一种紧凑式吸附制冷系统的制作方法

本实用新型属于吸附式制冷技术领域，具体涉及一种紧凑式吸附制冷系统。

背景技术：

吸附制冷是利用固体吸附剂对制冷剂空气的吸收，造成制冷剂液体蒸发，形成制冷效果，并利用热能(如太阳能、废热)驱动完成吸附剂的再生循环实现连续制冷。吸附式制冷比较于压缩式制冷，具有不破坏臭氧层、减少温室效应、结构控制简单、并能利用太阳能等绿色能源及废热等低品位热源的优势。

目前，吸附式制冷系统为完成连续的制冷循环，多采用双吸附床或多吸附床交替完成吸附剂吸附与吸附剂解脱附来实现。但是由于吸附系统腔体为负压，接近真空状态,往往腔体壁设计的很厚，另外系统循环需要多个冷热源阀门及蒸汽阀门，这导致吸附制冷系统存在控制较为复杂、能耗高、设备体积大、成本高等缺点。

专利号200520084405.4公开了一种渔船尾气吸附式制冷设备尾气阀门装置，公开了三位四通阀和三位三通阀，将三位四通阀与发动机排气管、大气口、热气出口A、热气出口B连通，三位三通阀与冷却水泵、吸附制冷设备的A侧、吸附制冷设备的B侧连通来控制冷却水的进入。该装置没有解决设备体积大、不够紧凑的问题，而且在与换热器连接时使用的是三位三通阀，只能控制冷却水的进出，而不能控制热流水的进出，不便于吸附床的加热脱附。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供了一种紧凑式吸附制冷系统，该系统不仅控制更加方便、降低了能耗、减少了系统零部件，而且结构紧凑高效、减小了系统体积成本、制作成本低。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

一种紧凑式吸附制冷系统，其特征在于：包括容器壳体、分隔板、蒸汽四通阀、冷热源流体进口四通阀、冷热源流体出口四通阀；

所述分隔板将所述容器壳体分隔成4个腔体，4个所述腔体内分别设有第一吸附床、第二吸附床、蒸发器、冷凝器，4个所述腔体分别为第一吸附床腔体、第二吸附床腔体、蒸发器腔体、冷凝器腔体；

所述第一吸附床腔体、所述第二吸附床腔体通过所述蒸汽四通阀可选择地与所述蒸发器腔体、所述冷凝器腔体连通；

所述第一吸附床、所述第二吸附床通过所述冷热源流体进口四通阀可选择地与冷流体入口、热流体入口连通；

所述第一吸附床、所述第二吸附床通过所述冷热源流体出口四通阀可选择地与冷流体出口、热流体出口连通。

进一步的，所述容器壳体为圆筒式容器壳体。

进一步的，所述冷凝器通过第一管路与所述冷流体入口连通，所述冷凝器通过第二管路与所述冷流体出口连通。

进一步的，所述蒸发器腔体还设有节流部件，所述冷凝器腔体与所述蒸发器腔体通过所述节流部件连通。

进一步的，所述分隔板为夹层结构，其外壳是不锈钢材质，中间设有保温棉。

进一步的，所述蒸发器通过第三管路与冷水进口连通、所述蒸发器通过第四管路与冷水出口连通。

进一步的，所述蒸汽四通阀口径为DN25～DN900。

进一步的，所述冷热源流体进口四通阀和所述冷热源流体出口四通阀的口径均为DN10～DN500。

进一步的，所述冷凝器为管翅式换热冷凝器，所述蒸发器为满液式蒸发器，所述第一吸附床和所述第二吸附床均为扇形吸附床。

基于上述所述的紧凑式吸附制冷系统，本实用新型提供了一种紧凑式吸附制冷系统的控制方法，其特征在于：

S1、所述第一吸附床冷却吸附、所述第二吸附床加热脱附过程：控制所述蒸汽四通阀换向，使所述第一吸附床腔体与所述蒸发器腔体连通，所述第二吸附床腔体与所述冷凝器腔体连通；所述冷热源流体进口四通阀与所述冷热源流体出口四通阀换向，使冷流体通过所述冷流体入口进入所述第一吸附床并通过所述冷流体出口流出，热流体通过所述热流体入口进入所述第二吸附床并通过所述热流体出口流出；

