專利名稱：基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用余熱制冷的保鮮或空調(diào)裝置，特別涉及一種基于燒 結多孔材料的吸附式制冷裝置，其吸附床上燒結沸石分子篩，蒸發(fā)器、冷凝器上 燒結金屬粉末。屬于制冷裝置技術領域。
背景技術：
吸附式制冷是一種可利用低品位能源作為動力的新型制冷方式，能有效利用 大量的低品位余熱及可再生能源(如太陽能)。其系統(tǒng)主要由吸附床、冷凝器、 蒸發(fā)器三大設備部件組成，制冷過程中這些設備的傳熱效率的高低直接影響到整 個系統(tǒng)的制冷效率。目前，吸附床的傳熱效率低主要是由于吸附劑的導熱系數(shù)低 以及吸附劑與換熱壁面之間的接觸熱阻大造成的。為了解決這個問題，中國發(fā)明 專利授權公告號CN1116105C提出的一種"具有優(yōu)良導熱與吸附性能的塊狀沸石 吸附劑"把沸石原粉和水玻璃復合，導熱系數(shù)提高了 3倍。《化學工程》(1999， 6: 13 15)"吸附劑之間及其與銅表面之間的傳熱強化研究"一文利用導熱膠粘結吸 附劑的辦法使得成型吸附劑與銅表面之間的接觸熱阻下降約30%。在吸附式制冷 中蒸發(fā)器冷凝器的強化傳熱管多用翅片管或者波紋管，然而它們的強化傳熱性能 不如燒結表面多孔管。強化沸騰傳熱多孔管，在光滑管表面首先均勻地涂上一層 粘結劑，然后覆以顆粒較細的金屬粉末，在爐中燒結使粘結劑揮發(fā)，形成表面多 孔性，其上的空穴可以提供很多的氣化核心，大大降低液體沸騰氣化所需的過熱 度。強化冷凝傳熱多孔管，所需覆蓋的金屬顆粒粒徑較大或者使用針柱狀金屬， 燒結所形成較大的多孔空間縫隙，為冷凝液的流動提供通道，減薄冷凝液膜層， 降低傳熱熱阻，強化冷凝傳熱。然而，目前，還未見燒結表面多孔管應用在吸附 式制冷中的報道。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型克服傳統(tǒng)吸附式制冷中吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器傳熱效率低的問 題，在翅片管上燒結沸石分子篩復合吸附劑強化吸附床傳熱，應用燒結表面多孔 管強化冷凝器、蒸發(fā)器的傳熱，建立一套基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置。 目的是提高三大部件的傳熱傳質(zhì)效率，縮短制冷循環(huán)周期，節(jié)約功耗、減少設備 投資，改善吸附式制冷系統(tǒng)的性能。
本實用新型的技術方案是
一種基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，其結構為吸附床1通過閥門2 與冷凝器3相連，冷凝器3連接儲液槽4，儲液槽4通過閥門5連接蒸發(fā)器7中 的噴淋液盤6，蒸發(fā)器7通過閥門9連接吸附床1，其特征在于，吸附床1中的 吸附單管18的外壁設有環(huán)形吸附床外翅片10，內(nèi)壁設有縱向的與吸附劑燒結固 化的內(nèi)翅片12，并留有傳質(zhì)通道ll。上述基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，其冷凝器3中的冷凝管為內(nèi)壁燒 結表面多孔管15，冷凝管外壁焊接冷凝器外翅片14。
上述基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，在蒸發(fā)器7中的噴淋液盤6的下 方設置有蒸發(fā)管，其蒸發(fā)管為外壁燒結表面多孔管8。
有益效果
本實用新型所用燒結沸石復合吸附劑的有效導熱系數(shù)比散裝沸石顆粒提高 了 5倍左右，吸附劑與金屬壁面間的熱阻減小了 30% 60%，所用翅片管強化 了傳熱，使吸附床的總傳熱系數(shù)提高了 3 5倍。所用強化沸騰傳熱多孔管其強 化傳熱性能約為光滑管的10倍，強化冷凝傳熱多孔管其強化傳熱性能約為光滑 管的2 4倍。


圖1基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置
其中l(wèi)一吸附床；2、 5、 9_閥門；3 —冷凝器；4一儲液槽； 6 —噴淋液盤；7 —蒸發(fā)器；8 —外壁燒結表面多孔管
圖2吸附床單管結構
其中18 —吸附單管；IO—吸附床外翅片；ll一傳質(zhì)通道；12 —與吸附劑 燒結固化的內(nèi)翅片；13—燒結吸附劑 圖3整體吸附床布管示意圖 圖4內(nèi)壁為多孔層的冷凝器
其中14一冷凝器外翅片；15—內(nèi)壁燒結表面多孔管
圖5外壁燒結表面多孔管8結構示意圖
其中16 —燒結多孔層；17 —基管
圖6內(nèi)壁燒結表面多孔管15結構示意圖
其中19一燒結多孔層；20 —基管。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步闡述
(1)吸附床。其結構如圖2，圖3。吸附床單管外壁設有環(huán)形翅片用來強化
