一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统及制冷方法技术方案

一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统及制冷方法，属于制冷空调技术领域。所述系统中充注有气体吸附质，包括反应器、热源、流体控制阀、气体调节阀、蒸发器、冷凝器；加热或/和冷却管道安装在反应器内部，通过流体控制阀和热源连接；所述的反应器通过气体调节阀和蒸发器、冷凝器连接；所述的反应器中填充有固体吸附剂。本发明专利技术能够显著的提高吸附制冷系统性能，并能够在驱动热源温度变化的条件下实现连续制冷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷空调
的热力学系统，具体是一种基于吸附过程和相变过程、能够在可变温热源驱动条件下连续输出冷量的高效吸附制冷系统。
技术介绍
随着能源危机和环境污染等问题的加剧，节能环保产品受到了社会的关注和青睐；吸附制冷系统是基于吸附过程和相变过程构建的热力学循环，通过热能和吸附势能、相变势能的转化，利用热驱动实现制冷效果；吸附系统所采用工质为天然材料，并可以很好结合在余热回收等场合，因此是一种绿色、环保的节能产品。但是，目前的吸附制冷系统受到系统性能较低、驱动热源温度需求较高，并不能在热源温度变化的条件下连续的运行，因此不太适合于太阳能等非稳定热源驱动制冷系统的场合，限制了吸附制冷系统的应用和推广。在太阳能利用等场合，由于太阳辐射具有地域性、季节性和波动性等特点，导致利用太阳能作为热源的温度不断变化，为保证连续的输出冷量，将需要设计可变温度热源驱动的吸附制冷系统。搜索现有的专利和文献，李廷贤等提出了一种三效吸附制冷系统，包含三种固体吸附剂，通过采用两次吸附热回收过程组合三套单效吸附制冷系统，实现了系统在单次高温热量输入条件下输出三次低温冷量；但是，目前对于有效回收吸附热的报道仍较少，因此在一套系统中多次回收吸附热将使得系统性能受到很大的限制；此外，李廷贤等未考虑三效吸附制冷系统在热源温度变化时的运行过程。鉴于此，本专利技术提出了一种可变温热源驱动的高效制冷系统，提高系统性能，并适合于太阳能等非稳定热源场合的热利用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，本专利技术可以提高吸附制冷系统的性能，并能够在驱动热源温度变化的条件下，保证吸附制冷系统的连续运行。本专利技术是通过以下的技术方案来实现的，本专利技术包括第一反应器、第二反应器、第三反应器、冷凝器、蒸发器、节流阀、第一气体调节阀、第二气体调节阀、第三气体调节阀、第四气体调节阀、第五气体调节阀、第六气体调节阀、第一加热或/和冷却管道、第二加热或/和冷却管道、第三加热或/和冷却管道、冷凝管道、蒸发管道、第一流体控制阀、第二流体控制阀、第三流体控制阀、第四流体控制阀、第五流体控制阀、第六流体控制阀、第七流体控制阀、第八流体控制阀、第九流体控制阀、第十流体控制阀、第十一流体控制阀、第十二流体控制阀、第十三流体控制阀、第十四流体控制阀、第一热源、第二热源、第三热源、第一固体吸附剂、第二固体吸附剂、第三固体吸附剂和气体吸附质；其中，第一反应器的第一接口和第一气体调节阀的第一接口连接，第一气体调节阀的第二接口和蒸发器的第一接口连接，蒸发器的第二接口和节流阀的第一接口连接，节流阀的第二接口和冷凝器的第一接口连接，冷凝器的第二接口和第二气体调节阀的第一接口连接，第二气体调节阀的第二接口和第二反应器的第一接口连接，第二反应器的第二接口和第三气体调节阀的第一接口连接，第三气体调节阀的第二接口和第一反应器的第二接口连接；第一反应器的第三接口和第六气体调节阀的第一接口连接，第六气体调节阀的第二接口和冷凝器的第四接口连接；第三反应器的第一接口和第四气体调节阀的第一接口连接，第四气体调节阀的第二接口和蒸发器的第三接口连接；冷凝器的第三接口和第五气体调节阀的第一接口连接，第五气体调节阀的第二接口和第三反应器的第二接口连接；在第一反应器中安装有第一加热或/和冷却管道，在第二反应器中安装有第二加热或/和冷却管道，在第三反应器中安装有第三加热或/和冷却管道；第一加热或/和冷却管道的第一接口和第一流体控制阀的第一接口连接，第一流体控制阀的第二接口和第一热源的第一接口连接，第一热源的第二接口和第二流体控制阀的第一接口连接，第二流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第二接口连接；第一加热或/和冷却管道的第三接口和第三流体控制阀的第一接口连接，第三流体控制阀的第二接口和第二热源的第一接口连接，第二热源的第二接口和第四流体控制阀的第一接口连接，第四流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第四接口连接；第一加热或/和冷却管道的第五接口和第十一流体控制阀的第一