一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统的制作方法

文档序号:10799194阅读:664来源:国知局
一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统,属于太阳能热利用技术领域。太阳能吸附式制冷系统主要由吸附床、冷凝器、蒸发器、储液瓶和管道泵等组成。其特征在于:太阳能吸附式制冷系统的传质管路上增设二级解吸冷凝通道,包括第二管道泵、第二冷凝器及第二储液瓶。本实用新型增设的二级解吸冷凝通道,克服了传统太阳能吸附式制冷系统解吸过程中制冷剂在传质管道中传输不畅,气体阻塞方面的不足,更为重要的是改善了第一储液瓶和蒸发器中由于制冷剂饱和蒸汽压的存在而导致的压力升高、解吸受阻和解吸速率慢的情况。本实用新型提高了解吸速率,增加了制冷剂解吸量,从而提高了整个系统的制冷性能。
【专利说明】
一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种太阳能吸附式制冷系统,尤其是一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统,属于太阳能热利用技术领域。
【背景技术】
[0002]在太阳能热利用方面已经有成熟的技术和产品,但是在太阳能制冷方面还没有可广泛推广和应用的成熟产品。太阳能驱动制冷的方式主要有两种,一种是光电驱动,一种是热驱动。光电驱动采用光伏电池把光能转变为电能,然后用电驱动压缩机或者半导体制冷获取低温,结构简单,体积较小,但是,效率低,且制造成本高。热驱动是以太阳光热驱动吸收或者吸附式制冷装置获得低温,具有热效率高、制造成本低等优点。
[0003]从能源综合利用和环境保护的角度来看,吸附式制冷是一种颇具潜力的制冷方式。当吸附床没有热源供给(无太阳辐射)时温度较低,吸附剂将制冷剂从蒸发器中吸附,实现蒸发制冷;当有太阳辐射加热吸附床时,制冷剂从吸附剂中解吸;解吸出来的制冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝后回到蒸发器中,如此反复完成吸附制冷循环过程。与吸收式制冷相比,吸附式制冷可有效利用太阳能等低品位热源且不存在结晶和精馏等问题;而且,吸附式制冷具有结构简单、无运动部件、噪声小、寿命长等优点。目前,太阳能吸附式制冷系统的制冷效率仍然较低,其中一个重要原因就是:吸附床接受太阳辐射能量后吸附剂对制冷剂进行解吸,而制冷剂气体在传质管道中传质不畅、易形成气体阻塞等,从而导致系统产生解吸所需时间长、制冷循环周期长、系统的能量利用率低、制冷效率低等方面的不足。虽然中国专利(ZL201420310263.8)“一种光伏协同强化传质的太阳能吸附式制冷系统”中采用了强化传质的方法解决制冷剂气体在管道中的传递不畅问题,但是忽略了一个现象,蒸发器内的压强在制冷剂解吸过程中由于饱和蒸汽压的原因会增加,从而影响了解吸速率、解吸量及制冷效率。

