自然對流加熱和/或冷卻吸附床的吸附式制冷/熱泵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及制冷裝置領(lǐng)域，更具體地，涉及自然對流加熱和/或冷卻吸附床的吸附式制冷/熱泵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由王如竹等編寫的專著《吸附式制冷》、《吸附式制冷原理與應(yīng)用》已經(jīng)全面總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于吸附式制冷的研發(fā)成果[1，2]?，F(xiàn)有的吸附式制冷/熱泵裝置主要由吸附器、加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、冷凝器、制冷劑及儲罐等構(gòu)成[3~12]。吸附制冷的原理簡述為:吸附床吸附制冷劑蒸氣使蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑液體吸熱蒸發(fā)來產(chǎn)生致冷效果；吸附床飽和后，用加熱器加熱吸附床，并使解吸出來的制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)冷凝為液體；然后用冷卻器冷卻吸附床。上述即為吸附制冷的一個操作周期。由于在每個操作周期中都要加熱吸附床一次，然后又要冷卻吸附床一次，因此顯而易見，吸附床加熱升溫和冷卻降溫的速度是影響吸附制冷效果的重要因素。如果吸附床能夠被快速地加熱升溫和冷卻降溫，則操作周期時間短，單位時間的制冷量就較大。反之，如果吸附床加熱升溫和冷卻降溫速度緩慢，則制冷效果就較差。技術(shù)人員早已認識到吸附床的設(shè)計尤其是采用何種方式來加熱和冷卻吸附床是發(fā)展高效的吸附式制冷/熱泵裝置的關(guān)鍵技術(shù)問題之一 [1，2，5-9]。
[0003]自從1848年英國科學(xué)家Faraday首次發(fā)現(xiàn)吸附制冷現(xiàn)象后，研宄人員已嘗試研制基于吸附制冷原理的制冷裝置。在1931年，英國硅膠有限公司的A.Y0ung發(fā)明了具有回?zé)岬奈绞街评溲b置[13]，該裝置是將高溫?zé)煔馀c吸附器外壁面直接接觸來加熱吸附床。美國HONEYWELL RE⑶LATOR公司的A.Newton于1939年發(fā)明的吸附式制冷裝置是在吸附床內(nèi)部放置換熱盤管，往換熱盤管內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)，可以使與換熱盤管相接觸的吸附劑被加熱或冷卻[14]。此后，為了進一步改善傳熱效果，研宄人員在換熱盤管上增設(shè)許多的傳熱翅片，吸附劑被填充在傳熱翅片之間，獲得了更大的接觸傳熱面積。隨后，研宄人員在吸附床內(nèi)部放置各種各樣形式的換熱器，研發(fā)了許多不同結(jié)構(gòu)的吸附器。
[0004]這些傳統(tǒng)的內(nèi)置換熱器的吸附器技術(shù)一直沿用至今。目前吸附式制冷/熱泵裝置所使用的吸附床按照內(nèi)置換熱器形式的不同可以劃分為九種，參見文獻[7]的p.446~7，以下括號內(nèi)數(shù)字為該種形式吸附床的金屬/吸附劑重量比kg/kg: 1、螺旋式(13.2)，2、管殼式(6.1)，3、夾叉式(6.2)，4、同心圓管式(1.8)，5、板翅式(5.5)，6、管翅式(3.5)，7、板管式(3.2)，8、單管式(6.3)，9、板式(8.6)。各種形式的吸附器填充吸附劑后的實物照片見文獻[7,9, IUo這些吸附器常用于各種類型的制冷/熱泵裝置[5，7~9，15~28]。類似地，太陽能吸附式制冷/熱泵裝置是在太陽能集熱器內(nèi)部設(shè)置傳熱翅片，并在傳熱翅片之間填充吸附劑[4，6，29-34] ο
[0005]上述內(nèi)置換熱器的吸附器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點就是可將吸附床、加熱器和冷卻器集成在同一個殼體內(nèi)，換熱器通入加熱介質(zhì)時起到加熱器的作用，通入冷卻介質(zhì)時起到冷卻器的作用，其結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。但是，內(nèi)置換熱器的吸附器結(jié)構(gòu)有多個明顯的缺點[1,2, 5, 7,9, 1a]:(1)吸附床加熱不均勻:那些與傳熱翅片接觸的吸附劑的溫度較高，不與傳熱翅片接觸的吸附劑的溫度較低，吸附床內(nèi)部溫差較大；(2)吸附床加熱速度慢:由于吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)較小，吸附劑與傳熱翅片之間的接觸熱阻大，從傳熱翅片到吸附劑及其吸附床內(nèi)部的傳熱速度緩慢；(3)吸附床金屬熱容過大:由于需要設(shè)置許多的傳熱翅片來增加傳熱面積，吸附床內(nèi)的金屬重量遠遠大于吸附劑重量，加熱吸附床時需花費相當(dāng)多的熱量來加熱吸附床內(nèi)的金屬部分。這些缺點導(dǎo)致吸附式制冷/熱泵裝置的操作周期長，制冷量偏小，熱效率偏低，可能是目前吸附式制冷/熱泵技術(shù)只得到小規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的根本原因。為了克服這些缺點，國際上先進技術(shù)是將吸附材料用各種物理化學(xué)方法結(jié)合在換熱器表面[7，34?36]，但由于吸附劑的裝載量較小，較難獲得更大的制冷量。因此，仍然需要研發(fā)能夠克服上述缺點的吸附式制冷/熱泵技術(shù)。
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[0042]本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少