余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其包括吸附式制冷单元管等，多个吸附式制冷单元管呈辐射状安装在旋转床上，在旋转床外设有保护壳，保护壳和前盖板之间、保护壳和后盖板之间都通过法兰密封连接起来，在沿旋转床的轴向方向上用不锈钢板将不同纵排的吸附式制冷单元管隔开，吸附式制冷单元管的一端与绝热层连接，吸附式制冷单元管的另一端与旋转床外壁连接，旋转轴和后盖板之间、旋转轴和前盖板之间都是通过轴瓦密封连接。本实用新型可以实现在吸附床旋转过程中完成吸附、脱附的制冷循环，且可以将吸附式制冷单元管按一定数量呈辐射状组合装配在一起，组成的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置可以满足不同情况下，不同负荷的需求。
【专利说明】余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种利用余热获得冷量的一种装置，特别是涉及一种余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置。
【背景技术】
[0002]吸附床是吸附制冷机械中关键的部件，其传热传质性能直接关系到整个吸附制冷机械的制冷性能。由于吸附剂的导热系数非常低，传热能力差，同时，吸附剂内部的传质是通过渗透和扩散进行的。
[0003]目前，国内外常用的结构是:整体式吸附床、蒸发器、冷凝器，制冷系统中采用阀门控制各个循环过程。采用这样的结构的问题和缺陷是:一，系统工作在较高的真空状态，在强烈的振动情况下，可靠性差；主要突出问题是真空度难以保持。真空度差，制冷系统难以进行正常工作。二，传统的吸附器包括至少两台吸附器、冷凝器、蒸发器、多个真空阀和制冷剂连接管路，系统复杂庞大；且系统有较大阻力，传质效果差。常见吸附床的结构形式有壳管式、管翅式、螺旋板式，各吸附床通过阀门的闭合进行床体切换，从而实现连续制冷。各种结构的吸附床在用于液体作为热媒或冷媒时，具有较好的性能，但用于空气直接加热和空气直接冷却时，上述结构形式的吸附床在防腐、检修、耐冷热冲击和传热传质性能方面还不尽人意。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其可以实现在吸附床旋转过程中完成脱附的制冷循环，且可以将吸附式制冷单元管按一定数量以沿旋转轴半径方向，呈辐射状组合装配在一起，组成的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置可以满足不同情况下，不同负荷的需求。
[0005]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置包括吸附式制冷单元管、旋转床、前盖板、后盖板、旋转轴，旋转床设有前盖板和后盖板，多个吸附式制冷单元管呈辐射状安装在旋转床上，在旋转床外设有保护壳，保护壳和前盖板之间、保护壳和后盖板之间都通过法兰密封连接起来，在沿旋转床的轴向方向上用不锈钢板将不同纵排的吸附式制冷单元管隔开，吸附式制冷单元管的一端与绝热层连接，吸附式制冷单元管的另一端与旋转床外壁连接，旋转轴和后盖板之间、旋转轴和前盖板之间都是通过轴瓦密封连接。
[0006]优选地，所述吸附式制冷单元管包括沸石分子筛、脱附段、吸附质通道、绝热段、蒸发段、通孔，沸石分子筛位于脱附段和吸附质通道之间，蒸发段位于脱附段的另一侧，绝热段位于脱附段和蒸发段之间，通孔位于吸附质通道上。
[0007]优选地，所述余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置还包括吸附区、脱附区、冷却区、冷凝区、蒸发区，每当旋转床转动18°，就有一个吸附式制冷单元管完成脱附，从脱附区进入冷却区；一个吸附式制冷管完成冷却，从冷却区进入蒸发区；一个吸附式制冷管完成蒸发、吸附，从吸附区进入脱附区。
