单级吸附制冷方法技术

一种制冷方法，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构造成填充有多孔吸附材料，第一和第二吸附设备内的多孔吸附材料颗粒之间具有空间体积，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的多孔吸附材料的颗粒之间的空间率，相关于冷媒管在吸附设备内部的压降地线性增加，从而使得第一、第二吸附设备内部沿着冷媒流向上，多孔吸附材料的单位时间吸附能力是一致的。

【技术实现步骤摘要】
单级吸附制冷方法
本公开涉及一种制冷方法，尤其涉及冷却吸附和加热解吸的吸附式制冷方法。
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制冷设备，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。根据本公开的一技术方案，一种单级吸附制冷方法，所述制冷方法中包括制冷设备，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。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；其中热源、第一四通阀、第二吸附设备和第二四通阀经冷媒管依次连接成回路；热源、第一四通阀、第一吸附设备和第二四通阀也经冷媒管依次连接成回路。该制冷方法经控制运行制冷模式，此时，冷媒吸收热源的热量，流经冷媒管至第二吸附设备，冷媒在第二吸附床的第二吸附设备中放热，冷媒降温后再经第二四通阀返回至热源中吸热，从而形成循环；第二吸附设备中的吸附材料受热，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中冷凝放热，再生为液态；第二换热设备中的冷媒管中的冷媒吸热后经第三四通阀、第一四通阀进入第一吸附设中的冷媒管，在第一吸附设备中继续吸热后升温，经第二四通阀流向第三换热设备，并在此放热降温后经第四四通阀返回第二换热设备。第一吸附床中的第一吸附设备中的干燥的吸附剂放热吸附制冷剂，由此蒸发第一换热设备中的制冷剂，第一换热设备中的冷媒管中的冷媒则放热降温，降温后的冷媒经第三四通阀流向空调末端，向用户供冷；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、第二吸附设备内填充有多孔吸附材料，多孔吸附材料在冷媒流向上竖直分为N个区间，N大于等于3，每个区间具有各自的空间率K1、K2……KN，第一和第二吸附设备内，冷媒管从最上游区进入第一或第二吸附设备，从最下游区穿出第一或第二吸附设备，且从多孔吸附材料之间穿过，其中，第一和第二吸附设备内多孔吸附材料的结构均满足以下关系：空间率从K1至KN沿着冷媒的流向相关于冷媒在第一和第二吸附设备内的压降，呈线性地增加，且KN＝K1exp(-(C/β)(P入口冷媒/P出口冷媒-1)2)KN、K1分别为第一或第二吸附设备内部冷媒流向上最下游区吸附材料的空间率和冷媒流向上最上游区吸附材料的空间率；P入口冷媒、P出口冷媒分别为冷媒管进入第一或第二吸附设备时的内部冷媒压力以及穿出第一或第二吸附设备时的内部压力；C为吸附材料结构常数，β为吸附剂和制冷剂之间的关系常数；从而使得第一、第二吸附设备内部沿着冷媒流向上，多孔吸附材料的单位时间吸附能力实际相同。根据本公开的制冷方法经控制运行制热模式，控制装置控制第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀和第四四通阀的方向来控制冷媒的流向，此时，第一换热设备、第三四通阀、第一四通阀、第一吸附设备、第二四通阀和第三换热设备经冷媒管依次相连形成回路，第二换热设备、第三四通阀、空调末端、第四四通阀依次连接形成回路，向用户供热。附图说明图1是本专利技术的单级吸附制冷方法的制冷模式下的整体构成图。图2是本专利技术的单级吸附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方法进行说明。如图1所示，本专利技术的制冷方法中，单级吸附制冷设备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1。热泵1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。吸附式制冷机包括两个吸附床，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还具有箱体，箱体中填充有吸附材料，冷媒管13穿设在吸附材料中。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还具有箱体，箱体中填充有吸附材料，冷媒管14穿设在吸附材料中。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，冷媒管14在第二吸附床B的第二吸附设备5中放热，冷媒降温后再经第二四通阀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中冷凝放热，再生为液态。