基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置。其特征是：吸附床采用外壁设有环形翅片内壁设有纵向翅片的翅片管，翅片管内烧结固化沸石分子筛复合吸附剂，冷凝器采用外壁设有翅片内壁烧结多孔材料的强化冷凝传热管，蒸发器采用外壁烧结多孔材料的强化沸腾传热管。本实用新型专利技术联合使用基于烧结多孔材料的吸附床、冷凝器、蒸发器，其显著特征是传热传质性能好，制冷循环周期短，单位吸附剂的制冷功率高。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用余热制冷的保鲜或空调装置，特别涉及一种基于烧 结多孔材料的吸附式制冷装置，其吸附床上烧结沸石分子筛，蒸发器、冷凝器上 烧结金属粉末。属于制冷装置

技术介绍
吸附式制冷是一种可利用低品位能源作为动力的新型制冷方式，能有效利用 大量的低品位余热及可再生能源(如太阳能)。其系统主要由吸附床、冷凝器、 蒸发器三大设备部件组成，制冷过程中这些设备的传热效率的高低直接影响到整 个系统的制冷效率。目前，吸附床的传热效率低主要是由于吸附剂的导热系数低 以及吸附剂与换热壁面之间的接触热阻大造成的。为了解决这个问题，中国专利技术 专利授权公告号CN1116105C提出的一种"具有优良导热与吸附性能的块状沸石 吸附剂"把沸石原粉和水玻璃复合，导热系数提高了 3倍。《化学工程》(1999， 6: 13 15)"吸附剂之间及其与铜表面之间的传热强化研究"一文利用导热胶粘结吸 附剂的办法使得成型吸附剂与铜表面之间的接触热阻下降约30%。在吸附式制冷 中蒸发器冷凝器的强化传热管多用翅片管或者波纹管，然而它们的强化传热性能 不如烧结表面多孔管。强化沸腾传热多孔管，在光滑管表面首先均匀地涂上一层 粘结剂，然后覆以颗粒较细的金属粉末，在炉中烧结使粘结剂挥发，形成表面多 孔性，其上的空穴可以提供很多的气化核心，大大降低液体沸腾气化所需的过热 度。强化冷凝传热多孔管，所需覆盖的金属颗粒粒径较大或者使用针柱状金属， 烧结所形成较大的多孔空间缝隙，为冷凝液的流动提供通道，减薄冷凝液膜层， 降低传热热阻，强化冷凝传热。然而，目前，还未见烧结表面多孔管应用在吸附 式制冷中的报道。
技术实现思路
本技术克服传统吸附式制冷中吸附床、冷凝器、蒸发器传热效率低的问 题，在翅片管上烧结沸石分子筛复合吸附剂强化吸附床传热，应用烧结表面多孔 管强化冷凝器、蒸发器的传热，建立一套基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置。 目的是提高三大部件的传热传质效率，縮短制冷循环周期，节约功耗、减少设备 投资，改善吸附式制冷系统的性能。本技术的技术方案是一种基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，其结构为吸附床1通过阀门2 与冷凝器3相连，冷凝器3连接储液槽4，储液槽4通过阀门5连接蒸发器7中 的喷淋液盘6，蒸发器7通过阀门9连接吸附床1，其特征在于，吸附床1中的 吸附单管18的外壁设有环形吸附床外翅片10，内壁设有纵向的与吸附剂烧结固 化的内翅片12，并留有传质通道ll。上述基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，其冷凝器3中的冷凝管为内壁烧 结表面多孔管15，冷凝管外壁焊接冷凝器外翅片14。上述基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，在蒸发器7中的喷淋液盘6的下 方设置有蒸发管，其蒸发管为外壁烧结表面多孔管8。有益效果本技术所用烧结沸石复合吸附剂的有效导热系数比散装沸石颗粒提高 了 5倍左右，吸附剂与金属壁面间的热阻减小了 30% 60%，所用翅片管强化 了传热，使吸附床的总传热系数提高了 3 5倍。所用强化沸腾传热多孔管其强 化传热性能约为光滑管的10倍，强化冷凝传热多孔管其强化传热性能约为光滑 管的2 4倍。附图说明图1基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置其中l一吸附床；2、 5、 9_阀门；3 —冷凝器；4一储液槽； 6 —喷淋液盘；7 —蒸发器；8 —外壁烧结表面多孔管图2吸附床单管结构其中18 —吸附单管；IO—吸附床外翅片；ll一传质通道；12 —与吸附剂 烧结固化的内翅片；13—烧结吸附剂 图3整体吸附床布管示意图 图4内壁为多孔层的冷凝器其中14一冷凝器外翅片；15—内壁烧结表面多孔管图5外壁烧结表面多孔管8结构示意图其中16 —烧结多孔层；17 —基管图6内壁烧结表面多孔管15结构示意图其中19一烧结多孔层；20 —基管。