[0008]优选地，所述脱附段的尺寸如下:直径36?48mm、壁厚l?2mm、长度为30(T500mm ;绝热段的尺寸如下:直径25?36mm、壁厚f 2mm、长度为20mm，里面填有石棉材料；蒸发段的尺寸如下:直径25?36mm、壁厚]长度20CT300mm ;吸附质通道的尺寸如下:直径8?IOmm,壁厚0.8mm,长度52CT640mm ;两个通孔之间的间距为5mm。
[0009]优选地，所述前盖板上有高温烟气入口、冷凝空气入口、冷却空气入口、空调空气入口，高温烟气入口、冷凝空气入口、冷却空气入口、空调空气入口使用第一分区钢板、第二分区钢板、钢板圈隔开，并在第一分区钢板、第二分区钢板、钢板圈分别上用第一软刷、第二软刷和第三软刷，后盖板上有高温烟气出口、冷凝空气出口、冷却空气出口、空调空气出口。
[0010]本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型利用吸附单元制冷管及各冷热流体挡板，在旋转床内的设计，实现了旋转床集脱附区，蒸发区、冷却区以及绝热区于一体，直接利用吸附床床体的旋转，完成冷热流体的切换，无节流装置，无冷剂控制阀门，结构简单，噪音小，密封性好，效率高，一旦有单个制冷单元损坏，可单独更换，安装和检修方便。用不同数量吸附式制冷单元管，可组装成不同功率的大小的空调器。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是吸附式制冷单元剖面结构图；
[0012]图2是吸附质通道结构图；
[0013]图3是沿图1中A-A线的剖视图；
[0014]图4是本实用新型余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置中主要部件的结构图；
[0015]图5是沿图4中B-B线的剖视图；
[0016]图6是旋转床分区图；
[0017]图7是沿图4中C-C线右下部分局部放大图；
[0018]图8是旋转床前盖板平面图；
[0019]图9是旋转床前盖板轴测图；
[0020]图10是旋转床盖板和旋转床床体的装配图；
[0021]图11是余热冷管型旋转式吸附空调装置旋转部分；
[0022]图12是余热冷管型旋转式吸附空调装置实例的示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0024]如图1至图11所示，本实用新型余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置36包括吸附式制冷单元管1、旋转轴21、旋转床37、前盖板28、后盖板27，旋转床37设有前盖板28和后盖板27，多个吸附式制冷单元管I呈辐射状安装在旋转床37上，在旋转床37外设有保护壳16，保护壳16和前盖板28之间、保护壳16和后盖板27之间都通过法兰50密封连接起来，在沿旋转床37的轴向方向上用不锈钢板29将不同纵排的吸附式制冷单元管I隔开。吸附式制冷单元管I的一端与绝热层18连接，吸附式制冷单元管I的另一端与旋转床外壁17连接，旋转轴21和后盖板27之间、旋转轴21和前盖板28之间都是通过轴瓦51密封连接。多个吸附式制冷单元管I可以具体通过预留孔52安装在旋转床37上。
[0025]吸附式制冷单元管I和绝热层18之间可以用石棉垫圈密封，防止气流沿半径方向流动。绝热层18具有绝热层外壁20和绝热层内壁19。在吸附式制冷单元管I和旋转床外壁17空接触处可以采用高温密封胶密封，防止烟气的泄露。
[0026]吸附式制冷单元管I包括沸石分子筛2、脱附段3、吸附质通道4、绝热段5、蒸发段
6、通孔7，沸石分子筛2位于脱附段3和吸附质通道4之间，蒸发段6位于脱附段3的一侧，绝热段5位于脱附段3和蒸发段6之间，通孔7位于吸附质通道4上。脱附段3的尺寸如下:直径36~48mm、壁厚f2mm、长度为30(T500mm ;绝热段5的尺寸如下:直径25~36mm、壁厚l~2mm、长度为20mm,里面填有石棉材料；蒸发段6的尺寸如下:直径25mm、壁厚l~2mm、长度200^300mm ;吸附质通道4的尺寸如下:直径8~IOmm,壁厚0.8mm,长度52CT640mm ;两个通孔7之间的间距为5mm。
