本發(fā)明涉及吸附式制冷與儲能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有多個(gè)單元管模塊化的吸附床結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

吸附式制冷作為一種可以利用低品位熱能(如太陽能、發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣等)驅(qū)動(dòng)的環(huán)境友好型技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注，部分吸附式制冷機(jī)已投入使用。隨著天然氣的廣泛應(yīng)用，冷熱電聯(lián)產(chǎn)的分布式能源系統(tǒng)將成為我國能源利用系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，小型吸附式制冷機(jī)組尤其可以在冷熱電聯(lián)產(chǎn)中應(yīng)用。相比于另一種可利用低品位熱源的制冷技術(shù)——吸收式制冷，固體吸附式制冷適用的熱源溫區(qū)范圍大，且不需要溶液泵和精餾裝置，系統(tǒng)組成更加簡單，也不存在制冷劑的污染、鹽溶液結(jié)晶以及對金屬的腐蝕等問題。吸附式制冷通常包含兩個(gè)階段：第一階段，冷卻吸附-蒸發(fā)制冷：通過水、空氣等冷卻介質(zhì)帶走吸附劑顯熱與吸附熱，完成吸附劑與制冷劑間的絡(luò)合反應(yīng)，制冷劑的蒸發(fā)過程實(shí)現(xiàn)制冷；第二階段，加熱解吸-冷凝排熱：吸附過程完成后，利用熱能(如太陽能、發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣等)促使發(fā)生解吸反應(yīng)，完成吸附劑的再生，解吸出的制冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成液態(tài)，完成一次完整的循環(huán)。

吸附式制冷系統(tǒng)的主要組成部分為吸附床、蒸發(fā)器和冷凝器，與其他制冷技術(shù)相比，吸附床是吸附式制冷特有的部件，也是核心部件?，F(xiàn)有吸附式制冷機(jī)多是對于太陽能的利用，體積龐大，不適用于移動(dòng)環(huán)境或狹小空間，也限制了對發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的余熱回收利用。

隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和車輛數(shù)量的不斷增長，傳統(tǒng)的車用制冷系統(tǒng)急需改造，吸附式制冷機(jī)可有效解決這一矛盾，因此需設(shè)計(jì)一種可安裝在車輛上的吸附床結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化吸附床結(jié)構(gòu)，可根據(jù)吸附床性能要求選取所述單元管數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)吸附床模塊化；熱源和冷源垂直流動(dòng)，強(qiáng)化吸附床傳熱傳質(zhì)，增加清理的便捷性。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明包括吸附床外殼、若干根單元管、冷卻風(fēng)機(jī)、折流板、插板閥，吸附床外殼上設(shè)有外部熱源和冷源的進(jìn)出口，熱源與冷源垂直流動(dòng)，通過加入折流板強(qiáng)化熱源與管內(nèi)吸附劑的換熱，考慮不同應(yīng)用壞境的余壓選擇合理的折流板數(shù)量；通過大風(fēng)口和加裝功率小、風(fēng)量大的冷卻風(fēng)機(jī)強(qiáng)化冷源與管內(nèi)吸附劑的換熱，增加清理的便捷性。單元管以叉排方式排列在吸附床外殼內(nèi)部，所述單元管包括外金屬管、帶有彈簧內(nèi)芯的金屬網(wǎng)管、開口前端蓋、密封后端蓋以及其間填充的吸附劑，根據(jù)不同應(yīng)用場所合理選擇單元管間距和管內(nèi)吸附劑。所述金屬管外部流通所述外部熱源和冷源，所述冷卻風(fēng)機(jī)與吸附床外殼間為插板閥，所述插板閥需在冷卻過程打開，加熱過程關(guān)閉。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為：可根據(jù)吸附床性能要求選取所述單元管數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)吸附床模塊化。通過叉排單元管束和折流板的設(shè)計(jì)強(qiáng)化熱源與吸附劑間的換熱，通過熱源與冷源垂直流動(dòng)和冷卻風(fēng)機(jī)加快冷卻速度，提高系統(tǒng)性能。通過單元管內(nèi)金屬網(wǎng)管與單元管間排列方式，增加吸附床的強(qiáng)度和抗顛簸性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)緊湊化和小型化。本發(fā)明的吸附床結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)吸附床模塊化、輕量化、緊湊化、清理便捷化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例模塊化吸附床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例模塊化吸附床內(nèi)折流板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例吸附床內(nèi)單元管的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、吸附床外殼，2、煙氣入口，3、煙氣出口，4、冷卻風(fēng)入口，5、冷卻風(fēng)機(jī)，6、折流板，7、外金屬管，8、內(nèi)金屬網(wǎng)管，9、開口前端蓋，10、密封后端蓋，11、多鹽復(fù)合吸附劑。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

為了便于對本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例為例作進(jìn)一步的解釋說明，且各個(gè)實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。