接口连接，第i^一流体控制阀的第二接口和第三热源的第三接口连接，第三热源的第四接口和第十二流体控制阀的第一接口连接，第十二流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第六接口连接；第二加热或/和冷却管道的第一接口和第五流体控制阀的第一接口连接，第五流体控制阀的第二接口和第二热源的第三接口连接，第二热源的第四接口和第六流体控制阀的第一接口连接，第六流体控制阀的第二接口和第二加热或/和冷却管道的第二接口连接；第二加热或/和冷却管道的第三接口和第七流体控制阀的第一接口连接，第七流体控制阀的第二接口和第三加热或/和冷却管道的第一接口连接；第三加热或/和冷却管道的第二接口和第八流体控制阀的第一接口连接，第八流体控制阀的第二接口和第二加热或/和冷却管道的 第四接口连接；第二加热或/和冷却管道的第五接口和第十三流体控制阀的第一接口连接，第十三流体控制阀的第二接口和第三热源的第五接口连接，第三热源的第六接口和第十四流体控制阀的第一接口连接，第十四流体控制阀的第二接口和第二加热或/和冷却管道的第六接口连接；第三加热或/和冷却管道的第三接口和第九流体控制阀的第一接口连接，第九流体控制阀的第二接口和第三热源的第一接口连接，第三热源的第二接口和第十流体控制阀的第一接口连接，第十流体控制阀的第二接口和第三加热或/和冷却管道的第四接口连接；在冷凝器中安装有冷凝管道，冷凝管道的第一接口和第二热源的第五接口连接，第二热源的第六接口和冷凝管道的第二接口连接；在蒸发器中安装有蒸发管道，蒸发管道的第一接口和第一热源的第三接口连接，第一热源的第四接口和蒸发管道的第二接口连接；在第一反应器中填充有第一固体吸附剂，在第二反应器中填充有第二固体吸附剂，在第三反应器中填充有第三固体吸附剂，在系统中充注有气体吸附质。所述的可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，依据驱动热源温度的高低，有三种运行模式，能满足驱动热源温度变化时的系统运行。所述的反应器填充有固体吸附剂，安装有加热或/和冷却管道。所述的可变温热源驱动的高效吸附制冷系统中充注有气体吸附质。所述的第一加热或/和冷却管道安装在第一反应器内部，通过流体控制阀和第一热源、第二热源、第三热源连接。所述的第二加热或/和冷却管道安装在第二反应器内部，通过流体控制阀和第二热源、第三加热或/和冷却管道、第三热源连接。所述的第三加热或/和冷却管道安装在第三反应器内部，通过流体控制阀和第二加热或/和冷却管道、第三热源连接。所述的第二加热或/和冷却管道和第三加热或/和冷却管道之间通过流体控制阀连接。所述的第一反应器通过气体调节阀和第二反应器、蒸发器、冷凝器连接。所述的第二反应器通过气体调节阀和第一反应器、冷凝器连接。所述的第三反应器通过气体调节阀和冷凝器、蒸发器连接。所述的反应器为釜式反应器、球式反应器、柱形反应器、管式反应器、循环床、或流化床。所述的第一热源的温度低于第二热源，第二热源的温度低于第三热源。所述的第一热源的温度低于环境温度，为低温盐水、冰浆或CHS溶液。所述的第二热源的温度等于环境温度，所述环境为空气、环境水或土壤。所述的第三热源的温度高于环境温度，为太阳能集热器、锅炉、蒸汽或电加热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于：所述系统中充注有气体吸附质，所述系统包括第一反应器、第二反应器、第三反应器、第一热源、第二热源、第三热源、流体控制阀、气体调节阀、蒸发器、冷凝器；第一加热或/和冷却管道安装在第一反应器内部，通过流体控制阀和第一热源、第二热源、第三热源连接；第二加热或/和冷却管道安装在第二反应器内部，通过流体控制阀和第二热源、第三加热或/和冷却管道、第三热源连接；第三加热或/和冷却管道安装在第三反应器内部，通过流体控制阀和第二加热或/和冷却管道、第三热源连接；所述的第二加热或/和冷却管道和第三加热或/和冷却管道之间通过流体控制阀连接；所述的第一反应器通过气体调节阀和第二反应器、蒸发器、冷凝器连接；所述的第二反应器通过气体调节阀和第一反应器、冷凝器连接；所述的第三反应器通过气体调节阀和冷凝器、蒸发器连接；所述的反应器中填充有固体吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述系统中充注有气体吸附质，所述系统包括第一反应器、第二反应器、第三反应器、第一热源、第二热源、第三热源、流体控制阀、气体调节阀、蒸发器、冷凝器；第一加热或/和冷却管道安装在第一反应器内部，通过流体控制阀和第一热源、第二热源、第三热源连接；第二加热或/和冷却管道安装在第二反应器内部，通过流体控制阀和第二热源、第三加热或/和冷却管道、第三热源连接；第三加热或/和冷却管道安装在第三反应器内部，通过流体控制阀和第二加热或/和冷却管道、第三热源连接；所述的第二加热或/和冷却管道和第三加热或/和冷却管道之间通过流体控制阀连接；所述的第一反应器通过气体调节阀和第二反应器、蒸发器、冷凝器连接；所述的第二反应器通过气体调节阀和第一反应器、冷凝器连接；所述的第三反应器通过气体调节阀和冷凝器、蒸发器连接；所述的反应器中填充有固体吸附剂。