一種新型可擴展折疊式吸附床的制作方法
【技術領域】
[0001] 本折疊式吸附床涉及能源領域，特別是一種太陽能冰箱和空調吸附制冷裝置，屬 于太陽能熱利用領域。
【背景技術】
[0002] 常規吸附床中制冷劑的填充量較少，制冷量較小。再者，現有的太陽能式吸附床一 旦加工成型，制冷量就被確定，人們無法根據需求選擇合適的吸附床。基于這種情況本發明 旨在設計出一種可拓展折疊式吸附床，在吸附制冷時根據制冷量需求調整吸附床的數量， 同時本發明采用雙方向吸附式，保證吸附質充分吸附的同時還加快了吸附速率。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服金屬管式太陽能吸附筒內吸附劑填充質量少，制冷速率 慢、制冷量小等問題。本發明的折疊式吸附床占用空間小，獲得的集熱面積大，而且增加了 吸附劑的填充質量，增大制冷量。關鍵是吸附床可通過模具生產，不同吸附床之間通過鉸鏈 連接，可以根據需求進行配置：以一塊為基準，可再連接一塊、兩塊、三塊、甚至更多，根據制 冷量需求選擇不同的數量。
[0004] 本發明采用如下技術方案：
[0005] -種新型折疊式吸附床裝置，包括：鋁槽、匯流管、制冷劑通道、不銹鋼絲網濾網、 傳熱肋片、閥門、玻璃蓋板、吸附劑(本發明以活性炭為例)、制冷劑(本發明以甲醇為例)、軸 承、輪子、鉸鏈和支撐塊。吸附床的四周設計鉸鏈連接位，并以頂端一塊為中心，四周吸附床 通過鉸鏈與之連接，可在不使用時將四周的吸附床進行折疊，減小占用空間，并根據制冷量 需求進行數量的增減。活性炭填充在鋁槽內，鋁槽與鋁槽通過鉸鏈相互連接。5 (本發明以 5根為例）根制冷劑通道與肋片連為一體，從而起到固定制冷劑通道和加熱活性炭的作用。 制冷劑通道兩端橫穿過槽鋼體，中間被吸附劑包覆。玻璃蓋板鑲嵌在鋁槽的上端卡槽內。外 殼底部靠近四個腳的地方裝有折疊型的支架。吸附床安裝在支架外框上，吸附床底部與四 周用聚氨脂材料發泡包覆，使得除吸熱面外吸附床各面均具有良好的保溫特性。吸附床四 周留有鉸鏈接點，以便根據制冷需求量進行吸附床數量的增減。制冷劑通道類似于平板集 熱器的管道，主要由五條縱向排列的制冷劑通道和兩根橫向匯流管組成，制冷劑通道為沿 圓管軸向有四條開口的銅管制成，制冷劑通道兩端分別焊接于匯集制冷劑的匯流管上，并 與集管導通，制冷劑通道的外表面由不銹鋼絲網包裹，用以隔離吸附劑，防止其進入制冷劑 通道。
[0006] 本發明的有益效果是：
[0007] ( 1)吸附床模具式生產，并在邊框上設計鉸鏈接點，可以根據制冷量的需求對吸附 床進行合理置。
[0008] (2)組裝后的吸附床可折疊，收攏后占用空間少，待需要時再展開，有效集熱面積 大，占用空間小，單位面積制冷量大，且運輸、組裝方便。
[0009] (3)解吸的制冷劑可從制冷劑通道四周匯入通道，吸附速率提升的同時也使得解 吸/吸附更充分。
[0010] (4)吸附床內除制冷劑通道空間外主要填充活性炭，空間利用率高。
[0011] (5)制冷劑通道與肋片連為一體，肋片強化傳熱的同時還起到固定通道的作用。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明的橫向連接外觀圖
[0013] 圖2為內部管道分布圖
[0014] 圖3為橫截面示意圖
[0015] 圖4為制冷劑通道示意圖
[0016] 圖5為濾網的示意圖