實(shí)施例

本發(fā)明的實(shí)施例如圖1至圖3所示，本發(fā)明包括吸附床外殼1、若干根單元管、煙氣入口2、煙氣出口3、冷卻風(fēng)入口4、冷卻風(fēng)機(jī)5、折流板6、插板閥，單元管由外金屬管7、帶有彈簧的內(nèi)金屬網(wǎng)管8、開口前端蓋9、密封后端蓋10以及其間填充的多鹽復(fù)合吸附劑11，煙氣入口2、煙氣出口3布置在吸附床外殼1的側(cè)壁上，冷卻風(fēng)入口4、冷卻風(fēng)機(jī)5布置在吸附床外殼1的上壁面上。

吸附床外殼1上設(shè)有外部熱源和冷源的進(jìn)出口，單元管以叉排方式排列在吸附床外殼內(nèi)部，外部介質(zhì)流向垂直于單元管，單元管包括外金屬管7、帶有彈簧的內(nèi)金屬網(wǎng)管8、開口前端蓋9、密封后端蓋10以及其間填充的多鹽復(fù)合吸附劑11，金屬管外部流通外部介質(zhì)。冷卻風(fēng)機(jī)5在吸附床外殼1外部，冷卻介質(zhì)流向與熱源流向垂直。冷卻風(fēng)機(jī)5與吸附床外殼1間為插板閥，插板閥需在冷卻過程打開，加熱過程關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中含有大量雜質(zhì)，長期運(yùn)行會(huì)在吸附床外殼1內(nèi)側(cè)以及單元管壁形成污垢，冷源與熱源垂直流動(dòng)和大風(fēng)口設(shè)計(jì)加快冷卻速率，且便于吸附床污垢清理。折流板6在吸附床外殼內(nèi)部，垂直嵌套在單元管上。

在本實(shí)施例中，分別采用煙氣和空氣作為熱源和冷源直接加熱/冷卻吸附床，吸附床內(nèi)包括多根單元管，加熱方向單元管層數(shù)為8層，鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)煙氣溫度較高，采取這樣的分布方式，煙氣進(jìn)入吸附床內(nèi)沿s型流道流動(dòng)加熱吸附床，以便絡(luò)合在吸附劑中的制冷劑解吸出來。當(dāng)插板閥打開并且軸流風(fēng)機(jī)開啟時(shí)開始冷卻吸附床，以便吸附劑冷卻吸附制冷劑。參看圖1，單元管與單元管間為并聯(lián)方式，冷卻方向單元管層數(shù)為3層，冷卻風(fēng)機(jī)5在吸附床外殼外部，冷卻空氣流向與煙氣流向垂直。冷卻風(fēng)機(jī)5與吸附床外殼1間為插板閥，插板閥需在冷卻過程打開，加熱過程關(guān)閉。煙氣/空氣垂直流動(dòng)的布局以及冷卻方向的大風(fēng)口設(shè)計(jì)增加吸附床清理的便捷性。

參看圖2，折流板在吸附床外殼內(nèi)部，垂直嵌套在所述單元管上。單元管采用非等邊三角形分布，綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)余壓以及安裝尺寸，本實(shí)施例中取s1為57mm，s2為66mm，煙氣進(jìn)出口壓差約為380pa。折流板可降低煙氣流動(dòng)速度，增強(qiáng)煙氣與單元管內(nèi)吸附劑的換熱，使解吸過程反應(yīng)更充分，提高循環(huán)吸附量，從而提高系統(tǒng)的制冷性能。

參看圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，單元管包括外金屬管7、帶有彈簧的內(nèi)金屬網(wǎng)管8、開口前端蓋9、密封后端蓋10以及其間填充的多鹽復(fù)合吸附劑11。內(nèi)金屬網(wǎng)管8和外金屬管7較佳的是同軸設(shè)置，多鹽復(fù)合吸附劑11填充在金屬網(wǎng)管外壁和金屬管內(nèi)壁之間，金屬網(wǎng)管為內(nèi)管，不僅可做傳質(zhì)通道，亦可增強(qiáng)所述模塊化吸附床的強(qiáng)度和抗顛簸性。制冷劑(如氨)在金屬網(wǎng)管的管內(nèi)流動(dòng)，可以被金屬網(wǎng)管和外金屬管內(nèi)壁之間的多鹽復(fù)合吸附劑所吸附，釋放出的吸附熱被流通在單元管束外的外界空氣所帶走。在本實(shí)施例中，前端蓋開口，用于外部和金屬網(wǎng)管內(nèi)部連通，保證制冷劑在吸附床和蒸發(fā)器、冷凝器之間循環(huán)。

可選的，外金屬管7為不銹鋼管、碳鋼管、銅管?？蛇x的，金屬網(wǎng)管為不銹鋼網(wǎng)管、碳鋼網(wǎng)管。如果制冷劑是氨，較佳的選擇是，外金屬管為不銹鋼管和金屬網(wǎng)管為不銹鋼網(wǎng)管；如果制冷劑是水，較佳的選擇是，外金屬管為銅管和金屬網(wǎng)管為不銹鋼網(wǎng)管，具體可以根據(jù)實(shí)際情況而選擇。

本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。