[0027]由图4、图5、图7、图8、图9、图10所示，旋转床37根据负荷的不同，与一定数量吸附式制冷单元管I连接，沿旋转轴每个圆周方向上可以有二十根吸附式制冷单元管I。前盖板28上有高温烟气入口 8、冷凝空气入口 10、冷却空气入口 14、空调空气入口 12，高温烟气入口 8、冷凝空气入口 10、冷却空气入口 14、空调空气入口 12使用第一分区钢板30、第二分区钢板32、钢板圈34隔开，并在第一分区钢板30、第二分区钢板32、钢板圈34分别上用耐高温的第一软刷31、第二软刷33和第三软刷35，以使在旋转过程中隔断气流。后盖板27上有高温烟气出口 9、冷凝空气出口 11、冷却空气出口 15、空调空气出口 13。本实用新型余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置由外向里依次还包括以下元件:旋转床外保护壳16 (直径1.66m)、旋转床外壁17 (直径1.56m)、绝热区外壁20 (直径0.78m)、绝热区内壁19 (直径0.64m)、旋转轴21 (直径0.34m,)，在绝热层18内填加石棉材料。保护壳16起到防止烟气泄露和保护旋转床的目的；绝热区外壁20和前盖板28、后盖板27之间是采用耐高温的软刷密封连接。
[0028]如图6所示，沿旋转床37的圆周方向，本实用新型余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置36还包括吸附区22(角度-60~90°，半径0.39~0.78m的区域)、脱附区23(角度90°~-90。，半径0.39~0.78m的区域)、冷却区25(角度-90°~-60。，半径0.39~0.78m的区域)、冷凝区24(角度90°~-90。，半径0.17~0.32m的区域)、蒸发区26(角度-60°~90。，半径0.17、.32m的区域)。吸附式制冷单元管各区的位置和吸附式空调装置各区的位置相对应。每当旋转床转动18°，就有一个吸附式制冷单元管I完成脱附，从脱附区23进入冷却区25 ;—个吸附式制冷管完成冷却，从冷却区25进入蒸发区26 个吸附式制冷管完成蒸发、吸附，从吸附区22进入脱附区23，实现连续的制冷，从而能够连续的输出冷量。在旋转床37转动的过程中，吸附床前盖板28和吸附床后盖板27是固定不动的；前盖板28、后盖板27通过分区钢板上的第一软刷31、第二软刷33和不锈钢板29紧密接触，保证在旋转过程中隔断载热流体。
[0029]在图12的余热冷管型旋转式吸附空调装置实例的示意图中，船舶所排出的高温烟气38先通过电子除尘器47，然后进入前盖板28的高温烟气入口 8，经过脱附区23，横掠吸附式制冷单元管的脱附段，使制冷剂水蒸气脱附出来，然后高温烟气从旋转床后盖板的高温烟气出口 9排出；在脱附的同时，冷凝空气39经风机送入前盖板的冷凝空气入口 10，进入旋转床的冷凝区24，横掠吸附式制冷单元管的冷凝段，使制冷剂水蒸气冷凝成液态水，然后冷凝空气从旋转床后盖板27的冷凝空气出口 11排出；同时，冷却空气40经风机，送入前盖板28的冷却空气入口 14，进入冷却区25，横掠吸附式制冷单元管的脱附段，使吸附床的温度能够降下来，达到沸石分子筛的吸附温度，然后冷却空气从后盖板27的冷却空气出口 15排出；同时，室外空气41和用户空气回风48混合后，经风机送入盖板的空调空气入口12，进入蒸发区26，横掠吸附式制冷单元管的蒸发段，使液态制冷剂水气化，从而带走大量的气化潜热，使空调空气的温度降低，然后再从盖板的空调空气出口 13流出，进入用户49。冷凝空气39、冷却空气40经过后产生降温后排出的高温烟气42、排出的冷凝空气43、排出的冷却空气44、室外空气41和用户空气回风48混合后形成的混合空气46。
