旋转转轮固体吸附制冷装置制造方法及图纸

旋转转轮固体吸附制冷装置属制冷技术行业，用于有余热回收场合。传统制冷系统分别加热和冷却，问题是：两个吸附床故体积较大；电磁阀控制流体切换，在高温、强震动下工作不稳定。本实用新型专利技术为圆柱体结构，特征在于，主轴方向安装电动机（３），带动装置以主轴为中心旋转；单元管式吸附床（８）内沿水平方向设绝热膜（９）；数根单元管式吸附床（８）呈放射状分布于电动机（３）外壁与装置内壁组成的空间内，该空间内沿半径方向设两块挡流板（１０），与单元管式吸附床（８）内自身的绝热膜（９）所在的圆将该空间分成４个区域：吸附区、脱附区、蒸发区、冷凝区。该方案结构紧凑，传热传质性能优于常规结构；实行无阀控制，克服了电磁阀工作不稳定。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

属制冷技术行业，应用于有余热回收场合的制冷。
技术介绍
固体吸附式制冷系统具有结构简单、低噪声、无污染等特点，特别是在有效利用低品位能源方面更具有突出的优势。目前该项技术仍处于实验研究阶段，还存在体积较大、单位质量工质的制冷量小、不易对冷热流体实现切换控制等问题有待解决，这些都制约着它在实际中的应用。吸附床的结构设计是国内外研究的重点。根据吸附式制冷的基本原理，它是由加热-解吸-冷凝与冷却-吸附-蒸发制冷两个过程交替进行，因而它是一种间隙式制冷方式。要实现连续制冷输出，传统的连续回热型吸附式制冷系统采用两个吸附床。在系统运行过程中，要使两个吸附床能够实现分别加热和冷却，并能切换工作，在加热，冷却管道上就必须安装是个截止阀，通过这些截止阀的协调工作。目前存在的问题是1)由于采用两个吸附床，故体积较大；2)采用高温电磁阀控制流体切换，在高温、强震动条件下电磁阀的工作不稳定；3)由于电磁阀其本身耐受温度也不高(一般不超过250℃)，从而影响了整个系统的工作可靠性。
技术实现思路
本技术提出了一种用于车辆空调设备的旋转式结构，它以车辆尾气作为脱附热源，直接利用吸附床本身的旋转实现冷、热流体的切换。这种方案结构紧凑，传热传质性能远优于常规结构。由于对脱附、吸附过程实行无阀控制，克服了高温电磁阀工作不稳定、系统结构安排困难的缺点，对结构及参数进行优化设计后，可实现商业应用价值。旋转转轮固体吸附制冷装置(见图1、2)为圆柱体结构，主轴方向安装电动机3，带动整个装置以主轴为中心做旋转运动；柱状单元管式吸附床8(如图3)内部沿水平方向设置有绝热膜9；数根上述柱状单元管式吸附床8呈放射状分布于电动机3外壁与装置内壁组成的空间内，上述空间内沿半径方向设有两块挡流板10，与单元管式吸附床8内自身的绝热膜9所在的圆共同将该空间分成4个区域吸附区1、脱附区5、蒸发区2、冷凝区4(如图4)。不同温度气流引入装置后，在扇形流道内流动。通过整个装置的旋转，吸附床与不同温度流体相接触，分别发生吸附、脱附过程，构成吸附区1、脱附区5、蒸发区2、冷凝区4，从而实现制冷循环。柱状单元管式吸附床8(见图3)为旋转转轮固体吸附制冷装置的最基本的单元。在柱状单元管吸附床8中心有一同竖轴的封闭柱状网14；柱状单元管式吸附床8水平方向设置绝热膜9将单元管吸附床管壁12与柱状网14组成的空间分成上下两部分；其中一部分空间内充填吸附剂15；柱状单元管式吸附床8顶端与低端分别有盖板13。其优点是结构简单，造价低廉、容易制造、在一定管径下传热性好、循环周期短，将若干个柱状单元管式吸附床8组装在一起，能够方便地适应不同冷量的要求。两块挡流板10设置位置所在半径夹角较小角角度α范围在90°～180°之间。角度大小的确定原则是吸、脱附时间比决定吸附区1、脱附区5的面积大小之比。装置内布置柱状单元管式吸附床8的根数为实际所需制冷量除以柱状单元管式吸附床8的单位制冷量所得值。装置一侧沿主轴方向设用于加速气流换热的风机11。附图说明图1旋转转轮固体吸附装置结构剖面图图中1.吸附区；2.蒸发区；3.电机；4.冷凝区；5.脱附区；6.加热热源进气口；7.排气口；11.风机图2旋转转轮固体吸附装置侧视图图中3.电机；8.单元管式吸附床；9.绝热膜；10.挡流板；α.两块挡流板设置位置所在半径夹角较小角角度图3单元管式吸附床结构图图中9.绝热膜；12.单元管吸附床管壁；13.盖板；14.柱状网；15.吸附剂图4吸、脱附，蒸发、冷凝区域示意图图中1.吸附区；2.蒸发区；4.冷凝区；5.脱附区；9.绝热膜；10.挡流板；α.