2.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述的反应器为釜式反应器、球式反应器、柱形反应器、管式反应器、循环床、或流化床。3.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述的第一热源的温度低于第二热源，第二热源的温度低于第三热源，所述的第三热源为温度能够变化的吸附制冷系统的驱动热源；所述的第一热源的温度低于环境温度，为低温盐水、冰浆或CHS溶液；所述的第二热源的温度等于环境温度，所述环境为空气、环境水或土壤；所述的第三热源的温度高于环境温度，为太阳能集热器、锅炉、蒸汽或电加热器。4.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述的固体吸附剂为金属卤化物、金属氧化物或金属氢化物。5.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述的气体吸附质为氨、氢气、水或二氧化碳。6.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述的蒸发器为板式换热器、管翅式换热器、管壳式换热器或套管式换热器；所述的冷凝器为板式换热器、管翅式换热器、管壳式换热器或套管式换热器；所述的冷凝器和蒸发器之间有节流阀，节流阀为热力膨胀阀、U型毛细管或电磁膨胀阀。7.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述气体调节阀为针阀、蝶阀或球阀；所述的流体控制阀为针阀、蝶阀或球阀；所述的气体调节阀和流体控制阀为气动阀门、电动阀门或手动阀门。8.如权利要求1所述的一种可变温热源驱动的高效吸附制冷系统，其特征在于:所述系统包括第一反应器、第二反应器、第三反应器、冷凝器、蒸发器、节流阀、第一气体调节阀、第二气体调节阀、第三气体调节阀、第四气体调节阀、第五气体调节阀、第六气体调节阀、第一加热或/和冷却管道、第二加热或/和冷却管道、第三加热或/和冷却管道、冷凝管道、蒸发管道、第一流体控制阀、第二流体控制阀、第三流体控制阀、第四流体控制阀、第五流体控制阀、第六流体控制阀、第七流体控制阀、第八流体控制阀、第九流体控制阀、第十流体控制阀、第十一流体控制阀、第十二流体控制阀、第十三流体控制阀、第十四流体控制阀、第一热源、第二热源、第三热源、第一固体吸附剂、第二固体吸附剂、第三固体吸附剂和气体吸附质；其中，第一反应器的第一接口和第一气体调节阀的第一接口连接，第一气体调节阀的第二接口和蒸发器的第一接口连接，蒸发器的第二接口和节流阀的第一接口连接，节流阀的第二接口和冷凝器的第一接口连接，冷凝器的第二接口和第二气体调节阀的第一接口连接，第二气体调节阀的第二接口和第二反应器的第一接口连接，第二反应器的第二接口和第三气体调节阀的第一接口连接，第三气体调节阀的第二接口和第一反应器的第二接口连接；第一反应器的第三接口和第六气体调节阀的第一接口连接，第六气体调节阀的第二接口和冷凝器的第四接口连接；第三反应器的第一接口和第四气体调节阀的第一接口连接，第四气体调节阀的第二接口和蒸发器的第三接口连接；冷凝器的第三接口和第五气体调节阀的第一接口连接，第五气体调节阀的第二接口和第三反应器的第二接口连接；在第一反应器中安装有第一加热或/和冷却管道，在第二反应器中安装有第二加热或/和冷却管道，在第三反应器中安装有第三加热或/和冷却管道；第一加热或/和冷却管道的第一接口和第一流体控制阀的第一接口连接，第一流体控制阀的第二接口和第一热源的第一接口连接，第一热源的第二接口和第二流体控制阀的第一接口连接，第二流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第二接口连接；第一加热或/和冷却管道的第三接口和第三流体控制阀的第一接口连接，第三流体控制阀的第二接口和第二热源的第一接口连接，第二热源的第二接口和第四流体控制阀的第一接口连接，第四流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第四接口连接；第一加热或/和冷却管道的第五接口和第十一流体控制阀的第一接口连接，第十一流体控制阀的第二接口和第三热源的第三接口连接，第三热源的第四接口和第十二流体控制阀的第一接口连接，第十二流体控制阀的第二接口和第一加热或/和冷却管道的第六接口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪城，朱晔，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：