[发明专利]一种改进型吸附式热泵及其进行吸附-脱附的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种新型带真空增压泵的吸附式热泵以及采用该吸附式热泵进行吸附-脱附的方法，属于吸附式制冷技术领域。

背景技术

目前，我国工业余热利用率较低，尤其是低品位工业余热，因热能密度小，回收效益不高，基本直接排放，能源浪费严重；太阳能作为清洁、廉价的可再生能源，如何实现高效利用，在缓解能源短缺方面具有重要意义。吸附式热泵能够利用60℃以上的工业余热、太阳能等低品位热能产生冷量，以热制冷，替代普通电压缩式空调，节省空调制冷耗电量，具有重要的节能减排意义，也是低品位热能高效利用的重要措施。

吸附式热泵一般由吸附床、蒸发器、冷凝器以及管道和阀门组成，其工作过程包括吸附制冷过程和脱附冷凝过程。吸附式热泵结构简单，可以用于震动、倾斜等场所，与吸收式制冷机相比，应用范围更加广泛。但是，普通吸附式热泵单纯依靠吸附床与蒸发器/冷凝器间的压力差推动制冷剂在整个系统中运动，存在工作过程中吸附剂有效吸附量较少，导致设备输出制冷功率低、制冷性能系数(COP)小等问题，严重影响吸附式热泵的性能。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的之一在于提供一种带真空增压泵的吸附式热泵，可以提高吸附剂吸附/脱附过程的有效吸附量，进而改善吸附式热泵效果。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种改进型吸附式热泵，其特征在于，包括第一吸附床、第二吸附床、冷凝器、蒸发器、第一真空增压泵以及第二真空增压泵；其中第一吸附床的一端经第一阀门、第一真空增压泵通过管道与冷凝器相连，形成一第一回路；第一吸附床的另一端经第四阀门、第二真空增压泵通过管道与蒸发器相连，形成一第二回路；第二吸附床一端通过管道与第二阀门连接，并连接至第一阀门与第一真空增压泵之间的管道，经过第一真空增压泵与冷凝器相连，形成一第三回路；第二吸附床的另一端通过管道与第三阀门连接，并连接至第四阀门与第二真空增压泵之间的管道，经过第二真空增压泵与蒸发器相连，形成一第四回路。

其中，第一真空增压泵和第二真空增压泵均采用质量轻、结构紧凑、耗电少和压缩比大的增压泵。

所述第一吸附床、第二吸附床分别与冷却水系统、热源系统相连，分别形成相应的水路。

该改进型吸附式热泵在制冷模式下，所述第一真空增压泵向冷凝器方向增压，所述第二真空增压泵向第一吸附床或/和第二吸附床方向增压。

所述第一吸附床或/和第二吸附床的吸附剂为硅胶、沸石、活性炭中的任一种，其吸附质为水。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述改进型吸附式热泵进行吸附-脱附的方法，以提高吸附剂吸附/脱附过程的有效吸附量，进而改善吸附式热泵效果。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种改进型吸附式热泵进行吸附-脱附的方法，当吸附床进行吸附、脱附过程时，分别提高蒸发器侧和吸附床侧的制冷剂压力，增大蒸发器与吸附床、吸附床与冷凝器间的压力差，用于增大改进型吸附式热泵中吸附剂有效循环量，以使得改进型吸附式热泵输出制冷功率和COP得到有效的提升。

当吸附床进行吸附过程时，从蒸发器出来的气态制冷剂经过增压后进入该吸附床内进行吸附过程，以增大蒸发器与该吸附床间的压力差；当吸附床进行脱附过程时，从该吸附床出来的气态制冷剂经过增压后进入冷凝器进行冷凝，以增大该吸附床与冷凝器间的压力差。

吸附剂有效循环量是指完成吸附过程后吸附剂吸附量与完成脱附过程后吸附剂吸附量的差值，也是影响吸附式制冷输出制冷功率、COP的重要因素。T_H、T_M、T_L分别为吸附床脱附温度、冷凝/冷却温度以及制冷剂蒸发温度，P_TH、P_TM、P_TL分别对应各自温度下气态制冷剂饱和蒸汽压。