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述(1)吸附床。其结构如图2，图3。吸附床单管外壁设有环形翅片用来强化管外传热，内壁设有纵向翅片用来强化吸附剂的传热。使用该种结构的翅片管， 管内壁外壁同时得到传热强化，并且增加了传热面积，增强温度场的均匀性。(2)吸附剂与翅片管烧结固化。按质量比沸石分子筛原粉石墨粉=50: l 10: l的比例将其均匀混合，加入模数为3.2的水玻璃混合水作为粘结剂，水玻 璃水=2: 1，沸石分子筛和石墨的混合粉末与粘结剂的质量比为3: 1 3: 2。搅拌均匀混合后，填充进吸附床中，并留有传质通道(图2中的11)。应用模具 压实，在加热炉中烧结处理。该复合吸附剂，压实固化并烧结在翅片管内，不仅 提高了吸附剂的导热系数，而且大大降低了吸附剂和管壁的接触热阻。(3) 冷凝器。其结构如图4。冷凝管内壁烧结较大粒径的金属颗粒或者细 小针柱状金属棒，(如图6)形成多孔空间缝隙，为冷凝液的流动提供传质通道， 减薄冷凝液膜层，降低传热热阻，提高冷凝传热系数。管外壁添加翅片，增加换 热面积，强化外壁传热。(4) 蒸发器。利用图5所示强化沸腾传热多孔管，制作管壳式蒸发器(图 1中的7)，其上部设置喷淋液盘(图1中的6)。强化沸腾传热多孔管(图5)， 其上的空穴可以提供很多的气化核心，大大降低液体沸腾气化所需的过热度，强 化核状沸腾。(5) 本技术的冷凝器所用的内壁烧结表面多孔管15和蒸发器所用的外 壁烧结表面多孔管8，均是按照中国专利技术专利(公开号CN1449880A )《一种表 面多孔管的低温烧结方法》烧结而成的。(6) 本技术吸附式制冷装置，联合使用基于烧结多孔材料的吸附床、 蒸发器、冷凝器，使系统循环在加热解吸阶段，很快地将外界的热量(采用余热) 传递给吸附床内的吸附剂，制冷剂脱附后快速通过冷凝器冷凝，而在冷却吸附阶 段，吸附床很快将热量释放出去，使吸附剂吸附制冷剂而快速通过蒸发器蒸发制 冷。加快了传热传质，使整体制冷性能更高。实施例本技术吸附式制冷装置是这样实现制冷的吸附床(1)被低于200'C的 工业余热加热时，此时阀门2打开，阀门5、 9关闭，沸石分子筛吸附剂中解析 出的水蒸气从传质通道进入冷凝器(3)中冷凝，冷凝水存于储液槽(4)中。解 析结束后，吸附床(1)被冷却，打开阀门5、 9关闭阀门2，吸附床吸附经喷淋 液盘(6)喷淋到蒸发器(7)中的制冷介质水，水在蒸发器中蒸发吸热制冷。该 装置吸附床传热性能好，传质速率快，制冷循环周期短，单位吸附剂的制冷功率 高；同时，蒸发器、冷凝器传热系数大，所需换热面积小，使设备体积更紧凑， 减少了设备投资。权利要求1、一种基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，其结构为吸附床(1)通过阀门(2)与冷凝器(3)相连，冷凝器(3)连接储液槽(4)，储液槽(4)通过阀门(5)连接蒸发器(7)中的喷淋液盘(6)，蒸发器(7)通过阀门(9)连接吸附床(1)，其特征在于，吸附床(1)中的吸附单管(18)的外壁设有环形吸附床外翅片(10)，内壁设有纵向的与吸附剂烧结固化的内翅片(12)，并留有传质通道(11)。2、 如权利要求1所述的一种基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，其特征在于， 所述的冷凝器(3)中的冷凝管为内壁烧结表面多孔管(15)，冷凝管外壁焊 接冷凝器外翅片(14)。3、 如权利要求1所述的一种基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于烧结多孔材料的吸附式制冷装置，其结构为：吸附床（１）通过阀门（２）与冷凝器（３）相连，冷凝器（３）连接储液槽（４），储液槽（４）通过阀门（５）连接蒸发器（７）中的喷淋液盘（６），蒸发器（７）通过阀门（９）连接吸附床（１），其特征在于，吸附床（１）中的吸附单管（１８）的外壁设有环形吸附床外翅片（１０），内壁设有纵向的与吸附剂烧结固化的内翅片（１２），并留有传质通道（１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：从建立，王学生，韦小雄，孟祥睿，曾方薇，吴健，张如波，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]