【发明内容】

[0004]本实用新型旨在克服现有太阳能吸附式制冷系统解吸过程中传质不畅的不足,提出了一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统,该系统解决了太阳能吸附式制冷系统解吸过程中制冷剂气体在蒸发器中由于饱和蒸汽压过大导致管路末端压力较高、解吸不畅的问题,从而增加制冷剂解吸量,提高太阳能吸附式制冷系统的制冷效率。
[0005]本实用新型通过以下技术方案完成:一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统,包括吸附床、冷凝器、蒸发器、储液瓶和管道栗。其特征在于太阳能吸附式制冷系统的传质管路上增设二级解吸冷凝通道,包括第二管道栗、第二冷凝器及第二储液瓶。具体连接方式为:吸附床、传质管道、第一控制阀门、第一管道栗、第一冷凝器、第一储液瓶依次串联,构成太阳能强化传质吸附式制冷系统的一级解吸传质通道;吸附床、传质管道、第二控制阀门和蒸发器依次串联,构成太阳能吸附式制冷系统的吸附传质通道。
[0006]所述在第一储液瓶上端两个入口分别与第一冷凝器和第二管道栗相连接;第一储液瓶和第二储液瓶的下端出口都接入到蒸发器上。
[0007]本实用新型的工作原理是:当太阳光照射到吸附床上时,吸附床温度升高,其中的制冷剂被逐渐解吸出来;打开解吸传质通道上的第一控制阀门和第一管道栗,吸附床内解吸出来的高温高压制冷剂气体在传质管道栗的作用下流到第一冷凝器内,在冷凝器内经过换热冷却后,高温高压的气态制冷剂变为液态储存在第一储液瓶内,当第一储液瓶内的压力升高到预设值时打开第二管道栗,抽取第一储液瓶内的饱和蒸汽经过第二冷凝器至第二储液瓶内,待整个解吸过程结束后将第一、二储液瓶内的液态制冷剂再储存于蒸发器中。当太阳辐射较小不足以使吸附床内的制冷剂继续解吸时,关闭解吸传质通道上的第一、二管道栗和第一控制阀门。当吸附床未接受太阳辐射而温度降低达到环境温度时,吸附床中的吸附剂吸附作用加强,打开吸附通道上的第二控制阀门,蒸发器内的液态制冷剂就会逐渐汽化,此过程吸收大量的热,从而实现制冷的目的。
[0008]本实用新型所产生的有益效果是:通过在传统的太阳能吸附式制冷系统的储液瓶外另增设一个强制降压管道,管道上连接有第二管道栗,第二管道栗的出口端与第二冷凝器连接,第二冷凝器下端接有第二储液瓶。本实用新型克服了传统的太阳能吸附式制冷系统解吸过程中制冷剂在传质管道中传输不畅,气体阻塞方面的不足,又改善了第一储液瓶和蒸发器中由于制冷剂饱和蒸汽压的存在而导致的压力升高,解吸受阻和解吸速率慢的问题。第二管道栗可以将饱和蒸汽压和没有完全冷凝的气态制冷剂抽送到第二冷凝器继续冷凝,大大降低了第一冷凝器及第一储液瓶中的压力,使得吸附床与第一冷凝器内的压差增大,提高了解吸速率,增加了制冷剂解吸量,解吸量的增加使整个系统的制冷能力加强。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例的结构原理示意图。
[0010]图中所示为1.吸附床,2.第一控制阀门,3.蒸发器,4.第一压力表,5.第一管道栗,
6.第一冷凝器,7.第一储液瓶,8.传质管道,9.绝热箱,10.第二控制阀门,11.第二压力表,12.第三控制阀门,13.第二管道栗,14.第二冷凝器,15.第二储液瓶。
【具体实施方式】
[0011]在下面的描述中,将描述本实用新型的各种不同方面。为了便于解释,将陈述特定的配置和细节,以便提供对本实用新型的透彻理解。然而,本实用新型可能是在没有在此提及的特定细节的情况下实现的,这对于熟悉这项技术的人将是明显的。此外,为了突出本实用新型,众所周知的特征可能被省略或简化。
[0012]在图1所示的实施例中,吸附床(1)、传质管道(8)、第一控制阀门(2)、第一管道栗
(5)、第一冷凝器(6)、第一储液瓶(7)依次串联,构成太阳能强化传质吸附式制冷系统的一级解吸传质通道;吸附床(I)、传质管道(8)、第二控制阀门(10)、蒸发器(3)依次串联,构成太阳能吸附式制冷系统的吸附传质通道。第一压力表(4)安装在传质管道(8)上面,第二压力表(11)安装在第一冷凝器(6)下端。在第一储液瓶(7)上端入口处依次接第二管道栗
[13]、第二冷凝器(14)和第二储液瓶(15)。第一储液瓶(7)和第二储液瓶(15)的下端出口都接入到蒸发器(3)上,第三控制阀门(12)为添加制冷剂的入口。
[0013]实施例一:解吸过程。当太阳光照射到吸附床(I)上时,其中的制冷剂逐渐的被解吸出来;当第一压力表(4)的示数达到解吸压力时,打开解吸通道上的第一控制阀门(2)和第一管道栗(5),吸附床(I)内高温高压的气态制冷剂沿解吸传质管道流经第一冷凝器(6),并在第一冷凝器(6)中降温冷凝变为液态制冷剂而后往下储存于第一储液瓶(7)内;当第二压力表(11)的示数高于第一压力表(4)的示数时,打开第二管道栗(13),使第一储液瓶(7)内未完全冷凝的气态制冷剂和瓶内饱和蒸汽被强制抽送到第二冷凝器(14)内进行二次冷凝降温变成液态制冷剂储存在第二储液瓶(15)内,最后流入蒸发器(3)中,从而降低第一冷凝器(6)和第一储液瓶(7)内的压力,加快解吸速率。
[0014]实施例二:吸附过程。当吸附床(I)不接受太阳的辐射温度降低达到环境温度时,关闭解吸通道上的第一控制阀门(2)、第一管道栗(5)和第二管道栗(13),并打开吸附通道上的第二控制阀门(10)。这时吸附床(I)内低温低压的吸附剂吸附能力加强,将对储存于蒸发器(3)内的液态制冷剂进行吸附,吸附过程将会使蒸发器(3)中的温度降低,带走绝热箱(9 )内的热量,实现吸附制冷。
[0015]以上所述,仅是本实用新型较佳的实施例,并非对本实用新型作任何限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统,其特征在于太阳能吸附式制冷系统的传质管路上增设二级解吸冷凝通道,包括第二管道栗(13)、第二冷凝器(14)及第二储液瓶(15);具体连接方式为:吸附床(1)、传质管道(8)、第一控制阀门(2)、第一管道栗(5)、第一冷凝器(6)、第一储液瓶(7)依次串联,构成太阳能强化传质吸附式制冷系统的一级解吸传质通道;吸附床(I)、传质管道(8)、第二控制阀门(10)、蒸发器(3)依次串联,构成太阳能吸附式制冷系统的吸附传质通道;第一压力表(4)安装在传质管道(8)上面,第二压力表(11)安装在第一冷凝器(6)下端;在第一储液瓶(7)上端入口处依次接第二管道栗(13)、第二冷凝器(14)和第二储液瓶(15),构成二级解吸冷凝通道;第一储液瓶(7)和第二储液瓶(15)的下端出口都接入到蒸发器(3)上。2.根据权利要求1所述一种基于强化传质的太阳能双冷凝吸附式制冷系统的第二冷凝器(14),其特征在于:采用与第一冷凝器(6)相同的风冷或水冷方式。
【文档编号】F25B17/02GK205481907SQ201620250641
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】王云峰, 杨增辉, 浦绍选, 李明, 张晓蝶
【申请人】云南师范大学
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