可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，其中：左蒸发器和右蒸发器相连实现吸附质回收的循环过程；左吸附床和右吸附床相连实现相变式热量回收的循环过程；加热器和右吸附床相连以及加热器和左吸附床相连实现相变加热的循环过程；冷却水板式换热器和右吸附床相连以及冷却水板式换热器和左吸附床相连实现强制对流冷却的循环过程。本发明专利技术可实现相变加热过程，可以有效地提高传热系数，同时可以减少阀门使用；可实现强制对流冷却过程，使得系统一直处于正压，从而提高系统的可靠性；可实现吸附质回收过程，提高循环吸附量，从而可以提高制冷功率；可实现相变热量回收过程，提高系统的性能系数COP。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸附制冷系统
，具体地，涉及一种可实现相变加热、强制对流冷却、吸附质回收、相变热量回收的连续吸附制冷系统。
技术介绍
中国尚处于工业化和城镇化持续推进阶段，在此过程中产生的能源问题和环保问题因关系到国家经济安全和人民的生活质量而广受关注。据不完全统计，中国建筑能耗约占社会总能耗的20-25％；夏季中国南方的一些城市，空调耗电约占总耗电的35-55％，并且中国空调的保有量还以30％左右的速度增长，能源消耗量可预期地持续加大。同时，每年有百万吨的氟利昂泄露到大气中——众所周知氟利昂不仅温室效应是二氧化碳的2000倍左右，还是破坏地球臭氧层的主因。在此背景下，充分利用低品位热源和可再生能源已成为全球共识。目前中国可开发的可再生能源资源蕴含量中，水电约为3.78亿千瓦，风电约为2.53亿千瓦，而太阳能资源非常丰富，约为21039亿千瓦，相当于中国在2015年中国电力装机总量的1503倍。遗憾的是，目前我国太阳能的热利用技术还比较单一。吸附式制冷技术是一种有效利用低品位热源和太阳能的技术。吸附制冷系统可以由65-95℃的热水驱动，其制冷剂可以采用水、氨等自然介质，不会产生温室气体以及破坏地球臭氧层的问题。常见的吸附制冷系统有硅胶-水吸附制冷系统、活性炭-氨吸附制冷系统、分子筛-甲醇吸附制冷系统等。然而，现有的吸附制冷系统存在诸多缺点，而限制了其广泛使用。这些缺点主要包括：(1)换热系数较低，由于吸附剂往往属于热的不良导体，所以填充吸附剂吸附床的传热系数较低，这样会导致循环周期较长，从而降低了制冷功率，以及增加了系统的体积；(2)系统的性能系数较低，由于吸附床需要冷热交替进行，在此过程中，如果不进行热量的有效回收，将造成较大的热量损失；(3)循环吸附量较小，低品位热源驱动的吸附制冷系统，一般使用物理吸附剂作为工作介质，如硅胶、活性炭等，物理吸附剂的循环吸附量往往较小，所以需要采用新的循环技术来提高循环吸附量。吸附制冷方面的研究，已经有很多科研人员进行了研究。经对现有技术的文献检索发现，专利申请号为CN201310352459.3，专利名称为“一种吸附式废热回收板式制冷器”的专利文献，公开了一种吸附式废热回收板式制冷器，包括前盖板、后盖板、板式制冷片和螺杆，所述前盖板通过螺杆串接固定后盖板和板式制冷片，板式制冷片位于前盖板与后盖板两者之间；所述板式制冷片内部抽真空，由吸附/脱附区、绝热区和冷凝/蒸发区组成，板式制冷片顶端为吸附/脱附区，中间为绝热区，底端为冷凝/蒸发区；该专利文献提供一种结构简单、可靠性高且拆卸组装及检修方便的吸附式废热回收板式制冷器。但该装置没有有效地热量回收过程，以及吸附质回收过程，使得系统的性能系数较低。专利申请号为CN201210333097.9，专利名称为“单床吸附式空调机组、单床吸附式制冷系统及其制冷方法”的专利文献，公开了一种单床吸附式制冷系统，包括：冷凝器、与所述冷凝器传质连接的吸附床及与所述吸附床传质连接的蒸发器，所述冷凝器的底端设置有用于嵌入所述吸附床的顶部的凹槽，所述吸附床的顶部置于所述凹槽内。该专利文献提供的单床吸附式制冷系统，通过将吸附床的顶部置于冷凝器的底端的凹槽内，与现有技术中的其它结构相比，该专利文献提供的单床吸附式制冷系统使冷凝器与吸附床的结构紧凑，通过将吸附床的顶部置于凹槽内，使两者叠加在一起，使单床吸附式制冷系统的结构紧凑性提高，从而缩小了占地面积，以便于单床吸附式制冷系统在家用空调领域的推广及使用。但是该专利文献提供的技术方案无法连续制冷，并且也无法实现热量回收过程，从而导致系统的性能系数较低。专利申请号为CN201420418774.1，专利名称为“一种基于热能回收式制冷技术的吸附式制冷系统”的专利文献，涉及制冷技术，特别是一种基于热能回收式制冷技术的吸附式制冷系统。它包括之间连接有热泵的吸附床A和吸附床B；吸附床A一端通过管道顺序连接吸附床A阀门及回热器，另一端通过管道连接回热器构成回路；吸附床B一端通过管道顺序连接吸附床B阀门及回热器，另一端通过管道连接回热器构成回路；所述回热器顺序连接调压装置、蒸发器。相比于常见的热能驱动式制冷系统，该专利文献提供的技术方案具有制冷能效比高的特点。但是该专利文献提供给的技术方案结构较复杂，需要另外设置回热器进行回热。另一方面，吸附系统的传热系数较低，这将导致系统的循环时间较长，从而降低了吸附制冷功率。专利申请号为CN201420165846.6，专利名称为“一种利用汽车废热驱动的吸附及压缩混合制冷空调系统”的专利文献，提供了一种利用汽车废热驱动的吸附及压缩混合制冷空调系统，属于汽车空调
