专利名称：复合交变热管吸附床的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种复合交变热管吸附床，具体是一种用于船用吸附制冷系统的复合交变热管型吸附床。属于吸附制冷领域。
背景技术：
目前，我国沿海中小型渔船大都以冰藏保鲜为主，机械制冷保鲜为辅。因此，渔船制冷机是当前中、小型渔船迫切需要装备的设备，开发研制还是集中在蒸气压缩式制冷方式。与此同时，渔船上的柴油机约有30％的热量从尾气排入大气而浪费。若能利用这部分余热来驱动吸附式制冷系统，即可不增加柴油机任何油耗，仅回收其尾气余热实现制冰，满足渔民的需求。
船用吸附制冷设备主要采用水、氨以及甲醇为制冷剂，其中采用水、甲醇为制冷剂的系统一般采用物理吸附剂，相对与采用化学吸附剂—氨为工质对的系统而言，制冷量偏小。而对于氨系统，由于氨与铜材料，海水与钢材料之间具有不相容性，所以目前采用氨为制冷剂的系统一般不能采用海水直接冷却，否则会存在严重的腐蚀问题。渔船用吸附制冷设备，目前所采用的吸附床形式多为单元管式与壳管式。
经文献检索发现，中国专利申请号99232616，名称为海洋渔船柴油机尾气制冰机，该专利采用氨为制冷剂，氯化钙为吸附剂。吸附床采用烟气直接加热，冷却采用冷水直接冷却。该吸附制冰机发生器为1.05m3左右，制冷量为12kW左右。该系统采用烟气直接加热，由于吸附床的加热与冷却为一个交变过程，烟气中的三氧化硫容易在吸附床内传热管路上凝结，形成酸蚀，另一方面该系统如果采用冷海水直接冷却，必然也会对吸附床产生腐蚀，假如采用中间换热器淡水来冷却，吸附系统中需要增加一个中间换热器以及相关的冷水泵、阀等部件，结构较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种复合交变热管吸附床，使其解决以氨为制冷剂的船用吸附制冰机中，吸附床无法采用海水直接冷却的问题，并使系统结构简化。
本发明是以下技术方案实现的，本发明包括烟气回路、热管蒸发段、第一隔板、绝热段、第一阀门、第二隔板、吸附工质段、第三隔板、第四隔板、第五隔板、铜冷凝器、第二阀门、水回路，其连接方式为第一隔板设置在绝热段与热管蒸发段之间，第二隔板设置在吸附工质段与绝热段之间，第三隔板设置在吸附工质段与铜冷凝器之间，第四隔板设置在第三隔板与铜冷凝器之间，为铜冷凝器外部热管工质冷凝时的挡板。热管工质段则处于吸附工质段的最低端，与第二隔板相连接。吸附工质段与铜冷凝器之间通过第三隔板分成两个密闭的空间，热管内部工质与铜冷凝器外部空间相通，这样在冷却吸附时，热管中的工质可以通过铜冷凝器来冷却。烟气回路与热管蒸发段相连接，烟气在热管的管外对热管进行加热。热管蒸发段与吸附工质段之间为绝热段，在吸附工质段与热管蒸发段之间设置第一阀门，主要用来控制吸附床的加热与冷却过程。第二阀门为控制水回路，铜冷凝器置于吸附床的上部，固定在吸附床的外壁上。第二阀门主要控制铜冷凝器中海水的流量，焊接在铜冷凝器海水入口管路上，水回路与铜冷凝器的入口连接，通过铜冷凝器接出。
吸附工质段包括热管蒸发段/热管冷凝段、翅片以及吸附剂，第五隔板以及热管工质段。其中吸附剂两侧为翅片，热管蒸发段/热管冷凝段与翅片之间采用涨接方式，热管的热量通过翅片传入到吸附剂中。热管工质段处于吸附工质段的最低部，与第二隔板相连接。第五隔板设置在吸附工质段中吸附剂与热管工质段之间，将吸附剂与热管工质段隔离开。热管工质段与绝热段采用第二隔板相隔离开。