S2、预冷预热过程：所述冷热源流体进口四通阀与所述冷热源流体出口四通阀换向，使冷流体通过所述冷流体入口进入所述第二吸附床并通过所述冷流体出口流出，热流体通过所述热流体入口进入所述第一吸附床并通过所述热流体出口流出；

S3、所述第一吸附床加热脱附、所述第二吸附床冷却吸附过程：控制所述蒸汽四通阀换向，使所述第一吸附床腔体与所述冷凝器腔体连通，所述第二吸附床腔体与所述蒸发器腔体连通；

S4、预冷预热过程：所述冷热源流体进口四通阀与所述冷热源流体出口四通阀换向，使冷流体通过所述冷流体入口进入所述第一吸附床并通过所述冷流体出口流出，热流体通过所述热流体入口进入所述第二吸附床并通过所述热流体出口流出；

S5、重复步骤S1至S4实现连续制冷。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提供的一种紧凑式吸附制冷系统，其特征在于包括有分隔板、蒸汽四通阀、冷热源流体进口四通阀、冷热源流体出口四通阀；分隔板能将腔体分成四个腔室，蒸汽四通阀能够控制四个腔室的连通，冷热源流体进口四通阀和冷热源流体出口四通阀能控制第一吸附床、第二吸附床的冷流水、热流水的进出。本实用新型通过蒸汽四通阀的控制，代替了四个蝶阀的控制方法，降低能耗的同时减少了系统零部件，通过冷热源流体进口四通阀、冷热源流体出口四通阀控制冷流体、热流体的导通，代替了多个二通阀的方法，使得系统部件更加紧凑、操作更加简便。

(2)本实用新型提供的紧凑式吸附制冷系统，结构紧凑高效，减小了系统体积成本。

(3)本实用新型提供的紧凑式吸附制冷系统，结构简单，便于操作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的一种吸附制冷系统蒸汽循环结构示意图；

图2为本实用新型的冷却管路和热管路的系统示意图；

图3为本实用新型的所述蒸汽四通阀、所述冷热源流体进口四通阀或所述冷热源流体出口四通阀的一种切换示意图；

图4为本实用新型的所述蒸汽四通阀、所述冷热源流体进口四通阀或所述冷热源流体出口四通阀的又一种切换示意图。

标记说明：

1、容器壳体；2、第一吸附床腔体；21、第一吸附床；3、第二吸附床腔体；31、第二吸附床；4、冷凝器腔体；41、冷凝器；411、第一管路；412、第二管路；5、蒸发器腔体；51、蒸发器；511、第三管路；512、第四管路；52、节流部件；6、分隔板；7、蒸汽四通阀；8、冷热源流体进口四通阀；9、冷热源流体出口四通阀；10、冷流水入口；11、热流水入口；12、冷流水出口；13、热流水出口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种紧凑式吸附制冷系统，如图1-图4所示，包括容器壳体1、分隔板6、蒸汽四通阀7、冷热源流体进口四通阀、冷热源流体出口四通阀9；

分隔板6将容器壳体1分隔成4个腔体，4个腔体内分别设有第一吸附床21、第二吸附床31、蒸发器51、冷凝器41，4个腔体分别为第一吸附床腔体2、第二吸附床腔体3、蒸发器腔体5、冷凝器腔体4；

第一吸附床腔体2、第二吸附床腔体3通过蒸汽四通阀7可选择地与蒸发器腔体5、冷凝器腔体4连通；

第一吸附床21、第二吸附床31通过冷热源流体进口四通阀8可选择地与冷流体入口10、热流体入口11连通；

第一吸附床21、第二吸附床31通过冷热源流体出口四通阀9可选择地与冷流体出口12、热流体出口13连通。

作为一种实施例，容器壳体1为圆筒式容器壳体，结构紧凑高效，减小系统体积成本。

在上述实施例中，冷凝器41通过第一管路411与冷流体入口10连通，冷凝器41通过第二管路412与冷流体出口12连通。

在上述实施例中，蒸发器腔体5还设有节流部件52，冷凝器腔体4与蒸发器腔体5通过节流部件52连通，节流部件52维持冷凝器腔体4和蒸发器腔体5的压力，并将冷凝器腔体4底部的冷凝水导入蒸发器腔体5内。

