[发明专利]外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附制冷单元，具体地说，涉及一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，属于吸附制冷技术领域。 

背景技术

目前，吸附制冷技术日益成为人们的研究重点，但该技术存在的主要问题在于：在吸附制冷系统工作时，吸附制冷单元被交替加热和冷却，由于吸附制冷单元换热管(面)与壳体的温度和材料不一致，而在它们之间产生交变的热应力，易破坏吸附制冷单元管板的连接，并使吸附制冷单元发生泄漏；由实验可知，即使是少量不凝性气体进人吸附制冷单元内部，也将使得吸附制冷系统的制冷性能大幅下降；以上暴露出了吸附制冷单元仍旧存在结构设计不科学、不完善的问题。 

现有的吸附制冷单元多采用包括吸附床、冷凝器和蒸发器的三段式结构，虽然能够实现连续制冷，但由于吸附制冷单元采用单根管形式，这使得在使用过程中，发现存在如下问题： 

1、吸附床内传质通道长径比过大，当循环周期较短时，使得远离进口的吸附剂因周围的制冷剂蒸汽少而无法发挥全部作用，而为让该处吸附剂发挥全部作用时，循环时间又将延长，但这将导致吸附制冷单元的制冷功率和COP下降； 

2、为保证制冷剂蒸汽通过吸附床时能够全部冷凝，则冷凝器的长度将不能过短；由于吸附床冷凝器采用与吸附床同样的直径，则冷凝器内部空间体积有可能超过一个最佳体积；过大的冷凝器体积将影响系统的制冷性能，因为在系统工作时单元内的制冷剂蒸汽压力是周期性变化的，则在冷凝器中将滞留部分制冷剂蒸汽，该部分制冷剂不但不参与制冷而且还将消耗部分吸附剂的吸附能力； 

3、由于吸附床是长径比较大的细长管子，在选择吸附剂填充厚度时存在一些问题；如果管内径固定，采用厚度较厚的吸附剂则将导致传热距离增大热阻增加，传质阻力增加，虽然通过采用内翅片增大传热面积，但无法降低传质阻力；采用厚度较薄的吸附剂虽然缩短传热距离减小传热热阻，但将造成吸附床的金属比热容较大，并且吸附床内部的空间较大，造成部分制冷剂蒸汽“滞留”，降到其吸附制冷性能。 

为了解决以上问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、适应交变的热应力、结实耐用、无泄漏的外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元。 

为了实现上述目的，本发明提供一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元，包括吸附床、冷凝器和蒸发器，该单元还包括隔热连通密闭体和绝热连通密闭体；所述吸附床包括密闭外壳和至少两根金属管，所述金属管设置在所述密闭外壳内，所述金属管的两端部伸出所述密闭外壳上端，所述金属管位于所述密闭外壳内的外管壁固化有吸附剂，所述金属管之间设置传质通道；所述冷凝器由至少两根外翅片管构成，所述蒸发器由至少一根外翅片管构成；其中，所述吸附床的密闭外壳下端连通所述隔热连通密闭体的上端，所述隔热连通密闭体的下端连通所述冷凝器的外翅片管上端，所述冷凝器的外翅片管下端连通所述绝热连通密闭体的上端，所述绝热连通密闭体的下端连通所述蒸发器的外翅片管上端，所述蒸发器的外翅片管下端密闭。 

基于上述，所述隔热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。 

基于上述，所述绝热连通密闭体是中部具有收缩过渡段的筒状密闭体。 

基于上述，所述吸附床包括三根呈U型的金属管，所述金属管是薄壁不锈钢管；所述薄壁不锈钢管外径为6mm～15mm。 

基于上述，所述冷凝器由四根外翅片管构成。 

基于上述，所述蒸发器由四根外翅片管构成，所述蒸发器的外翅片管内壁衬有一层毛细材料。 

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，该外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元结构设计科学、完善，具有很强的适应交变热应力的能力，结实耐用，运行中无泄漏，保障了系统的稳定运行。 

图1为本发明所述外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元的结构示意图； 

图2为本发明所述吸附床的横向剖视结构示意图。 

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

如图1和图2所示：一种外置吸附剂浮头式吸附床制冷单元10，包括依次连通的吸附床、隔热连通密闭体17、冷凝器13、绝热连通密闭体19和蒸发器14； 

所述吸附床包括密闭外壳25和三根呈U型的薄壁不锈钢管21，所述薄壁不锈钢管21的管外径为6mm～15mm，所述薄壁不锈钢管21设置在所述密闭外壳内，所述薄壁不锈钢管21的两端部伸出所述密闭外壳25上端，所述薄壁不锈钢管21之间设置传质通道24；