铜冷凝器采用盘管形式分成两个不同的空间，管内为海水，管外为热管内的工质。吸附工质段的热管蒸发段/热管冷凝段在加热解吸过程中作为热管冷凝段，在冷却吸附过程中作为热管蒸发段。其中吸附工质段由于有氨存在，相应的材料采用钢材。铜冷凝器所处的空间与吸附工质段之间由钢材密封，这样制冷剂氨不会进入到铜冷凝器所位于的空间中，所以氨不会对铜冷凝器产生腐蚀，这也是铜冷凝器可以采用铜为材料的原因。由于铜材料对海水有很好的抗腐蚀性能，所以这种结构可以采用海水直接冷却，能很好的解决海水腐蚀问题。复合交变热管内可以采用水或甲醇为工质。吸附床在加热解吸过程中，热管中的工质在蒸发段通过烟气加热而蒸发，并在吸附工质段冷凝，从而提供吸附剂解吸所需要的热量。在冷却吸附过程中，吸附工质对段的热管中工质在吸附热的作用下蒸发，并在铜冷凝器海水的冷却作用下冷凝，从而带走吸附热。
吸附床的工作包括两个过程，一为加热解吸过程。在加热解吸过程中，烟气开始进入烟气回路，温度一般为300～400℃左右。此时第二阀门关闭，第一阀门开启，在烟气的加热作用下，热管蒸发段的热管内部工质开始蒸发，此时热管蒸发段/热管冷凝段主要起到热管冷凝段的作用，热管内工质在此冷凝，为吸附床提供热量并使吸附床的温度上升，当吸附床的温度上升到可以解吸的温度后，吸附床内的制冷剂从吸附剂中解吸出来，完成解吸过程。吸附床的另一个工作过程为冷却吸附过程。在冷却吸附过程中，烟气回路关闭，第一阀门关闭，由于吸附工质段内吸附剂处于刚刚解吸结束状态，所以温度较高，这样热管加热段/热管冷凝段主要起到热管加热段的作用，热管内的工质在较高的吸附剂温度下加热蒸发，并进入到铜冷凝器所位于的空间，此时第二阀门开启，铜冷凝器在海水的冷却作用下对热管内的工质进行冷却，热管内的工质冷却后重新流回吸附工质段，继续对吸附床内的吸附剂进行冷却，当吸附床内的温度降到吸附温度后，制冷剂开始被吸附到吸附剂中，完成吸附过程。
本发明回收余热、冷却均采用热管，相对于以往的传统型吸附床所采用的换热器，简化了结构，同时也强化了传热性能。这种结构的吸附床由于可以采用海水直接冷却，所以相对于传统型的以氨为制冷剂的吸附床，省去了淡水中间换热器以及中间换热器中所采用的冷媒泵，一方面简化了系统结构，另一方面也节省了电量的消耗。
图1本发明结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括烟气回路1、热管蒸发段2、隔板3、绝热段4、阀门5、隔板6、吸附工质段7、隔板8、隔板9、铜冷凝器10、阀门11、水回路12。其连接方式为烟气回路1与热管蒸发段2相连，隔板8设置在绝热段4与热管蒸发段2之间，隔板6设置在吸附工质段7与绝热段4之间，隔板8设置在吸附工质段7与铜冷凝器10之间，隔板9设置在隔板8与铜冷凝器之间，热管蒸发段2与吸附工质段7之间为绝热段4，在吸附工质段7与热管蒸发段2之间设置阀门5，阀门11为控制水回路12，焊接在铜冷凝器10海水入口管路上，铜冷凝器10置于吸附床的最上部，固定在吸附床的外壁上，水回路12与铜冷凝器10的入口连接，通过铜冷凝器10接出。
吸附工质段7包括热管蒸发段/热管冷凝段13、翅片14以及吸附剂15、隔板16、热管工质段17。其中吸附剂15两侧为翅片14，热管蒸发段/热管冷凝段13与翅片14之间采用涨接方式，隔板16将吸附剂15与热管工质段17相隔离开，热管工质段17处于吸附工质段7的最低端，与隔板6相连接。
