鋁粉攙和活性炭－甲醇太陽能吸附式空調裝置的製作方法

2023-05-21 13:32:51 2

專利名稱：鋁粉攙和活性炭－甲醇太陽能吸附式空調裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種太陽能吸附式空調裝置，特別是一種採用翅片殼管式換熱器作為吸附床，將鋁粉攙和活性炭以增強換熱的鋁粉攙和活性炭-甲醇太陽能吸附式空調裝置，屬於製冷設備技術領域。
背景技術：
目前已有的太陽能空調裝置，都不採用吸附式製冷循環。在已有的吸附式製冷循環中，或選用活性炭-水作為製冷吸附工質對，使系統受限於凍結溫度，不能用於寒冷地區；製冷量太小，使製冷功率受到限制；或採用了活性炭-甲醇作為製冷吸附工質對，但未採用增強換熱措施，不能在能量密度較稀薄的太陽能應用場合下充分發揮效能。

發明內容
為了克服現有技術的缺陷和不足，本實用新型提供一種鋁粉攙和活性炭-甲醇的太陽能吸附式空調裝置，採用無氟製冷技術，利用太陽能進行冷暖空氣調節，完全不需要人工提供能量。用國產活性炭和甲醇作為製冷吸附工質對，採用翅片殼管式換熱器作為吸附床，以鋁粉加入活性炭以增強傳熱，利用太陽能作為吸附製冷的驅動熱源，無汙染、無噪音地實現吸附和脫附過程的交替連續，達到連續製冷和供熱以實現冷暖空氣調節的目的。
本實用新型藉助太陽能集熱器吸收太陽的熱能。兩臺吸附床分別通過截止閥與冷凝器、蒸發器連接。當一臺吸附床與冷凝器相連，加熱而脫附時，另一臺吸附床與蒸發器相連，受到冷卻而吸附。
冷凝器和蒸發器的殼程進口都與大氣相通，冷凝器和蒸發器的殼程出口都與需要空氣調節的空間相通。冷凝器和蒸發器的殼程內都安裝了空調風扇。空調風扇將冷凝器和蒸發器管程中甲醇散發的熱量和冷量輸出到需要空氣調節的空間。
載熱流體即水在太陽能集熱器中被加熱，進入儲水筒內待用，這時的水溫已高於甲醇的脫附溫度。熱水進入B吸附床的管程後，加熱B吸附床殼腔內攙和鋁粉的活性炭，使其進行脫附，水溫下降。然後，水通過風冷管道再被冷卻後下降到室溫，就進入A吸附床的管程，對A吸附床殼腔內的活性炭進行冷卻，使其進行吸附。最後，水又回到儲水筒內在太陽能集熱器中被加熱，完成一個循環。在下一個循環中，熱水先向A吸附床供熱，本身降溫。再經風冷管道冷卻後，對B吸附床進行冷卻，完成另一個循環。這些過程由截止閥的控制來實現。
夏天需要供冷時，蒸發器管程中的甲醇將殼程中的空氣冷卻，通過空調風扇吹出；冬天需要供熱時，冷凝器管程中的甲醇將殼程中的空氣加熱，同樣由空調風扇吹出。
該空氣調節系統的總換熱量宜選為1000瓦，空調環境內溫度的目標值為25℃±10％，空調環境內相對溼度選為58％。
本實用新型完全不需要人工提供能量，依賴無氟製冷技術，僅利用太陽能作為吸附製冷的驅動熱源，通過控制截止閥的開或關來實現吸附和脫附過程的交替連續，達到連續製冷和供熱的目的，無汙染、無噪音地實現冷暖空氣調節。採用翅片殼管式換熱器作為吸附床，又在活性炭內加入鋁粉以增強傳熱，使吸附床結構簡單、造價低廉、運轉高效。