[0017] 圖中1一活性炭；2-匯流管；3 -閥門；4 一制冷劑通道；5-肋片；6-玻璃蓋板； 7 一涂層；8-保溫層；9 一制冷劑通道；10-濾網接孔；11 一鉤孔；12-掛鉤。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對新型可拓展折疊式吸附床做進一步的說明
[0019] 如圖1所示吸附床可繞鉸鏈轉動，自由調整角度。吸附床表面是玻璃蓋板。吸附 床內部其結構如圖2所示。制冷劑通道兩端均與匯流管連通，閥門I或者閥門II處安裝真 空壓力表。當吸附床壓力升至冷凝壓力時，再打開閥門I和II，吸附床繼續接受太陽輻射， 溫度繼續升高，解吸出來的制冷劑蒸汽通過冷凝器冷凝成液體并儲存于蒸發器內；此后關 閉閥門I和II，隨著吸附床溫度降低，壓力降低；到夜間吸附床溫度降為室溫時，打開閥門 I和II。
[0020] 如圖3所示，玻璃蓋板與吸附床上表面間留有一定空間，內抽真空減少散熱，吸附 床上表面涂有選擇性吸收涂層，類似于真空管的加工工藝。制冷劑通道與肋片連為一體，肋 片強化傳熱的同時還起到固定制冷劑通道的作用。周圍的聚氨脂材料保溫層起到絕熱的功 效。
[0021] 圖4為單個制冷劑通道，制冷劑通道管壁沿軸向有四條開口，為制冷劑的解吸/吸 附擴散通道，從而使活性炭和制冷劑（甲醇)接觸得更充分，進而增大吸附量。肋片的長度略 短于制冷劑通道，且頂端中部鉆一個小孔，方便濾網安裝，如圖4所示。從而阻止了活性炭 進入制冷劑通道，避免活性炭堵塞制冷劑通道，延長吸附床的使用壽命。
[0022] 實施例1
[0023] ( 1)制冷劑和吸附劑添加量的確定
[0024] 以制30kg冰為例，蒸發器總裝水量為32kg，水溫從常溫20°C降到0°C得到冰水混 合物，所需的冷量為4。
[0025] Qc=CjnwAT+m^^
[0026] 式中，C一水的比熱容，氣一裝水的總質量，32kg，」T1-溫度下降，巧一制冰質量， 30kg，^^一水結冰的潛熱）
[0027] 代入數值得：A=12738kj
[0028] 太陽日輻射量取17MJ/m2 (昆明地區夏季）計算假設吸附床集熱面積為I. 2m2,規 格為120cmX100cm，吸附床的集熱效率可達60%，則一塊吸附床接收的太陽輻射量：[0029] Q=I(t)AIJ
[0030](其中，/⑴一太陽輻射，J一吸附集熱器接受面積，C一集熱效率）
[0031]代入數值得：A=12240kj
[0032] 制冷劑選用甲醇，所需的甲醇量：i4=A/A
[0033](式中，h甲醇汽化潛熱1109kj/kg)
[0034]代入數值得=11. 49kg
[0035] 活性炭（以核桃殼活性炭為例）的吸附量為：0. 25kg/kg
[0036] 計算得活性炭所需質量：<3=45. 96kg
[0037] 根據：/K(式中，^質量，密度，F-體積）
[0038] 計算得活性炭體積：匕3=91920cm3
[0039] (2) 5根制冷劑通道體積的計算
[0040] 管道設計為直徑4cm的鋁管，鋁片的厚度取3mm，長度取110cm。根據： K= 管道的半徑，Z-管道長度），代入數值得：
[0041]外管體積：6=6908. OOcm3
[0042]內管體積：6=4991. 03
[0043]鋁片體積：6=1916. 97cm3
[0044] (3 ) 2根匯流管體積計算，
[0045] 管道設計為直徑4cm的鋁管，鋁片的厚度取3mm，長度取100cm。代入數值得： 外管體積：^=2512.OOcm3
[0046]內管體積：匕 =1814. 92cm3