两块挡流板设置位置所在半径夹角较小角角度图5本技术用于吸附汽车余热流程简图图中A-转轮固体吸附制冷装置B-加湿器C-过滤除尘装置D-车厢E-换热器1F-换热器2G-风扇I.外界空气II.预冷后的空气III.发动机尾气IV.空调送风空气具体实施方式本技术用于吸附汽车余热流程简图(见图5)包括吸附制冷装置A，加湿器B，过滤除尘装置C，车厢D，换热器1-E，换热器2-F。系统引入一个加湿器B，它可以为水蒸气冷凝和分子筛吸附提供冷量，，同时，它还可以利用换热器1对将通入车厢的气流进行预冷。吸附制冷装置A是整个流程的核心，为圆柱体结构，水平放置。装置内部存在4个沿轴向分布的扇形流道。不同温度气流引入装置后，在扇形流道内流动。通过整个装置的旋转，吸附床与不同温度流体相接触，分别发生吸附、脱附过程，从而实现制冷循环。根据其中流体作用的不同，可分为a、b、c、d四个流道，均沿轴向分布流道a外界空气经F与尾气进行热交换后得到的高温气流进入流道a，为吸附剂脱附提供热量；流道b气流经E预冷进入流道b，经再次冷却并经C过滤除尘后引入车厢D，获得制冷效果；流道c、d车厢内引出气流经加湿器B加湿后进入E，出口气流分成两股一股进入流道c，作为分子筛(吸附剂)吸附的冷源，另一股流入流道d，作为冷凝区冷源。当车辆进入放射性沾染区等特殊区域时，可将流道c、d的出口气流引至上图E上端外界空气入口处，这样使气流进行封闭式循环。当然，此时要注意气流的湿度和含氧量。权利要求1.旋转转轮固体吸附制冷装置，为圆柱体结构，其特征在于，主轴方向安装电动机(3)，带动整个装置以主轴为中心做旋转运动；柱状单元管式吸附床(8)内部沿水平方向设置有绝热膜(9)；数根上述柱状单元管式吸附床(8)呈放射状分布于电动机(3)外壁与装置内壁组成的空间内，上述空间内沿半径方向设有两块挡流板(10)，与柱状单元管式吸附床(8)内自身的绝热膜(9)所在的圆共同将该空间分成4个区域吸附区(1)、脱附区(5)、蒸发区(2)、冷凝区(4)。2.根据权利要求1所述的旋转转轮固体吸附制冷装置，其特征在于，在柱状单元管吸附床(8)中心有一同竖轴的封闭柱状网(14)；柱状单元管式吸附床(8)水平方向设置绝热膜(9)将单元管吸附床管壁(12)与柱状网(14)组成的空间分成上下两部分；其中一部分空间内充填吸附剂(15)；柱状单元管式吸附床(8)顶端与低端分别有盖板(13)。3.根据权利要求1所述的旋转转轮固体吸附制冷装置，其特征在于，上述两块挡流板(10)设置位置所在半径夹角较小角角度α范围在90°～180°之间，角度大小的确定原则是吸、脱附时间比决定吸附区(1)、脱附区(5)的面积大小之比。4.根据权利要求1所述的旋转转轮固体吸附制冷装置，其特征在于，柱状单元管式吸附床(8)的根数为实际所需制冷量除以柱状单元管式吸附床(8)的单位制冷量所得值。5.根据权利要求1所述的旋转转轮固体吸附制冷装置，其特征在于，该装置一侧沿主轴方向设用于加速气流换热的风机(11)。专利摘要旋转转轮固体吸附制冷装置属制冷技术行业，用于有余热回收场合。传统制冷系统分别加热和冷却，问题是两个吸附床故体积较大；电磁阀控制流体切换，在高温、强震动下工作不稳定。本技术为圆柱体结构，特征在于，主轴方向安装电动机(3)，带动装置以主轴为中心旋转；单元管式吸附床(8)内沿水平方向设绝热膜(9)；数根单元管式吸附床(8)呈放射状分布于电动机(3)外壁与装置内壁组成的空间内，该空间内沿半径方向设两块挡流板(10)，与单元管式吸附床(8)内自身的绝热膜(9)所在的圆将本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋转转轮固体吸附制冷装置，为圆柱体结构，其特征在于，主轴方向安装电动机（３），带动整个装置以主轴为中心做旋转运动；柱状单元管式吸附床（８）内部沿水平方向设置有绝热膜（９）；数根上述柱状单元管式吸附床（８）呈放射状分布于电动机（３）外壁与装置内壁组成的空间内，上述空间内沿半径方向设有两块挡流板（１０），与柱状单元管式吸附床（８）内自身的绝热膜（９）所在的圆共同将该空间分成４个区域：吸附区（１）、脱附区（５）、蒸发区（２）、冷凝区（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠宝，方丽娜，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]