圖1是本實用新型的結構原理圖。
圖中1是風機，2是風冷管道，3是A吸附床，4是儲水筒，5是空調風扇，6是蒸發器，7是節流閥，8是儲液器，9是冷凝器，10是B吸附床，11是水泵，12是A吸附床氣流通道口，13是B吸附床氣流通道口，14是空調風扇，F1-F12是截止閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施作進一步的描述。
如圖1所示，本實用新型主要包括風機1，風冷管道2，A吸附床3，儲水筒4，空調風扇5、14，蒸發器6，節流閥7，儲液器8，冷凝器9，B吸附床10，水泵11，截止閥F1-F12。
A吸附床3和B吸附床10均採用翅片殼管式換熱器。兩個吸附床的殼腔內均充填吸附了甲醇的、攙和鋁粉的活性炭。
冷凝器9和蒸發器6的殼程內分別安裝了空調風扇5、14。在風冷管道2外側安裝風機1。
截止閥F1-F12均採用電磁截止閥。
B吸附床氣流通道口13分別通過截止閥F9、F10與蒸發器6的管程出口、冷凝器9的管程進口相連，冷凝器9的管程出口與儲液器8的進口相連，儲液器8的出口通過節流閥7與蒸發器6的管程進口相連，A吸附床氣流通道口12分別通過截止閥F7、F8與冷凝器9的管程進口、蒸發器6的管程出口相連。儲水筒4的出口分別通過截止閥F12、F6與B吸附床10管程入口、A吸附床3管程入口相連，B吸附床10管程出口分別通過截止閥F1、F2與風冷管道2的進口、水泵11進口相連，風冷管道2的出口分別通過截止閥F5、F11與A吸附床3的管程進口、B吸附床10管程進口相連，A吸附床3的管程出口分別通過截止閥F3、F4與水泵11進口、風冷管道2進口相連，水泵11出口與儲水筒4進口相連。冷凝器9和蒸發器6的殼程進口都與大氣相通，冷凝器9和蒸發器6的殼程出口都與需要空氣調節的空間相通。經太陽能集熱器加熱的水放在儲水筒4內。
當截止閥F1、F3、F5、F8、F10、F12打開，F2、F4、F6、F7、F9、F11關閉時，B吸附床10殼腔內攙和鋁粉的活性炭被儲水筒4內流出的熱水加熱後脫附，獲得的甲醇蒸汽經過B吸附床10的氣流通道口13進入冷凝器9，凝結後的甲醇流出冷凝器9聚集於儲液器8，經過節流閥7的節流作用再進入蒸發器6吸熱蒸發，最後由A吸附床3的氣流通道口12進入A吸附床3殼腔內。這時，經B吸附床10管程出口流出的水經過風冷管道2的冷卻，溫度降到室溫，進入A吸附床3的管程冷卻攙和鋁粉的活性炭使甲醇吸附，完成B吸附床10脫附、A吸附床3吸附的循環過程。
當截止閥F2、F4、F6、F7、F9、F11打開，F1、F3、F5、F8、F10、F12關閉時實現A吸附床3和B吸附床10的功能互換，A吸附床3脫附、B吸附床10吸附。所有電磁截止閥的開、關由單片機實現自動控制，如此交替實現連續空調循環。
夏天需要供冷時，蒸發器6管程中的甲醇將殼程中的空氣冷卻，通過空調風扇14吹出；冬天需要供熱時，冷凝器9管程中的甲醇將殼程中的空氣加熱，由空調風扇5吹出。
權利要求1.一種鋁粉攙和活性炭—甲醇太陽能吸附式空調裝置，主要包括風機(1)、風冷管道(2)、A吸附床(3)、B吸附床(10)、儲水筒(4)、空調風扇(5)、(14)蒸發器(6)、節流閥(7)、儲液器(8)、冷凝器(9)、水泵(11)和截止閥(F1-F12)，其特徵在於B吸附床氣流通道口(13)分別通過截止閥(F9)、(F10)與蒸發器(6)的管程出口、冷凝器(9)的管程進口相連，冷凝器(9)的管程出口與儲液器(8)的進口相連，儲液器(8)的出口通過節流閥(7)與蒸發器(6)的管程進口相連，A吸附床氣流通道口(12)分別通過截止閥(F7)、(F8)與冷凝器(9)的管程進口、蒸發器(6)的管程出口相連，儲水筒(4)的出口分別通過截止閥(F12)、(F6)與B吸附床(10)管程入口、A吸附床(3)管程入口相連，B吸附床(10)管程出口分別通過截止閥(F1)、(F2)與風冷管道(2)的進口、水泵(11)進口相連，風冷管道(2)的出口分別通過截止閥(F5)、(F11)與A吸附床(3)的管程進口、B吸附床(10)管程進口相連，A吸附床(3)的管程出口分別通過截止閥(F3)、(F4)與水泵(11)進口、風冷管道(2)進口相連，水泵(11)出口與儲水筒(4)進口相連，冷凝器(9)和蒸發器(6)的殼程進口都與大氣相通，冷凝器(9)和蒸發器(6)的殼程出口都與需要空氣調節的空間相通。
2.根據權利要求1所述的鋁粉攙和活性炭—甲醇太陽能吸附式空調裝置，其特徵還在於A吸附床(3)和B吸附床(10)均採用翅片殼管式換熱器；兩個吸附床的殼腔內均充填吸附了甲醇的、攙和鋁粉的活性炭。
3.根據權利要求1所述的鋁粉攙和活性炭—甲醇太陽能吸附式空調裝置，其特徵還在於冷凝器(9)和蒸發器(6)的殼程內分別安裝了空調風扇(5)、(14)；在風冷管道(2)外側安裝風機(1)，截止閥F1-F12均採用電磁截止閥，其開或關由單片機實現自動控制。
專利摘要鋁粉攙和活性炭－甲醇太陽能吸附式空調裝置，主要包括風機、風冷管道、兩個吸附床、儲水筒、空調風扇、蒸發器、節流閥、儲液器、冷凝器、水泵和一組截止閥。它完全不需要人工提供能量，依賴無氟製冷技術，用國產活性炭和甲醇作為製冷吸附工質對，採用翅片殼管式換熱器作為吸附床，以鋁粉加入活性炭以增強傳熱，利用太陽的熱能作為吸附製冷的驅動熱源，兩臺吸附床分別通過截止閥與冷凝器、蒸發器連接。當一臺吸附床與冷凝器相連，加熱而脫附時，另一臺吸附床與蒸發器相連，受到冷卻而吸附。通過控制一組截止閥的開或關來實現吸附和脫附過程的交替，達到連續製冷和供熱的目的，無汙染、無噪音地實現冷暖空氣調節。
文檔編號F25B17/00GK2646630SQ0321015
公開日2004年10月6日 申請日期2003年8月28日 優先權日2003年8月28日
發明者馬捷, 戴斌 申請人:上海交通大學