專利名稱：一種內(nèi)熱管式固體吸附床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在制冷、加熱、除濕、加濕等系統(tǒng)中使用的管式固體吸附床，屬于固體吸附制冷技術(shù)領(lǐng)域。
固體吸附床的性能對固體吸附制冷系統(tǒng)的工作效率具有關(guān)鍵性影響，固體吸附床性能主要包括對于固體吸附劑的傳熱性能和對于氣態(tài)制冷劑的傳質(zhì)性能。固體吸附床應(yīng)具有優(yōu)良的傳熱傳質(zhì)性能。因此，固體吸附床的傳熱性能和傳質(zhì)性能是固體吸附制冷技術(shù)的關(guān)鍵，它們直接影響固體吸附制冷系統(tǒng)的效率。固體吸附床的傳熱性能和傳質(zhì)性能是開發(fā)新型固體吸附床、提高制冷效率的基礎(chǔ)和依據(jù)。
現(xiàn)有管式固體吸附床主要分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。對于內(nèi)熱管式固體吸附床，熱源(熱氣或熱液)和冷源(冷氣或冷液)是從內(nèi)套管通過，加熱和冷卻內(nèi)套管，從而加熱和冷卻固體吸附劑；對于外熱管式固體吸附床，熱源(熱氣或熱液)和冷源(冷氣或冷液)是從外套管通過，加熱和冷卻外套管，從而加熱和冷卻固體吸附劑。這兩種固體吸附床無論是原理還是結(jié)構(gòu)均不相同。
現(xiàn)有內(nèi)熱管式固體吸附床的典型結(jié)構(gòu)如


圖1所示(中國專利，韓永深等，汽車熱能制冷裝置，申請?zhí)?5236754)，主要由與熱源和冷源接觸的內(nèi)套管1、外套管2、橫翅片3、集氣管5和一些支撐筋條構(gòu)成，它們采用傳熱性能較好的金屬制成。通常，傳熱橫翅片3與內(nèi)套管1表面直接相連或接觸而與外套管表面2有間隙。內(nèi)套管1表面、外套管2表面和傳熱橫翅片3之間的間隙內(nèi)裝填有固體吸附劑4，如活性炭、碳纖維、沸石分子篩、硅膠和氯化物(如氯化鈣(CaCl2)、氯化鋇(BaCl2)、氯化鍶(SrCl2))等。固體吸附劑與熱源和冷源的熱交換使制冷劑形成吸附和脫附效應(yīng)，通過集氣管5從吸附床外吸附氣態(tài)制冷劑，或通過集氣管5將所吸附的制冷劑脫附送出吸附床，從而使制冷劑進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)。目前常用的制冷劑主要是甲醇、乙醇、氨(NH3)、水、氫(以及相應(yīng)的氫化物)等。
中國實(shí)用新型專利“一種管翅式快速吸附床”(申請?zhí)?5218923)中提出的內(nèi)熱管式固體吸附床的結(jié)構(gòu)原理與
圖1相似，只是采用多個內(nèi)套管共用一個外套管。
中國專利申請“一種能自動控制的吸附式制冷系統(tǒng)”(郭體鳴等，申請?zhí)?1100330)中提出的內(nèi)熱管式固體吸附床的結(jié)構(gòu)原理與
圖1基本相同，只是采用L形翅片。
上述幾種內(nèi)熱管式固體吸附床結(jié)構(gòu)形式，均存在傳熱面積小，導(dǎo)致吸附床的傳熱性能較差的缺陷。此外，由于吸附床間隙內(nèi)充滿吸附劑，對傳質(zhì)具有很大的阻力，使吸附床傳質(zhì)性能較差。因此，現(xiàn)有內(nèi)熱管式固體吸附床急需解決的主要問題是提高管式固體吸附床對固體吸附劑的傳熱性能和對氣態(tài)制冷劑的傳質(zhì)性能，從而提高整個系統(tǒng)的效率、促進(jìn)固體吸附制冷技術(shù)的實(shí)用化。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，主要由與熱源和冷源接觸的內(nèi)套管、外套管、橫翅片和集氣管以及填充的吸附劑構(gòu)成，其特征是在內(nèi)套管與外套管之間增設(shè)一中間套管，所述中間套管與外套管之間留有傳質(zhì)間隙；所述橫翅片與橫翅片之間交替構(gòu)成傳質(zhì)間隙層和設(shè)有縱向翅片的吸附劑層。