制冷空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀、两台吸附床、两个冷却水箱、循环水泵、分水器、集水器、两个三通调节阀、散热器、热电模块和蓄电池。汽车在使用空调时，发动机废热驱动的吸附式制冷始终运行，若冷量不足，则由汽车传统压缩式制冷进行补充，两种制冷方式共用一套冷凝器、蒸发器和节流阀。该专利文献在现有制冷系统的基础上，增加少量部件，实现对汽车废热的充分回收利用，从而达到节能环保的目的，且增加部件中无运动部件，装置安全、可靠，具有显著的社会效益和经济效益。但是，该专利文献未考虑汽车废气对吸附床较强的腐蚀作用，这将降低系统的可靠性；另一方面，系统未采用热量回收、吸附质回收等高效循环，所以系统的性能系数较低。专利申请号为CN201210333079.0，专利名称为“双床连续吸附式制冷系统及其制冷方法和一种空调机组”的专利文献，提供的双床连续吸附式制冷系统，包括：第一吸附床和与第一吸附床进行传质的第一蒸发器；第二吸附床和与第二吸附床进行传质的第二蒸发器；进口分别与第一吸附床和第二吸附床相连通的冷凝器，冷凝器的出口分别与第一蒸发器和第二蒸发器相连通，冷凝器的底端向其顶端方向凹陷，并形成供第一吸附床和第二吸附床嵌入的凹陷部。上述双床连续吸附式制冷系统，在冷凝器的底端设有供第一吸附床和第二吸附床嵌入的凹陷部，使第一吸附床、第二吸附床和冷凝器之间的布置更加紧凑，减小了双床连续式吸附式制冷系统所占用的空间，降低了对双床连续式吸附式制冷系统应用的限制。该专利文献还提供了一种空调机组和一种双床连续式吸附式制冷系统的制冷方法。但是该专利文献中的循环方式未采用热量回收、吸附质回收等高效循环，所以系统的性能系数较低，从而导致了系统的体积较大；另一方面，该专利文献未解决吸附制冷系统中传热系数较低的问题，这使得此吸附制冷系统的循环时间较长，从而降低了系统的吸附制冷功率。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可实现相变加热、强制对流冷却、吸附质回收、相变式热量回收的连续吸附制冷系统。(1)本专利技术循环方式可实现相变加热过程，这样可以有效地提高传热系数，同时可以减少阀门使用；(2)本专利技术可实现强制对流冷却过程，这样可以使得系统一直处于正压，从而提高系统的可靠性；(3)本专利技术可实现吸附质回收过程，这样可以提高循环吸附量，从而可以提高制冷功率；(4)本专利技术可实现相变热量回收过程，这样可以提高系统的性能系数COP。根据本专利技术提供的一种可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，包括：右蒸发器、右冷凝器、右吸附床、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，其特征在于，包括：右蒸发器、右冷凝器、右吸附床、加热器、水箱、冷却水板式换热器、左蒸发器、左冷凝器以及左吸附床；所述右蒸发器和右冷凝器相连；所述右冷凝器和右吸附床相连；所述左蒸发器和左冷凝器相连；所述左冷凝器和左吸附床相连；所述左蒸发器和右蒸发器相连；所述左吸附床和右吸附床相连；所述加热器和右吸附床相连；所述加热器和左吸附床相连；所述冷却水板式换热器和右吸附床相连；所述冷却水板式换热器和左吸附床相连；其中：所述左蒸发器和右蒸发器相连实现吸附质回收的循环过程；所述左吸附床和右吸附床相连实现相变式热量回收的循环过程；所述加热器和右吸附床相连以及所述加热器和左吸附床相连实现相变加热的循环过程；所述冷却水板式换热器和右吸附床相连以及所述冷却水板式换热器和左吸附床相连实现强制对流冷却的循环过程。

【技术特征摘要】
1.一种可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，其特征在于，包括：右蒸发器、右冷凝器、右吸附床、加热器、水箱、冷却水板式换热器、左蒸发器、左冷凝器以及左吸附床；所述右蒸发器和右冷凝器相连；所述右冷凝器和右吸附床相连；所述左蒸发器和左冷凝器相连；所述左冷凝器和左吸附床相连；所述左蒸发器和右蒸发器相连；所述左吸附床和右吸附床相连；所述加热器和右吸附床相连；所述加热器和左吸附床相连；所述冷却水板式换热器和右吸附床相连；所述冷却水板式换热器和左吸附床相连；其中：所述左蒸发器和右蒸发器相连实现吸附质回收的循环过程；所述左吸附床和右吸附床相连实现相变式热量回收的循环过程；所述加热器和右吸附床相连以及所述加热器和左吸附床相连实现相变加热的循环过程；所述冷却水板式换热器和右吸附床相连以及所述冷却水板式换热器和左吸附床相连实现强制对流冷却的循环过程。2.根据权利要求1所述的可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，其特征在于，右回质管与右蒸发器底部相连，第一右氨路管与右蒸发器顶部相连，右蒸发器入水管、右蒸发器换热器、右蒸发器出水管依次相连。3.根据权利要求1所述的可实现相变加热和强制对流冷却的连续吸附制冷系统，其特征在于，右冷凝器入水管、右冷凝器换热器、右冷凝器出水管依次相连，第二右氨路管、右冷凝器顶部、右吸附床底部依次相连。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆紫生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31