[發明專利]一種改進型吸附式熱泵及其進行吸附-脫附的方法

無效

• 申請號: 201410235911.2
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104048441A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 黃宏宇;小林敬幸;何兆紅;袁浩然;鄧立生;呼和濤力;窪田光宏;陳勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F25B17/00
• 分類號: F25B17/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及的是一種新型帶真空增壓泵的吸附式熱泵以及采用該吸附式熱泵進行吸附-脫附的方法，屬于吸附式制冷技術領域。

背景技術

目前，我國工業余熱利用率較低，尤其是低品位工業余熱，因熱能密度小，回收效益不高，基本直接排放，能源浪費嚴重；太陽能作為清潔、廉價的可再生能源，如何實現高效利用，在緩解能源短缺方面具有重要意義。吸附式熱泵能夠利用60℃以上的工業余熱、太陽能等低品位熱能產生冷量，以熱制冷，替代普通電壓縮式空調，節省空調制冷耗電量，具有重要的節能減排意義，也是低品位熱能高效利用的重要措施。

吸附式熱泵一般由吸附床、蒸發器、冷凝器以及管道和閥門組成，其工作過程包括吸附制冷過程和脫附冷凝過程。吸附式熱泵結構簡單，可以用于震動、傾斜等場所，與吸收式制冷機相比，應用范圍更加廣泛。但是，普通吸附式熱泵單純依靠吸附床與蒸發器/冷凝器間的壓力差推動制冷劑在整個系統中運動，存在工作過程中吸附劑有效吸附量較少，導致設備輸出制冷功率低、制冷性能系數(COP)小等問題，嚴重影響吸附式熱泵的性能。

發明內容

針對以上不足，本發明的目的之一在于提供一種帶真空增壓泵的吸附式熱泵，可以提高吸附劑吸附/脫附過程的有效吸附量，進而改善吸附式熱泵效果。

為實現以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種改進型吸附式熱泵，其特征在于，包括第一吸附床、第二吸附床、冷凝器、蒸發器、第一真空增壓泵以及第二真空增壓泵；其中第一吸附床的一端經第一閥門、第一真空增壓泵通過管道與冷凝器相連，形成一第一回路；第一吸附床的另一端經第四閥門、第二真空增壓泵通過管道與蒸發器相連，形成一第二回路；第二吸附床一端通過管道與第二閥門連接，并連接至第一閥門與第一真空增壓泵之間的管道，經過第一真空增壓泵與冷凝器相連，形成一第三回路；第二吸附床的另一端通過管道與第三閥門連接，并連接至第四閥門與第二真空增壓泵之間的管道，經過第二真空增壓泵與蒸發器相連，形成一第四回路。

其中，第一真空增壓泵和第二真空增壓泵均采用質量輕、結構緊湊、耗電少和壓縮比大的增壓泵。

所述第一吸附床、第二吸附床分別與冷卻水系統、熱源系統相連，分別形成相應的水路。

該改進型吸附式熱泵在制冷模式下，所述第一真空增壓泵向冷凝器方向增壓，所述第二真空增壓泵向第一吸附床或/和第二吸附床方向增壓。

所述第一吸附床或/和第二吸附床的吸附劑為硅膠、沸石、活性炭中的任一種，其吸附質為水。

本發明的另一目的在于提供一種采用上述改進型吸附式熱泵進行吸附-脫附的方法，以提高吸附劑吸附/脫附過程的有效吸附量，進而改善吸附式熱泵效果。

為實現以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種改進型吸附式熱泵進行吸附-脫附的方法，當吸附床進行吸附、脫附過程時，分別提高蒸發器側和吸附床側的制冷劑壓力，增大蒸發器與吸附床、吸附床與冷凝器間的壓力差，用于增大改進型吸附式熱泵中吸附劑有效循環量，以使得改進型吸附式熱泵輸出制冷功率和COP得到有效的提升。

當吸附床進行吸附過程時，從蒸發器出來的氣態制冷劑經過增壓后進入該吸附床內進行吸附過程，以增大蒸發器與該吸附床間的壓力差；當吸附床進行脫附過程時，從該吸附床出來的氣態制冷劑經過增壓后進入冷凝器進行冷凝，以增大該吸附床與冷凝器間的壓力差。

吸附劑有效循環量是指完成吸附過程后吸附劑吸附量與完成脫附過程后吸附劑吸附量的差值，也是影響吸附式制冷輸出制冷功率、COP的重要因素。T_H、T_M、T_L分別為吸附床脫附溫度、冷凝/冷卻溫度以及制冷劑蒸發溫度，P_TH、P_TM、P_TL分別對應各自溫度下氣態制冷劑飽和蒸汽壓。