[0030]在整个循环过程中，旋转床直接利用吸附床本身的旋转实现冷、热流体的切换，对脱附、吸附过程实现无阀控制，克服了高温电磁阀工作不稳定、系统结构安排困难的缺点。同时可以根据冷负荷的需求来装配相应数量的吸附式制冷单元管，从而满足不同负荷下，不同制冷量的需求。考虑到脱附时间的问题，在旋转床沿圆周方向的脱附区、冷却区、蒸发区按一定比例进行划分。
[0031]本实用新型基于吸附式制冷原理将脱附段、绝热段、蒸发段集中于一支封闭的不锈钢管内，组成吸附式制冷单元管，并且利用吸附式制冷单元管及各冷热流体挡板，在旋转床内的设计，使旋转床实现了集脱附区，蒸发区、冷却区以及绝热区于一体，直接利用吸附床床体的旋转，完成冷热流体的切换，无节流装置，无冷剂控制阀门，结构简单，密封性好，效率高，一旦有个别制冷单元损坏，可单独更换，安装和检修方便。用吸附式制冷单元管可组装成不同功率的大小的空调器。
[0032]本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改型和改变。因此，本实用新型覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。
【权利要求】
1.一种余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置包括吸附式制冷单元管、旋转床、前盖板、后盖板、旋转轴，旋转床设有前盖板和后盖板，多个吸附式制冷单元管呈辐射状安装在旋转床上，在旋转床外设有保护壳，保护壳和前盖板之间、保护壳和后盖板之间都通过法兰密封连接起来，在沿旋转床的轴向方向上用不锈钢板将不同纵排的吸附式制冷单元管隔开，吸附式制冷单元管的一端与绝热层连接，吸附式制冷单元管的另一端与旋转床外壁连接，旋转轴和后盖板之间、旋转轴和前盖板之间都是通过轴瓦密封连接。
2.如权利要求1所述的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述吸附式制冷单元管包括沸石分子筛、脱附段、吸附质通道、绝热段、蒸发段、通孔，沸石分子筛位于脱附段和吸附质通道之间，蒸发段位于脱附段的另一侧，绝热段位于脱附段和蒸发段之间，通孔位于吸附质通道上。
3.如权利要求1所述的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置还包括吸附区、脱附区、冷却区、冷凝区、蒸发区，每当旋转床转动18°，就有一个吸附式制冷单元管完成脱附，从脱附区进入冷却区；一个吸附式制冷管完成冷却，从冷却区进入蒸发区；一个吸附式制冷管完成蒸发、吸附，从吸附区进入脱附区。
4.如权利要求2所述的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述脱附段的尺寸如下:直径36?48mm、壁厚f 2mm、长度为30(T500mm ;绝热段的尺寸如下:直径25?36mm、壁厚l?2mm、长度为20mm,里面填有石棉材料；蒸发段的尺寸如下:直径25?36mm、壁厚I?2mm、长度200?300mm ;吸附质通道的尺寸如下:直径8?IOmm,壁厚0.8mm,长度520?640mm ;两个通孔之间的间距为5mm。
5.如权利要求1所述的余热冷管型旋转式吸附制冷空调装置，其特征在于，所述前盖板上有高温烟气入口、冷凝空气入口、冷却空气入口、空调空气入口，高温烟气入口、冷凝空气入口、冷却空气入口、空调空气入口使用第一分区钢板、第二分区钢板、钢板圈隔开，并在第一分区钢板、第二分区钢板、钢板圈分别上用第一软刷、第二软刷和第三软刷，后盖板上有高温烟气出口、冷凝空气出口、冷却空气出口、空调空气出口。
【文档编号】F25B27/02GK203464530SQ201320317376
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】赵惠忠, 魏存, 张津, 李莹莹, 张爱华, 张弛, 李春蕾 申请人:上海海事大学