[发明专利]微正压运行的吸附制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附制冷系统，尤其适合热能驱动的，操作压力范围在0.10～1.00MPa(绝压)的吸附制冷系统，属于制冷技术领域。 

背景技术

吸附制冷技术具有节能和环保两大优势，受到制冷、新能源和环保领域的共同关注。目前采用氨、水、甲醇或乙醇等为制冷工质的吸附制冷系统，对设备制造要求较高，系统运行稳定性不高：以氨为制冷工质的系统，操作压力高，设备负荷大；以水、甲醇或乙醇为制冷工质时，系统需要在高真空条件下操作，金属密封问题难以解决，容易泄漏，导致系统运行不稳定。 

梅乌涅尔等在《Applied Thermal Engineering》上发表的《固体吸附式制冷和热泵装置的热驱动循环》[Meunier，Solid sorption heat powered cycles for coolingand heat pumping applications.Applied Thermal Engineering，1998，18(9-10)：715-729]中提出了将操作压力接近环境压力的混合工质用于吸附制冷系统的概念，并认为操作压力接近或稍高于大气环境压力的吸附制冷系统，对于推动吸附制冷技术工业化和商品化进程具有重要意义。中国专利CN1232159发明了一种“吸附吸收耦合制冷装置”，将吸附和吸收制冷的方法进行耦合，采用双组分工质兼作吸收剂和制冷剂，降低了工作压力，但是其发生器和吸收器一体，制冷量损失较大。目前未见采用上述工质作为制冷剂的吸附制冷产品或样机系统。 

吸附器是吸附制冷系统的关键设备，吸附器由常规两相流体换热器演化而来，一侧是制冷剂气体与多孔吸附剂固体，另一侧是液相或气相换热流体。目前吸附制冷系统中比较常见的高效吸附器是管翅式吸附器、板翅式吸附器和热管型吸附器。中国实用新型专利“管翅式快速吸附床”公开了一种管翅式吸附器，其翅片为金属基片，两侧涂敷吸附剂与金属粉末混合制成涂层，用于氨为制冷剂的制冷系统中。刘艳玲等[一种新型太阳能吸附式制冷系统的设计及性能模拟.化工学报，2005，56(5)：791-795]采用板翅式换热器作为吸附床的硅胶-水吸附制冷系统，系统可用太阳能驱动，效率高。但是目前常用的吸附器受系统工作压力的限制，为了保证其承压能力和传热性能，吸附器金属热容较大，影响了制冷系统性能。将板翅式、管翅式和热管吸附器用于操作压力略高于环境压力的微正压吸附制冷系统中，尚未见相关报道。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有吸附制冷系统采用的制冷工质对系统设备要求高，系统长期运行性能不稳定的缺点，提供一种热能驱动的微正压运行的吸附制冷系统，系统采用传热效果优良的换热器作为吸附器，操作压力略高于环境压力(0.10～1.00MPa)，实现连续稳定的制冷。 

本发明是通过以下技术方案实现的，将烃基或氨基工质作为制冷剂用于吸附制冷系统，使其在微正压环境工作，提高其长期工作的稳定性；选用管翅式、板翅式或热管换热器作为吸附换热器，提高系统效率。 

本发明的吸附制冷系统包括：第一吸附器I和第二吸附器II、蒸发器5、制冷剂储罐7、冷凝器8、热水箱1、冷水箱9、第一水泵2a、第二水泵2b、制冷剂阀门(4a、4b、4c、4d、4e和4f)、换热流体两向三通阀(3a、3b、3c和3d)和节流阀6；所述的部件分别通过制冷剂管线与换热流体管线连接，连接方式为：对于制冷剂管线，制冷剂从制冷剂储罐7流出，通过节流阀6进入蒸发器5，再通过第一制冷剂阀门(4a)流进第一吸附器(I)的吸附剂侧，然后经第五制冷剂阀门(4e)进入冷凝器(8)；或通过第二制冷剂阀门(4b)流进第二吸附器(II)的吸附剂侧，然后经第四制冷剂阀门(4d)进入冷凝器(8)，最后由第三制冷剂阀门4c返回到制冷剂储罐7；第一吸附器I和第二吸附器II的吸附剂侧由回质阀4f联接；对于换热流体管线，热水箱1内的热水通过第一水泵2a输送，流经两向第一三通阀3a后进入第一吸附器(I)或第二吸附器(II)的换热流体侧，然后经两向第三三通阀3d返回到热水箱1；冷水箱9的冷水由第二水泵2b输送，经过两向第二三通阀3b流进第一吸附器(I)或第二吸附器(II)换热流体侧，然后经两向第三三通阀3c返回到冷水箱9。