本發(fā)明提供的內(nèi)熱管式固體吸附床，其技術(shù)特征還在于在所述中間套管的表面分布有許多通透的傳質(zhì)孔縫；在所述的橫翅片表面亦分布有許多通透的傳質(zhì)孔縫；在設(shè)有縱向翅片的吸附層，所述縱翅片沿圓周方向分布或沿徑向分布或同時沿圓周和徑向組合分布。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本發(fā)明由于了采用中間套管結(jié)構(gòu)，并且中間套管表面與外套管表面之間的間隙內(nèi)沒有裝填固體吸附劑；中間套管表面和橫翅片表面布滿許多傳質(zhì)孔縫，橫翅片之間交替形成傳質(zhì)間隙層和帶有縱向翅片的吸附劑層；這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)既加大了傳熱面積，又使氣態(tài)制冷劑的吸附和脫附具有很暢通的通道，因而使得這種固體吸附床的傳熱性能和傳質(zhì)性能都有很大提高。因此，這種新型管式固體吸附床與現(xiàn)有管式固體吸附床相比具有更好的傳質(zhì)性能和傳熱性能，可以提高整個吸附制冷系統(tǒng)的效率。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為圖2中的A-A視圖。
圖4為表面分布有許多傳質(zhì)縫隙的中間套管實(shí)施例的展開圖。
圖5為表面分布有許多傳質(zhì)小孔的中間套管實(shí)施例的展開圖。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)熱管式固體吸附床，主要由與熱源和冷源接觸的內(nèi)套管、外套管、橫翅片和集氣管以及填充的吸附劑構(gòu)成，其特征在于在內(nèi)套管與外套管之間增設(shè)一中間套管，所述中間套管與外套管之間留有傳質(zhì)間隙；所述橫翅片與橫翅片之間分別交替形成傳質(zhì)間隙層和設(shè)有縱向翅片的吸附劑層。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，其特征在于所述中間套管的表面分布有許多通透的傳質(zhì)孔縫。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，其特征在于所述的橫翅片表面分布有許多通透的傳質(zhì)孔縫。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，其特征在于所述的縱翅片沿圓周方向分布或沿徑向分布或同時沿圓周和徑向組合分布；其分布形式為連續(xù)分布或間斷分布。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，其特征在于所述縱向翅片與橫向翅片形成直角或大于、小于90度。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)熱管式固體吸附床，其特征在于所述的內(nèi)套管、外套管和中間套管垂直于其軸線的截面形狀呈圓形、橢圓形、矩形或不規(guī)則形狀。
專利摘要一種內(nèi)熱管式固體吸附床，涉及一種用于制冷、加熱、除濕等內(nèi)熱管式固體吸附床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型主要由與熱源或冷源接觸的內(nèi)套管、外套管、中間套管、橫翅片、縱翅片和集氣管以及填充的吸附劑構(gòu)成；中間套管與外套管之間留有傳熱間隙，不填充吸附劑，橫翅片與橫翅片之間交替形成傳熱間隙層和設(shè)有縱向翅片的吸附劑層，并在中間套管和橫翅片表面分布有許多通透的傳質(zhì)孔縫。與現(xiàn)有內(nèi)熱管式吸附床相比，既增大了傳熱面積，又保持了傳質(zhì)的通暢，具有更好的傳熱性能和傳質(zhì)性能，有效解決了現(xiàn)有內(nèi)熱管式吸附床對固體吸附劑傳熱性能差和對氣體制冷劑傳質(zhì)性能差的問題，進(jìn)而提高了整個吸附制冷系統(tǒng)的效率，使吸附制冷技術(shù)進(jìn)一步實(shí)用化。
文檔編號F25B37/00GK2566197SQ02240008
公開日2003年8月13日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者萬小利, 朱躍峰, 李輝, 梁吉, 金軍, 徐才錄, 吳德海 申請人:北京理工大學(xué), 清華大學(xué)