[發明專利]利用余熱實現冷熱聯供的裝置及其冷熱聯供方法

無效

• 申請號: 200910051186.2
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101556093A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 王筱申;包華汕;王如竹
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F25B17/08
• 分類號: F25B17/08;F28F21/08;F25B27/02;F25B27/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種化學吸附技術領域的冷熱聯供的裝置及其方法，具體是一種利用余熱實現冷熱聯供的裝置及其冷熱聯供方法。?

背景技術

我們日常生活中離不開能源利用，我們需要制冷空調，也需要供熱水和采暖。這其中消耗了大量電力和燃氣，據報道這些一次能源的能量消耗約占全國能源總消耗的30％。一次能源主要是煤、石油、天然氣，將它們轉化為電力的轉化效率一般為30~40％，未轉化的能源則變成了余熱，如果不加利用則余熱變成了廢熱。如果將這些余熱回收利用，余熱將是一筆可觀的能源。現在我國已經把能源資源置于戰略高度，并確定了“開發與節約并重，近期以節約為主”的能源方針。節約減排已經成為我國未來可持續發展的基石。因此，回收利用工廠余熱以及開發利用可再生能源已成為許多機械類產品的研發突破點。?

經過對現有技術的檢索發現，雀巢英國公司根據水和生石灰化學反應產生熱量的原理推出330ml新概念“自動加熱牛奶咖啡罐”，且大約3分鐘飲料即可達到60℃；日本日清公司利用金屬氧化放熱原理開發了一種自熱方便面罐頭，可使罐內面條5min內煮熟；日本還有一些食品廠家利用水和硝酸銨或氯化銨、硝酸銨與碳酸鈉、氯化鈣和尿素發生吸熱化學反應可獲得制冷效果的原理來生產自冷罐頭等等。?

另外經檢索發現，上海華東食品飲料工業研究所采用吸冷吸熱化學反應原理成功研制了新一代“自冷(自熱)式飲料易拉罐”；江蘇徐州今米房自熱食品有限公司、味食府自熱食品公司、江蘇遠鴻食品有限公司、福建旺禾食品有限公司等，也都已研發出自熱米飯并且在生產和市場運作上取得了足夠的經驗。而上述現有技術的產品結構簡單，采用無法回收利用的簡易一次性材料，一方面冷熱聯供的效果不穩定，同時因為不可循環利用，造成的環境污染更抵消了能源節約所帶來的技術效果。?

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種利用余熱實現冷熱聯供的裝置及其冷熱聯供方法，依靠金屬鹽與氨的化學反應解析熱來制冷，可反復使用；現有技術中解析熱約為氨蒸發焓的2倍，相比現有技術，本發明提高了單位體積的制冷量，提高了聯供效率的同時產品體積小巧便攜。?

本發明是通過以下技術方案實現的：?

本發明所涉及利用余熱實現冷熱聯供的裝置包括：第一吸附反應器、第二吸附反應器、閥門、連接管道和傳熱翅片，其中：第一吸附反應器和第二吸附反應器之間通過連接管道和閥門相連接，在第一吸附反應器和第二吸附反應器的外部均設有若干傳熱翅片。?

所述的第一吸附反應器和第二吸附反應器為不銹鋼制成的圓柱形結構。?

所述的閥門為真空閥門，由于在制冷階段系統處于低壓狀態。?

所述的傳熱翅片為不銹鋼制成的螺旋翅片結構。?

所述的第一吸附反應器內填充有圓柱形塊狀的重金屬鹽吸附劑和氨氣，其中：重金屬鹽吸附劑的組分及質量百分比為65％氯化錳和35％膨脹石墨，氨氣與氯化錳的摩爾比為6∶1。?

所述的重金屬鹽吸附劑通過將膨脹石墨經過800℃高溫處理后與氯化錳溶液充分攪拌混合烘干后制成。?

所述的第二吸附反應器內填充有圓柱形塊狀的鹵鹽吸附劑和氨氣，其中：鹵鹽吸附劑的組分及質量百分比為65％溴化鈉和35％膨脹石墨，氨氣與溴化鈉的摩爾比為5.25∶1。?

所述的鹵鹽吸附劑通過將膨脹石墨經過800℃高溫處理后與溴化鈉溶液充分攪拌混合烘干后制成。?

本發明所涉及的如上述利用余熱實現冷熱聯供裝置的冷熱聯供方法，包括以下步驟。?

第一步、打開填充有氨氣、氯化錳和膨脹石墨的第一吸附反應器和填充有氨氣、溴化鈉和膨脹石墨的第二吸附反應器之間的閥門，并利用低品位熱源對第一吸附反應器加熱20～30分鐘，分別使得第一吸附反應器中進行第一分解反應、第二吸附反應器中進行第一化合反應。?

所述的低品位熱源是指家用電器余熱或太陽能。?

所述的第一分解反應是指在第一吸附反應器中氯化錳氨絡合物MnCl₂·6NH₃?吸熱分解生成MnCl₂·2NH₃和NH₃，化學反應式如下：?

其中的反應焓ΔH_MnCl2為2924kJ/kg(NH₃)，即在上式化學反應中單位質量的NH₃參加反應需要吸收熱量2924kJ。?