泵包括高温热源2，吸附式制冷机和空调末端3，其中吸附式制冷机包括第一吸附设备4、第二吸附设备5、第一换热设备6、第二换热设备7，第三换热设备8、第一～第四四通阀9～12，以及多个阀和温度传感器17～22。吸附式制冷机包括两个吸附床A和B，其中第一吸附床A包括密封容器，密封容器内设置第一吸附设备4和第一换热设备6，第二吸附床B包括密封容器，密封容器内设置第二吸附设备5和第二换热设备7，当第一吸附床A吸附时，第二吸附床B脱附，当第二吸附床B进行再生过程时，第一吸附床A进行脱附过程。接着，对本实施方式的第一吸附床A和第二吸附床B的结构以及工作流程进行说明。如图1所示，第一吸附床A中第一吸附设备4具有供工质流动的冷媒管13。冷媒管13由导热性优异的金属(在本实施方式中，是铜或铜合金)构成。第一吸附设备4还包括至少三级吸附器4a/4b/4c，它们均具有箱体，箱体中填充有吸附材料，冷媒管13分别经二通阀穿设在吸附器4a、4b以及4c的吸附材料中。第二吸附床B中第二吸附设备5具有供工质流动的冷媒管14。冷媒管14由导热性优异的金属(在本实施方式中，是铜或铜合金)构成。第二吸附设备5还包括至少三级吸附器5a、5b、5c，它们均具有箱体，箱体中填充有吸附材料，冷媒管14分别经二通阀穿设在吸附器5a、5b以及5c的吸附材料中。制冷模式下，控制装置控制第一四通阀9、第二四通阀10、第三四通阀11和第四四通阀12的方向来控制冷媒的流向，冷媒吸收热源2的热量，流经冷媒管14至第二吸附设备5，冷媒分别经入口管和三个二通阀流至一级吸附器5a、二级吸附器5b、三级吸附器5c中放热，也即在冷媒流向上，从上游至下游依次并联排列着一级吸附器5a、二级吸附器5b、三级吸附器5c。冷媒降温后再经回流管、第二四通阀10返回至热源2中吸热，从而形成循环。第二吸附床B中进行的是脱附过程。第二吸附设备5中一级吸附器5a、二级吸附器5b、三级吸附器5c的吸附材料受热，解吸脱附，吸附材料干燥度提升，从吸附材料解吸的冷媒蒸汽在第二换热设备7中冷凝放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级吸附制冷设备的制冷方法，其中制冷设备包括：第一吸附床和第二吸附床；第一吸附床中包括第一吸附设备和第一换热设备，第二吸附床中包括第二吸附设备和第二换热设备；制冷设备还包括第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀、第三换热设备、热源以及空调末端；其中热源、第一四通阀经冷媒入口管、二通阀分别连接至第二吸附设备内的并联设置的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；热源、第一四通阀、经冷媒入口管、二通阀分别连接至第一吸附设备内并联设置的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；其中第一吸附床和第二吸附床构造成，当第一吸附床吸附时，第二吸附床脱附，当第一轮吸附、脱附结束，则轮换成第二吸附床吸附，第一吸附床脱附；其中，第一吸附设备、第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内均填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料之间穿过，第一和第二吸附设备内各自的一至三级吸附器内的多孔吸附材料的结构满足以下关系：一级吸附器的空间率K一级＜二级吸附器的空间率K二级＜三级吸附器的空间率K三级，从而使得一级吸附器、二级吸附器和三级吸附器三者的实际单位时间吸附能力相同；检测第三四通阀下游侧空调末端入口冷媒温度t1，检测空调末端出口冷媒温度t2，其中空调末端的出、入口温差为ΔT1＝t2‑t1；在制冷模式下，第一吸附床吸附且第二吸附床脱附：第一吸附床和第二吸附床中，当ΔT1＜C1时，控制第一和第二吸附设备内的一级吸附器上游二通阀、二级吸附器上游二通阀和三级吸附器上游二通阀均打开，第一和第二吸附设备的一～三级吸附器均参与工作，提供最大吸附量；当C1≤ΔT1＜C2时，关闭第一和第二吸附设备内的三级吸附器上游二通阀，第一和第二吸附设备的一、二级吸附器参与工作；当ΔT1≥C2时，再关闭第一和第二吸附设备的二级吸附器上游二通阀，仅第一和第二吸附设备的一级吸附器参与工作。...

【技术特征摘要】
1.一种多级吸附制冷设备的制冷方法，其中制冷设备包括：第一吸附床和第二吸附床；第一吸附床中包括第一吸附设备和第一换热设备，第二吸附床中包括第二吸附设备和第二换热设备；制冷设备还包括第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀、第三换热设备、热源以及空调末端；其中热源、第一四通阀经冷媒入口管、二通阀分别连接至第二吸附设备内的并联设置的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；热源、第一四通阀、经冷媒入口管、二通阀分别连接至第一吸附设备内并联设置的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；其中第一吸附床和第二吸附床构造成，当第一吸附床吸附时，第二吸附床脱附，当第一轮吸附、脱附结束，则轮换成第二吸附床吸附，第一吸附床脱附；其中，第一吸附设备、第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内均填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料之间穿过，第一和第二吸附设备内各自的一至三级吸附器内的多孔吸附材料的结构满足以下关系：一级吸附器的空间率K一级＜二级吸附器的空间率K二级＜三级吸附器的空间率K三级，从而使得一级吸附器、二级吸附器和三级吸附器三者的实际单位时间吸附能力相同；检测第三四通阀下游侧空调末端入口冷媒温度t1，检测空调末端出口冷媒温度t2，其中空调末端的出、入口温差为ΔT1＝t2-t1；在制冷模式下，第一吸附床吸附且第二吸附床脱附：第一吸附床和第二吸附床中，当ΔT1＜C1时，控制第一和第二吸附设备内的一级吸附器上游二通阀、二级吸附器上游二通阀和三级吸附器上游二通阀均打开，第一和第二吸附设备的一～三级吸附器均参与工作，提供最大吸附量；当C1≤ΔT1＜C2时，关闭第一和第二吸附设备内的三级吸附器上游二通阀，第一和第二吸附设备的一、二级吸附器参与工作；当ΔT1≥C2时，再关闭第一和第二吸附设备的二级吸附器上游二通阀，仅第一和第二吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴少群，袁红星，张永平，安鹏，余辉晴，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33