专利名称：一种兼具冷凝器功能的吸附床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸附床，具体地说涉及一种兼具冷凝器功能的吸附床。
现有的吸附制冷系统中，吸附床与冷凝器是分置的。为保证脱附出的冷剂蒸汽不会在吸附床内凝结，吸附床芯体和壳体必须同时加热，导致吸附床金属材料质量相比于吸附剂质量很大，换言之，吸附剂与金属材料的质量比很小。外界输入的热量在加热吸附剂的同时，也必须对数倍于吸附剂质量的金属部分加热，而这部分热量对于吸附循环而言是无效的，从而造成整机COP的下降。而且，吸附床外表面还需要保温层。其次，制冷剂以蒸汽状态通过吸附床与冷凝器之间的真空阀，体积流量大，为减少流阻，需采用大口径真空阀；第三，冷剂蒸汽在通过连接管路、真空阀及冷凝器流程时引起的压降，也会使系统效率下降；第四，工作于真空条件下的冷凝器和两个大通径真空阀将可观地增加整机成本，降低了机组的性价比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具冷凝器功能的吸附床，可大幅度提高床内吸附剂与床体金属质量比，简化了系统流程，提高了真空系统的可靠性，并省去了一个独立的冷凝器，用两个小通径真空阀(走冷凝液)代替两个大通径真空阀(走冷剂蒸汽)，大幅度提高了整机性价比。
为实现上述目的，本发明提供的兼具冷凝器功能的吸附床由芯体传热单元和壳体冷凝器两部分组成，其中，芯体传热单元包括载热流体进出口、封头、石棉橡胶板热绝缘层、芯体端板、氟橡胶密封板、U形管、翅片及其上吸附剂涂层；封头为具有上下盖板的园截面腔体，腔体中间用隔板分为两部分，一部分与载热流体进口管相连，另一部分与载热流体出口管相连，两个腔体内壁面均设置石棉橡胶板；封头下盖板与芯体端板之间设有氟橡胶密封板；下盖板为多孔板，孔的位置与U形管相对应；U形管与芯体端板之间为焊接密封；U形管上设置有若干个涂覆吸附剂层的铝翅片；壳体冷凝器包括壳体、内壁面阻隔片、外壁面半椭圆截面盘管组成的水套、凝液出流管；壳体外壁面为冷凝器的冷却侧，壳体外表面绕设螺旋盘管；壳体底部设有冷凝液出口；壳体内壁面作为冷凝器的凝结侧，该凝结侧表面设置若干个阻隔板，阻隔板由折成一定角度的薄不锈钢片压焊在内壁面形成，周向交错布置；芯体传热单元和壳体冷凝器之间通过氟橡胶圈密封；所述芯体端板和封头下盖板压紧后的间隙为1mm。
所述螺旋盘管截面为半椭圆形，其平面边即为壳体外壁面，半椭圆边由不锈钢薄板焊接在壳体外壁面上形成。
所述不锈钢薄板的厚度为0.5-1mm。
所述螺旋盘管可以呈并联设置。
所述并联设置的螺旋盘管的进出口通过集总管集中。
所述阻隔板的上下距离为30-50cm。
所述芯体传热单元和壳体冷凝器之间的氟橡胶密封圈的直径为5-8mm。
本发明具有以下优点1、吸附床芯体与壳体热绝缘，大幅度提高床内吸附剂与金属材料质量比，整机COP值可提高40％左右；2、吸附床壳体内壁面作为冷凝器的凝结侧，缩短了冷剂蒸汽流程，避免了沿程流阻损失，同时，减少了密封接口，有利于提高系统真空度可靠性；3、壳体外壁面作为冷凝器冷却侧，冷流体围绕壳体外表面作螺旋流动，既扩展表面积，又提高对流侧换热系数；4、吸附床壳体维持在室温，无需采用保温措施；5、整机系统省去了一个独立的冷却器，并以两个小通径真空阀代替两个大通径真空阀，可观地提高了整机性价比。
下面以实施例结合附图
对本发明作详细描述。
加热脱附过程热水(85℃)从载热流体进口端进入封头空腔内，通过空腔下面孔板流入金属U形管，对翅片及涂覆于其上的吸附剂材料加热。吸附剂受热后，吸附于其中的水分以蒸汽态脱附出来，充满于由吸附床壳体和芯体端板构成的低真空空间，其起始绝对压力约在7mmHg。由于芯体和壳体通过氟橡胶密封圈线接触，热阻很大，加热周期约300秒，故壳体温度可视为不受热流体影响。与此同时，来自冷却塔的温度为30℃左右的冷却水从水套进口端进入由壳体外表面和半椭圆截面金属盘管构成的吸附床冷却水套，环绕壳体外壁面流动，并从水套出口端流出，回到冷却塔。