第一吸附床A中进行的是吸附过程。第二换热设备7中的冷媒管15中的冷媒吸热后经第三四通阀11、第一四通阀9进入第一吸附设备4中的冷媒管13，冷媒管13中的冷媒在第一吸附设备4中继续吸热后升温，经第二四通阀10流向第三换热设备8，并在此放热降温后经第四四通阀12返回第二换热设备7。第一吸附床A中的第一吸附设备4中的干燥的吸附剂放热吸附制冷剂，因此减小了第一吸附床A中的压力，由此蒸发第一换热设备6中的制冷剂，第一换热设备6中的冷媒管16中的冷媒则放热降温，降温后的冷媒经第三四通阀11流向空调末端3，向用户供冷。第一轮吸附和脱附之后，虽然附图中没有示出，但是本领域技术人员从附图1中同样可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单级吸附制冷方法，所述制冷方法中包括制冷设备，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。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；其中热源、第一四通阀、第二吸附设备和第二四通阀经冷媒管依次连接成回路；热源、第一四通阀、第一吸附设备和第二四通阀也经冷媒管依次连接成回路；该制冷方法经控制运行制冷模式，此时，冷媒吸收热源的热量，流经冷媒管至第二吸附设备，冷媒在第二吸附床的第二吸附设备中放热，冷媒降温后再经第二四通阀返回至热源中吸热，从而形成循环；第二吸附设备中的吸附材料受热，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中冷凝放热，再生为液态；第二换热设备中的冷媒管中的冷媒吸热后经第三四通阀、第一四通阀进入第一吸附设备中的冷媒管，在第一吸附设备中继续吸热后升温，经第二四通阀流向第三换热设备，并在此放热降温后经第四四通阀返回第二换热设备；第一吸附床中的第一吸附设备中的干燥的吸附剂放热吸附制冷剂，由此蒸发第一换热设备中的制冷剂，第一换热设备中的冷媒管中的冷媒则放热降温，降温后的冷媒经第三四通阀流向空调末端，向用户供冷；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；其特征在于：其中，第一吸附设备、第二吸附设备内填充有多孔吸附材料，多孔吸附材料在冷媒流向上竖直分为N个区间，N大于等于3，每个区间具有各自的空间率K1、K2……KN，第一和第二吸附设备内，冷媒管从最上游区进入第一或第二吸附设备，从最下游区穿出第一或第二吸附设备，且从多孔吸附材料之间穿过，其中，第一和第二吸附设备内多孔吸附材料的结构均满足以下关系：空间率从K1至KN沿着冷媒的流向相关于冷媒在第一和第二吸附设备内的压降，呈线性地增加，且KN＝K1exp(‑(C/β)(P入口冷媒/P出口冷媒‑1)2)KN、K1分别为第一或第二吸附设备内部冷媒流向上最下游区吸附材料的空间率和冷媒流向上最上游区吸附材料的空间率；P入口冷媒、P出口冷媒分别为冷媒管进入第一或第二吸附设备时的内部冷媒压力以及穿出第一或第二吸附设备时的内部压力；C为吸附材料结构常数，β为吸附材料和制冷剂之间的关系常数；从而使得第一、第二吸附设备内部沿着冷媒流向上，多孔吸附材料的单位时间吸附能力实际相同。...

【技术特征摘要】
1.一种单级吸附制冷方法，所述制冷方法中包括制冷设备，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。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；其中热源、第一四通阀、第二吸附设备和第二四通阀经冷媒管依次连接成回路；热源、第一四通阀、第一吸附设备和第二四通阀也经冷媒管依次连接成回路；该制冷方法经控制运行制冷模式，此时，冷媒吸收热源的热量，流经冷媒管至第二吸附设备，冷媒在第二吸附床的第二吸附设备中放热，冷媒降温后再经第二四通阀返回至热源中吸热，从而形成循环；第二吸附设备中的吸附材料受热，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中冷凝放热，再生为液态；第二换热设备中的冷媒管中的冷媒吸热后经第三四通阀、第一四通阀进入第一吸附设备中的冷媒管，在第一吸附设备中继续吸热后升温，经第二四通阀流向第三换热设备，并在此放热降温后经第四四通阀返回第二换热设备；第一吸附床中的第一吸附设备中的干燥的吸附剂放热吸附制冷剂，由此蒸发第一换热设备中的制冷剂，第一换热设备中的冷媒管中的冷媒则放热降温，降温后的冷媒经第三四通阀流向空调末端，向用户供冷；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；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁红星，吴少群，张永平，苏树兵，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