铜冷凝器10采用铜为材料，与吸附工质段7完全密封成两个空间，吸附工质段7与铜冷凝器10之间采用钢材密封，同时铜冷凝器10外部空间与吸附工质段7的热管蒸发段/热管冷凝段13内部相连通。
烟气回路1与热管蒸发段2相连，热管蒸发段2与热管蒸发段/热管冷凝段13之间在吸附床外部通过阀门5相连通。
吸附工质段7材料采用钢材，热管内工质采用水或甲醇。
权利要求
1.一种复合交变热管吸附床，包括烟气回路(1)、阀门(11)、水回路(12)，其特征在于还包括热管蒸发段(2)、隔板(3)、绝热段(4)、阀门(5)、隔板(6)、吸附工质段(7)、隔板(8)、隔板(9)、铜冷凝器(10)，其连接方式为烟气回路(1)与热管蒸发段(2)相连，隔板(8)设置在绝热段(4)与热管蒸发段(2)之间，隔板(6)设置在吸附工质段(7)与绝热段(4)之间，隔板(8)设置在吸附工质段(7)与铜冷凝器(10)之间，隔板(9)设置在隔板(8)与铜冷凝器之间，热管蒸发段(2)与吸附工质段(7)之间为绝热段(4)，在吸附工质段(7)与热管蒸发段(2)之间设置阀门(5)，阀门(11)为控制水回路，焊接在铜冷凝器(10)海水入口管路上，铜冷凝器(10)置于吸附床的最上部，固定在吸附床的外壁上，水回路(12)与铜冷凝器(10)的入口连接，通过铜冷凝器(10)接出。
2.根据权利要求1所述的复合交变热管吸附床，其特征是，吸附工质段(7)包括热管蒸发段/热管冷凝段(13)、翅片(14)以及吸附剂(15)，其中吸附剂(15)两侧为翅片(14)，热管蒸发段/热管冷凝段(13)与翅片(14)之间采用涨接方式。
3.根据权利要求1或2所述的复合交变热管吸附床，其特征是，铜冷凝器(10)采用铜为材料，与吸附工质段(7)完全密封成两个空间，吸附工质段(7)与铜冷凝器(10)之间采用钢材密封，同时铜冷凝器(10)外部空间与吸附工质段(7)的热管蒸发段/热管冷凝段(13)内部相连通。
4.根据权利要求1或2所述的复合交变热管吸附床，其特征是，烟气回路(1)与热管蒸发段(2)相连，热管蒸发段(2)与热管蒸发段/热管冷凝段(13)之间在吸附床外部通过阀门(5)相连通。
5.根据权利要求1或2所述的复合交变热管吸附床，其特征是，热管工质段(17)处于吸附工质段(7)的最低部，与隔板(6)相连接，热管内工质采用水或甲醇。
6.根据权利要求1或2所述的复合交变热管吸附床，其特征是，吸附工质段(7)材料采用钢材。
全文摘要
一种复合交变热管型吸附床。属于吸附制冷领域。本发明的第一隔板设置在绝热段与热管蒸发段之间，第二隔板设置在吸附工质段与绝热段之间，第三隔板设置在吸附工质段与铜冷凝器之间，第四隔板设置在第三隔板与铜冷凝器之间，热管内部工质与铜冷凝器外部空间相通，烟气回路与热管蒸发段相连接，热管蒸发段与吸附工质段之间为绝热段，在吸附工质段与热管蒸发段之间设置第一阀门，铜冷凝器置于吸附床的上部，固定在吸附床的外壁上，第二阀门焊接在铜冷凝器海水入口管路上。本发明可以采用海水直接冷却，相对于传统型的以氨为制冷剂的吸附床，省去了淡水中间换热器以及中间换热器中所采用的冷媒泵，简化了系统结构，节省了电量的消耗。
文档编号F25B17/02GK1544863SQ20031010892
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者夏再忠, 王如竹, 吴静怡, 王丽伟 申请人:上海交通大学