吸附床结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及吸附制冷技术领域，特别涉及的是吸附床的结构。
【背景技术】
[0002]吸附式制冷作为一种可以利用低品位热能(如发动机尾气，地热能等)驱动的绿色环保型技术，越来越受到研究者的重视。吸附式制冷系统主要由吸附床、蒸发器和冷凝器组成，吸附式制冷一般包括两个过程:(I)冷却吸附过程，该过程使用冷却水或空气冷却吸附床，使吸附床中的吸附剂吸附蒸发器中的制冷剂，制冷剂在蒸发器中蒸发产生冷量；(2)加热解吸过程，该过程使用中低品位热能使吸附饱和的吸附剂再生，即将制冷剂与吸附剂分离，解吸出来的制冷剂在冷凝器中冷凝为液体，流回到蒸发器中完成一个循环。
[0003]吸附床作为吸附式制冷系统的核心部件，先前对于碱金属氯化物-氨作为工质对的吸附式制冷系统，吸附床的形式是:吸附床由若干根翅片管组成，吸附剂填装在外部的翅片间隙中，换热流体(如水和导热油)在翅片管内部流动，如上海交通大学S.L.Li et al搭建的氯化I丐/膨胀石墨-氨吸附式制冷机(s.L.Li，Z.Z.Xia，J.Y.Wu，et al.Experimentalstudy o f a novel CaC12/expanded graphite_NH3 adsorpt1nrefrigerator.1nternat1nal journal of refrigerat1n 2010;33:61-69)。这种吸附床如果用于与烟气/空气换热，烟气/空气流通翅片管的内部，效果会非常糟糕。同时，这种吸附床吸附的填装密度也比较少，由于有翅片，吸附床的整体也较重。
[0004]随着对环境污染的日益重视，越来越多的场合需要回收废热，来减少能量的浪费，同时吸附式制冷作为一种对环境友好的制冷方式也越来越受到重视。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种吸附床结构，吸附剂填装密度较大，吸附床体积和装量较小。
[0006]为解决上述问题，本发明提出一种吸附床结构，所述吸附床包括吸附床外壳和至少一根单元管，所述吸附床外壳上设有进口和出口以供外部介质进出，单元管设置在吸附床外壳内部，所述单元管包括套设在一起的金属管和金属网管，填充在所述金属管和金属网管之间的吸附剂，以及设置在所述单元管两端部用以封住所述吸附剂的前端盖和后端盖;所述金属管背向所述吸附剂的表面上流通所述外部介质。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述单元管为第一单元管，包括金属网管和套设在所述金属网管外部的金属管，所述吸附剂填充在所述金属网管外壁和所述金属管内壁之间，所述前端盖和后端盖中的其中一个封闭、另一个上具有开口，所述开口使得外部和所述金属网管内部连通以用于制冷剂的流动。
[0008]根据本发明的一个实施例，在所述第一单元管的金属管外壁上还设有翅片。
[0009]根据本发明的一个实施例，包括多根第一单元管，所述第一单元管在所述吸附床外壳内的排布方式为全部叉排，或全部顺排，或叉排和顺排兼有;所述叉排为相邻两排单元管错开排布，所述顺排为相邻两排单元管并列排布。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述吸附床外壳上的进口和出口为气体进口和气体出口，外部气体从气体进口进入、与所述第一单元管金属管外壁接触换热后从气体出口流出。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述单元管为第二单元管，包括金属管和套设在所述金属管外部的金属网管，所述吸附剂填充在所述金属管外壁和所述金属网管内壁之间，所述吸附剂通过金属网管吸附制冷剂，所述前端盖和后端盖上均具有开口，所述开口使得外部和所述金属管内部连通以使外部介质在所述金属管内部流通。
[0012]根据本发明的一个实施例，包括一根第二单元管，所述第二单元管的一端作为进管口、另一端作为出管口；或者，包括多根第二单元管，所述第二单元管在所述吸附床外壳内布置为，各单元管的串接在一起或者并接在一起，以使所有的单元管共用一个进管口和一个出管口。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述吸附床外壳上的进口和出口为液体进口和液体出口，外部液体从液体进口进入、再进入到第二单元管的进管口后与金属管内部接触换热后从出管口流出、而后从液体出口流出。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述金属管为不锈钢管、碳钢管、铜管。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述金属网管为不锈钢网管、碳钢网管。
[0016]采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果:吸附床内通过单元管来实现外部介质和制冷剂之间的换热，单元管的金属管用来和外部介质接触，单元管的金属网管能够进行良好的传质，金属管网用于金属管和金属网管之间的吸附剂吸附制冷剂，使用单元管填装吸附剂的形式，使得吸附剂的填装密度最大可以达到800kg/m3，而【背景技术】中的S.L.Li et al设计的吸附床填装密度最高只能达到400kg/m3，并且本发明的吸附床结构可以有效地减轻吸附床的体积和重量。
【附图说明】
[0017]图1为本发明一实施例的吸附床的单元管的结构示意图；
[0018]图2为本发明另一实施例的吸附床的单元管的结构示意图；
[0019]图3为本发明一实施例的吸附床单元管叉排的结构示意图；
[0020]图4为本发明一实施例的吸附床单元管顺排的结构示意图；
[0021 ]图5为本发明又一实施例的吸附床的单元管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0024]本发明的吸附床结构，主要用于吸附制冷领域。吸附床包括吸附床外壳和至少一根单元管，吸附床外壳上设有进口和出口以与外部连通，从而外部介质可以进出吸附床外壳中，吸附床外壳进口和出口之间流通外部介质，单元管设置在吸附床外壳内部，外部介质进入吸附床内后与单元管换热后从出口出去。单元管包括套设在一起的金属管和金属网管，填充在金属管和金属网管之间的吸附剂，外部介质与金属管表面接触，金属网管用于吸附剂吸附制冷剂，因而金属网管可以用于传递制冷剂，前端盖和后端盖设置在单元管两端部，用以封住两管之间的吸附剂，金属管背向吸附剂的表面上流通所述外部介质，也就是说金属管一表面接触吸附剂，另一表面接触外部介质，外部介质通过金属管换热。吸附剂填装在金属管和金属网管之间，这种填装形式，吸附剂的填装密度最大可以达到800kg/m3。吸附剂可以是常见的能够吸附制冷剂的吸附剂。本发明的吸附床结构可以有效地减轻吸附床的体积和重量。
[0025]参看图1，在一个实施例中，单元管为第一单元管，第一单元管包括金属网管11和套设在金属网管11外部的金属管12，金属网管11和金属管12较佳的是同轴设置，吸附剂13填充在金属网管12外壁和金属管11内壁之间，金属网管11为内管，作为传质通道，制冷剂(如氨)在金属网管11的管内流动，可以被金属网管11和金属管12之间的吸附剂13吸收，流通在金属管12外表面的外部介质得以吸收冷量，实现制冷。在本实施例中