[0047] 鋁片體積：4=697. 08cm3
[0048] 以上計算中吸附床采光面為120cmX100cm。
[0049] (4 )吸附床的設計
[0050] 則活性炭和鋁管占據的總體積：盧匕3+ 6+匕=101340cm3
[0051] 吸附床厚：佐8. 45cm(玻璃蓋板和鋁片本身的厚度除外)，吸附床外殼體積 (4715. 4cm3)(按五面)和鋁管的總體積為7329. 45cm3，把M戈入公式，可計算出吸附床外殼 與內部管道的總質量為：
[0052] MP=19.79kg
[0053] 吸附床解吸時，床層溫度假定從20°C升至90°C，太陽輻射熱量用于吸附劑和吸附 床顯熱和制冷劑甲醇解吸時所發生的顯熱和潛熱，假定制冷劑完全解吸。
[0054] 根據以上參數計算熱量轉化值。
[0055]1)吸附劑吸收的熱量
[0056]
[0057] 式中，#P3 -吸附劑質量；&一為吸附劑的比熱容。
[0058]代入數值得 (6^=3860. 64kJ
[0059]2)制冷劑吸收的熱量
[0060]
[0061] 式中，#&一制冷劑質量；Cpj-為制冷劑的比熱容。
[0062] 代入數值得0pr=2〇18. 79kJ
[0063] 3)吸附床消耗的熱量
[0064]
[0065] 式中，一吸附床總的鋁材質量；^^一鋁的比熱容。
[0066] 代入數值得(6^=3740. 31kJ
[0067] 因此，有效加熱量為：
[0068]
[0069] 代入數值得：0e//=22357. 74kJ
[0070] 由于，仏#>A-塊吸附床無法完成所需制冷量，所需吸附床的數量為：
[0071] 妒仏訂/ A=L 83塊~2塊
[0072] 分為兩塊后，吸附床不變，吸附劑和制冷劑分為兩份填充在吸附床內部，此時吸附 床制冷性能為：
[0073] COI^QJ^s=O. 52〇
【主權項】
1. 一種新型可擴展折疊式吸附床，其特征在于：包括鋁槽、吸附劑、匯流管、制冷劑通 道、濾網、肋片、閥門、玻璃蓋板，鉸鏈和保溫層，所述的鋁槽與鋁槽通過鉸鏈依次連接，制冷 劑通道兩端分別焊接于匯集制冷劑的匯流管上，與集管導通，制冷劑通道的外表面由不銹 鋼絲網包裹。2. 根據權利要求1所述的一種新型可擴展折疊式吸附床，其特征在于：吸附床的四周 設計鉸鏈連接位，并以頂端一塊為中心，四周的吸附床通過鉸鏈與之連接。3. 根據權利要求1所述的一種新型可擴展折疊式吸附床，其特征在于：制冷劑通道為 沿圓管軸向開有四條開口的銅管制成。
【專利摘要】本實用新型為一種新型可擴展折疊式吸附床，由鋁槽、吸附劑、匯流管、制冷劑通道、濾網、肋片、閥門、玻璃蓋板，涂層、保溫層組成。鋁槽與鋁槽之間通過鉸鏈連接，周圍包覆有保溫材料。制冷劑通道的兩端與匯流管相連，形成“梯子”型的結構。制冷劑通道為沿圓管軸向開有四條開口的銅管制成，外表面用濾網包覆，并加裝肋片。吸附床內除制冷劑通道外填充有活性炭。吸附床的四周設計鉸鏈連接位，并以頂端一塊為中心，四周吸附床通過鉸鏈與之連接，可在不使用時將四周的吸附床進行折疊，減小占用空間，并根據制冷量需求進行數量的增減，且運輸、組裝方便。
【IPC分類】F25B17/00, F25B37/00
【公開號】CN204902310
【申請號】CN201520525205
【發明人】余瓊粉, 何海, 李明, 冷從斌, 季旭, 王云峰, 趙慧蓉, 遲歡, 袁麗紅
【申請人】云南師范大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月20日