吸附剂受热而不断释放出水蒸汽，使得壳体内金属U型管外的低真空空间的压力不断提高。当压力升高到冷却水温度对应的饱和压力(约32mmHg)时，水蒸汽在壳体内壁面冷凝，释放出凝结热，并沿壁面流到底部，由凝液出流管流出，经真空阀、节流装置后，流回蒸发器。冷凝侧(壳体内壁面)上设置有阻隔片，防止冷凝液膜厚度过厚而增加热阻。释放出的凝结热被冷却侧(壳体外表面)的冷却水带走。
冷却吸附过程当加热脱附过程结束，载热流体管路通过切换，来自冷却塔的冷水从载热流体进口端进入封头空腔内，通过空腔下面孔板流入金属U形管，对翅片及涂覆于其上的吸附剂材料进行冷却。吸附剂温度下降，吸附剂开始吸附充满于周围空间的水蒸气。当周围空间的蒸汽压低于蒸发器的蒸发压力时，连接吸附床和蒸发器的真空阀打开，吸附剂通过冷剂蒸汽入口吸收来自蒸发器的水蒸气，蒸发器维持在蒸发状态，吸收蒸发器内冷媒水管路中的低温冷媒水的热量而制冷。
当吸附剂吸附饱和后，连接吸附床和蒸发器的真空阀关闭，载热流体管路通过切换，来自热源的热水再次对床内吸附剂加热，开始新一轮加热脱附过程。
权利要求
1.一种兼具冷凝器功能的吸附床，由芯体传热单元和壳体冷凝器两部分组成，其中，芯体传热单元包括载热流体进出口、封头、石棉橡胶板热绝缘层、芯体端板、氟橡胶密封板、U形管、翅片及其上吸附剂涂层；封头为具有上下盖板的园截面腔体，腔体中间用隔板分为两部分，一部分与载热流体进口管相连，另一部分与载热流体出口管相连，两个腔体内壁面均设置石棉橡胶板；封头下盖板与芯体端板之间设有氟橡胶密封板；下盖板为多孔板，孔的位置与U形管相对应；U形管与芯体端板之间焊接密封；U形管上设置有若干个涂覆吸附剂层的铝翅片；壳体冷凝器包括壳体、内壁面阻隔片、外壁面半椭圆截面盘管组成的水套、凝液出流管；壳体外壁面为冷凝器的冷却侧，壳体外表面绕设螺旋盘管；壳体底部设有冷凝液出口；壳体内壁面作为冷凝器的凝结侧，该凝结侧表面设置若干个阻隔板，阻隔板由折成一定角度的薄不锈钢片压焊在内壁面形成，周向交错布置；芯体传热单元和壳体冷凝器之间通过氟橡胶圈密封；
2.如权利要求1所述吸附床，其特征在于，所述芯体端板和封头下盖板压紧后的间隙为1mm。
3.如权利要求1所述的吸附床，其特征在于，所述螺旋盘管截面为半椭圆形，其平面边即为壳体外壁面，半椭圆边由不锈钢薄板焊接在壳体外壁面上形成。
4.如权利要求3所述的吸附床，其特征在于，所述不锈钢薄板的厚度为0.5～1mm。
5.如权利要求1或3所述的吸附床，其特征在于，所述螺旋盘管可以呈并联设置。
6.如权利要求5所述的吸附床，其特征在于，所述并联设置的螺旋盘管的进出口通过集总管集中。
7.如权利要求1所述的吸附床，其特征在于，所述阻隔板的上下距离为30～50cm。
8.如权利要求1所述的吸附床，其特征在于，所述芯体传热单元和壳体冷凝器之间的氟橡胶密封圈的直径为5～8mm。
全文摘要
一种兼具冷凝器功能的吸附床,由芯体传热单元和壳体冷凝器两部分组成,其中,芯体传热单元由载热流体进出口、封头、石棉橡胶板热绝缘层、芯体端板、氟橡胶密封板、U形管、翅片及其上吸附剂涂层构成；壳体冷凝器由壳体、内壁面阻隔片、外壁面半椭圆截面盘管组成的水套、凝液出流管构成。封头为具有上下盖板的圆截面腔体,腔体中间用隔板分为两部分,两个腔体内壁面均设置石棉橡胶板,封头下盖板与芯体端板之间设置氟橡胶密封板,壳体内壁面设有阻隔板,壳体外表面即作为盘管的平面边,由不锈钢薄板焊接在壳体外壁面上,螺旋盘管可由数管并联,进出口通过集总管集中。芯体传热单元和壳体冷凝器通过氟橡胶圈密封。
文档编号F25B37/00GK1423101SQ0114043
公开日2003年6月11日 申请日期2001年12月6日 优先权日2001年12月6日
发明者徐靖中 申请人:中国科学院工程热物理研究所