[發明專利]一種用于太陽能制冷裝置的吸附器

無效

• 申請號: 200910022582.2
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101561202A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 武文棋;朱金亮
• 申請（專利權）人: 西安恒光電器設備有限公司
• 主分類號: F25B37/00
• 分類號: F25B37/00;F25B27/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種制冷裝置的吸附器，特別涉及一種以太陽能為動力的固體吸附式制冷裝置的吸附器。

背景技術

固體吸附式制冷是通過微孔固體吸附劑在較低溫度下吸附制冷劑，在較高溫度下解吸制冷劑的吸附-解吸循環來實現的。相對于同樣利用熱能驅動的吸收式制冷而言，在熱源溫度比較低或冷凝溫度比較高的條件下，采用合適的制冷工質對，吸附式制冷具有更高的效率。因此，吸附式制冷在低品位熱源，如太陽能的利用方面極具優越性。

通常吸附式制冷系統包括有兩個或兩個以上吸附器，通過切換工作，反復加熱和冷卻，因而導致了部分能量以顯熱的方式損失。近幾年國內、外關于吸附器結構及傳熱性能方面的研究成果可以歸結為：

(1)翅片管式吸附床。這種吸附床的優點是結構簡單、造價低廉，但換熱系數較低(約為10～20W/m²℃)，且溫度分布不均勻，操作亦不方便。

(2)板式、螺旋板式吸附床。這類吸附床的優點是換熱面積大、熱損失小、溫度分布均勻、傳熱傳質性能較好，但壓降情況尚待研究，其缺點是加工比較復雜，造價比較高。

(3)連續回熱型吸附式制冷。這種系統是針對連續回熱型循環設計的，系統包括有兩個以上吸附器、蒸發器、冷凝器以及回熱裝置，其結構非常緊湊，熱損失小、熱力系數較高、操作比較方便，很適合于在宇航事業中應用。但因其壓力損失、制冷量控制比較困難，加工工藝十分復雜，在民用制冷方面經濟性較差。

發明內容

本發明針對現有的太陽能固體吸附器所存在的換熱性能較差、能量損失較大或結構復雜造價高等缺陷，提供了一種適合于在太陽能等低品位熱能為動力的固體吸附式制冷裝置中應用的轉輪式吸附器。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種用于太陽能制冷裝置的吸附器，包括一個轉輪及轉動裝置，所述轉輪的軸向兩端面連接有被固定的前、后蓋板，其特征是，所述轉輪包括與轉動裝置連接的轉輪外殼、輪體和固定在輪體兩端面的前、后擋板；所述輪體包括轉軸及其上的輪轂，該輪轂上設有沿周向成輻射狀的契形吸附床，其楔型前端指向輪轂的中心；每兩個相鄰契形吸附床之間留有傳質通道，契形吸附床的輻射狀末端圓周緊密固定在轉輪外殼的內壁上，輪體兩端面與轉輪外殼形成圓凹，所述前、后蓋板內側分別設置有與所述圓凹直徑相同的圓臺，該圓臺上設有V型隔板及軸承座，并且相向嵌入轉輪外殼的圓凹內，將輪體的兩端面分隔為上、下兩個區域；所述輪體的轉軸固定在前、后蓋板內側圓臺的軸承座內；在所述前、后蓋板的V型隔板的上、下部分對應開有一個上管道孔、一個下管道孔分別連通制冷裝置相應的蒸氣管道。

上述方案中，所述的每個楔型吸附床為活性炭纖維氈制成的楔型塊狀結構，并緊固在沿轉輪輪轂周向呈輻射狀的兩個金屬網架之間，每兩塊楔型吸附床之間通過金屬網架留有楔形傳質通道；所述的兩個區域中的上區域為脫附區，占轉輪圓截面的2/5，下區域為吸附區，占轉輪圓截面的3/5；所述的圓臺側面至少設有一個密封槽及密封圈；所述的傳動裝置包括鏈條和變頻電機，鏈條通過與變頻電機軸連接的鏈輪套在轉輪外殼的鏈條槽中；所述冷卻裝置設有沿轉輪外殼水平直徑方向對稱布置的鴨嘴形冷卻水噴管。

與現有技術相比，本發明的轉輪式吸附器的優點是：

(1)實現了連續制冷過程。現有的吸附式制冷裝置系統包括有兩個吸附器，由于吸附器需要反復加熱和冷卻，不但導致了部分能量以顯熱的方式損失現象，而且會因為切換損失產生間歇式制冷過程。采用本發明轉輪式吸附器不但可以回收冷卻階段釋放的熱量，充分利用吸附熱，而且可以實現連續制冷過程。

(2)本發明轉輪外殼伸出輪體端面形成圓凹的特殊設計以及前、后蓋板上密封圓臺、軸承座、V型密封隔板的特殊結構，使其能完全嵌入轉輪外殼，并使輪體及轉輪外殼與前、后蓋板緊密地配合在一起。V型絕熱隔板密封圓臺側面上特殊的密封結構，與高光潔度的轉輪外殼內表面的滑動配合，避免了吸附器內、外氣體泄漏；轉輪輪體兩端表面光滑的多孔型金屬擋板與表面同樣光滑的V型密封隔板的緊密配合，使轉輪緩慢轉動時，靜止的前、后蓋板及V型密封隔板將轉輪的兩端面分隔為上、下兩個密閉的區域，避免了吸附器內部氣體泄漏，冷、熱氣流混合損失，從而解決了轉輪式吸附床氣密性問題。