管外傳熱，內(nèi)壁設有縱向翅片用來強化吸附劑的傳熱。使用該種結構的翅片管， 管內(nèi)壁外壁同時得到傳熱強化，并且增加了傳熱面積，增強溫度場的均勻性。
(2)吸附劑與翅片管燒結固化。按質(zhì)量比沸石分子篩原粉石墨粉=50: l 10: l的比例將其均勻混合，加入模數(shù)為3.2的水玻璃混合水作為粘結劑，水玻 璃水=2: 1，沸石分子篩和石墨的混合粉末與粘結劑的質(zhì)量比為3: 1 3: 2。攪拌均勻混合后，填充進吸附床中，并留有傳質(zhì)通道(圖2中的11)。應用模具 壓實，在加熱爐中燒結處理。該復合吸附劑，壓實固化并燒結在翅片管內(nèi)，不僅 提高了吸附劑的導熱系數(shù)，而且大大降低了吸附劑和管壁的接觸熱阻。
(3) 冷凝器。其結構如圖4。冷凝管內(nèi)壁燒結較大粒徑的金屬顆粒或者細 小針柱狀金屬棒，(如圖6)形成多孔空間縫隙，為冷凝液的流動提供傳質(zhì)通道， 減薄冷凝液膜層，降低傳熱熱阻，提高冷凝傳熱系數(shù)。管外壁添加翅片，增加換 熱面積，強化外壁傳熱。
(4) 蒸發(fā)器。利用圖5所示強化沸騰傳熱多孔管，制作管殼式蒸發(fā)器(圖 1中的7)，其上部設置噴淋液盤(圖1中的6)。強化沸騰傳熱多孔管(圖5)， 其上的空穴可以提供很多的氣化核心，大大降低液體沸騰氣化所需的過熱度，強 化核狀沸騰。
(5) 本實用新型的冷凝器所用的內(nèi)壁燒結表面多孔管15和蒸發(fā)器所用的外 壁燒結表面多孔管8，均是按照中國發(fā)明專利(公開號CN1449880A )《一種表 面多孔管的低溫燒結方法》燒結而成的。
(6) 本實用新型吸附式制冷裝置，聯(lián)合使用基于燒結多孔材料的吸附床、 蒸發(fā)器、冷凝器，使系統(tǒng)循環(huán)在加熱解吸階段，很快地將外界的熱量(采用余熱) 傳遞給吸附床內(nèi)的吸附劑，制冷劑脫附后快速通過冷凝器冷凝，而在冷卻吸附階 段，吸附床很快將熱量釋放出去，使吸附劑吸附制冷劑而快速通過蒸發(fā)器蒸發(fā)制 冷。加快了傳熱傳質(zhì)，使整體制冷性能更高。
實施例
本實用新型吸附式制冷裝置是這樣實現(xiàn)制冷的吸附床(1)被低于200'C的 工業(yè)余熱加熱時，此時閥門2打開，閥門5、 9關閉，沸石分子篩吸附劑中解析 出的水蒸氣從傳質(zhì)通道進入冷凝器(3)中冷凝，冷凝水存于儲液槽(4)中。解 析結束后，吸附床(1)被冷卻，打開閥門5、 9關閉閥門2，吸附床吸附經(jīng)噴淋 液盤(6)噴淋到蒸發(fā)器(7)中的制冷介質(zhì)水，水在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱制冷。該 裝置吸附床傳熱性能好，傳質(zhì)速率快，制冷循環(huán)周期短，單位吸附劑的制冷功率 高；同時，蒸發(fā)器、冷凝器傳熱系數(shù)大，所需換熱面積小，使設備體積更緊湊， 減少了設備投資。
權利要求1、一種基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，其結構為吸附床(1)通過閥門(2)與冷凝器(3)相連，冷凝器(3)連接儲液槽(4)，儲液槽(4)通過閥門(5)連接蒸發(fā)器(7)中的噴淋液盤(6)，蒸發(fā)器(7)通過閥門(9)連接吸附床(1)，其特征在于，吸附床(1)中的吸附單管(18)的外壁設有環(huán)形吸附床外翅片(10)，內(nèi)壁設有縱向的與吸附劑燒結固化的內(nèi)翅片(12)，并留有傳質(zhì)通道(11)。
2、 如權利要求1所述的一種基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，其特征在于， 所述的冷凝器(3)中的冷凝管為內(nèi)壁燒結表面多孔管(15)，冷凝管外壁焊 接冷凝器外翅片(14)。
3、 如權利要求1所述的一種基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置，其特征在于， 在所述的蒸發(fā)器(7)中的噴淋液盤(6)的下方設置有蒸發(fā)管，其蒸發(fā)管為 外壁燒結表面多孔管(8)。
專利摘要本實用新型為基于燒結多孔材料的吸附式制冷裝置。其特征是吸附床采用外壁設有環(huán)形翅片內(nèi)壁設有縱向翅片的翅片管，翅片管內(nèi)燒結固化沸石分子篩復合吸附劑，冷凝器采用外壁設有翅片內(nèi)壁燒結多孔材料的強化冷凝傳熱管，蒸發(fā)器采用外壁燒結多孔材料的強化沸騰傳熱管。本實用新型聯(lián)合使用基于燒結多孔材料的吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器，其顯著特征是傳熱傳質(zhì)性能好，制冷循環(huán)周期短，單位吸附劑的制冷功率高。
文檔編號F25B17/08GK201145447SQ20072019944
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者從建立, 健 吳, 孟祥睿, 張如波, 曾方薇, 王學生, 韋小雄 申請人:華東理工大學