在上述实施例中，节流部件52为节流阀或者毛细管，便于冷凝器腔体4中的冷凝水流入蒸发器腔体5。

在上述实施例中，圆筒式容器壳体1为厚度为3～10mm的不锈钢或者结构钢等钢体材料加工而成，内部加有用于阻隔内部腔体与外界环境热交换的保温层，圆筒式容器壳体1内部为不低于2000Pa的负压腔体空间，圆筒式容器壳体1用于支撑外部大气压力。

在上述实施例中，分隔板6为夹层结构，其外壳是不锈钢材质，中间设有保温棉，阻止四个腔体之间的热交换。

在上述实施例中，分隔板6有两块，其90度交叉设置，交叉处设有支撑柱，使得结构更加稳固，达到更好的结构强度。

在上述实施例中，蒸发器51通过第三管路511与冷水进口连通、蒸发器51通过第四管路512与冷水出口连通。

在上述实施例中，蒸汽四通阀7的口径为DN25～DN900。

更具体的，蒸汽四通阀7的口径为DN100～DN450。

在上述实施例中，蒸汽四通阀7采用保温措施，选用保温管道或包有保温层。

在上述实施例中，冷热源流体进口四通阀8和冷热源流体出口四通阀9的口径均为DN10～DN500。

更具体的，冷热源流体进口四通阀8和冷热源流体出口四通阀9的口径均为DN20～DN50。

在上述实施例中，冷热源流体进口四通阀8和冷热源流体出口四通阀9均采用保温措施，选用保温管道或包有保温层。

在上述实施例中，冷流体在冷流体入口10处温度为0～40℃，其换热至冷流体出口12的温度增加1～15℃。

更具体的，冷流体在冷流体入口10处温度为20～38℃，其换热至冷流体出口12的温度增加3～15℃。

在上述实施例中，热流体在热流体入口11处温度为45～200℃，其换热至热流体出口13的温度降低1～30℃。

更具体的，热流体在热流体入口11处温度为65～95℃，其换热至热流体出口13的温度降低3～15℃。

在上述实施例中，冷凝器41为管翅式换热冷凝器，蒸发器51为满液式蒸发器，第一吸附床21和第二吸附床31均为扇形吸附床。

在上述实施例中，冷凝器41、蒸发器51、第一吸附床21、第二吸附床31均通过圆筒侧板法兰与外部管道连通。

基于上述所述的紧凑式吸附制冷系统，本实用新型提供了一种紧凑式吸附制冷系统的控制方法，其特征在于：

S1、第一吸附床21冷却吸附、第二吸附床31加热脱附过程：控制蒸汽四通阀7(如图3)换向，使第一吸附床腔体2与蒸发器腔体5连通，第二吸附床腔体3与冷凝器腔体4连通；冷热源流体进口四通阀8(如图4)与冷热源流体出口四通阀9(如图3)换向，使冷流体通过冷流体入口10进入第一吸附床21并通过冷流体出口12流出，热流体通过热流体入口11进入第二吸附床31并通过热流体出口13流出；

S2、预冷预热过程：冷热源流体进口四通阀8(如图3)与冷热源流体出口四通阀9(如图4)换向，使冷流体通过冷流体入口10进入第二吸附床31并通过冷流体出口12流出，热流体通过热流体入口11进入第一吸附床21并通过热流体出口13流出；

S3、第一吸附床21加热脱附、第二吸附床31冷却吸附过程：控制蒸汽四通阀7(如图4)换向，使第一吸附床腔体2与冷凝器腔体4连通，第二吸附床腔体3与蒸发器腔体5连通；

S4、预冷预热过程：冷热源流体进口四通阀8(如图4)与冷热源流体出口四通阀9(如图3)换向，使冷流体通过冷流体入口10进入第一吸附床21并通过冷流体出口12流出，热流体通过热流体入口11进入第二吸附床31并通过热流体出口13流出；

S5、重复步骤S1至S4实现连续制冷。

在步骤S1中，第一吸附床21吸附蒸发器腔体5内的水蒸气，并通过冷流水释放吸附作用生成的吸附热；第二吸附床31在热流水的加热作用下释放吸附的水分，并以水蒸气的形式进入冷凝器腔体4，水蒸气在冷凝器41中通入的冷流水冷却作用下冷凝形成冷凝液体，冷凝液体通过节流部件52进入蒸发器腔体5中；此过程持续的时间为吸附脱附时间，通常为1～60分钟，优选为5～10分钟。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。