[发明专利]硅胶与吸附床换热器的固化方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种热力工程技术领域的固化方法，具体是一种硅胶与吸附床换热器的固化方法。

背景技术

随着人们对节约能源、保护环境的认识加深，对余热和太阳能的利用已经引起了广泛的关注。与传统的压缩式制冷系统相比，吸附式制冷系统具有节能环保等特点。在各种的吸附式制冷系统中，硅胶-水吸附制冷机最早实现了产业化。机组采用硅胶作为吸附剂，但是硅胶颗粒的导热系数比较小而且硅胶颗粒和吸附床换热器壁面之间存在着较大的接触热阻；为了增强换热，通常都需要扩展换热面积，因此导致机组比较庞大。此外，由于采用水作为制冷剂，系统运行在比较低的压力下，因此必须考虑硅胶-水吸附制冷系统的传质性能。

经对现有技术的文献检索发现，Eun等在International Journal ofRefrigeration(《国际制冷杂志》，2000(23)：64-73)上发表的“Enhancementof heat and mass transfer in silica-expanded graphite composite blocksfor adsorption heat pumps：Part I.Characterization of the compositeblocks.”(吸附热泵中硅胶-膨胀石墨块状混合吸附剂传热传质强化：I.块状混合吸附剂特性)，该文中提出通过把硅胶和膨胀石墨混合后压制成块状吸附剂来提高吸附剂传热传质性能，具体是通过把混合吸附剂压制成不同密度的块状吸附剂来强化传热的同时使其具有较大渗透率来保证传质性能，研究结果表明与硅胶块状混合吸附剂的导热系数提高了50～100倍。其不足在于块状混合吸附剂中的石墨百分含量比较高(约20％～50％)，导致吸附剂单位质量吸附量下降；且在利用膨胀石墨强化硅胶导热系数时，导致了传质性能急剧降低；此外，只强化吸附剂本身的传热性能，而没有考虑减小吸附剂和吸附床换热器之间的传热热阻。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种硅胶与吸附床换热器固化方法，利用粘结剂来减小硅胶颗粒之间的接触热阻以及硅胶与吸附床换热器壁面之间的接触热阻，并且控制粘结剂与吸附剂的质量比以及粘结剂浓度使系统传质性能不会有较大的衰减。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

步骤一，将吸附床除油，清洁；

所述吸附床为翅片管式换热器，利用翅片来强化吸附剂换热。

步骤二，将吸附剂填充到吸附床中；

所述吸附剂为硅胶颗粒，吸附剂填充在翅片管式换热器的翅片之间。

步骤三，采用水作为溶剂，粘结剂采用聚醋酸乙烯酯乳液，配置成聚醋酸乙烯酯溶液；

所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为28.0±2.0％，粘度为10.0～30.0Pa·s。

所述聚醋酸乙烯酯溶液，其质量浓度为10％～25％。

步骤四，将填充了吸附剂的吸附床换热器浸入步骤三制备的聚醋酸乙烯酯溶液中，获得含有硅胶和聚醋酸乙烯酯的吸附床换热器；

步骤五，将含有硅胶和聚醋酸乙烯酯的吸附床换热器烘干，去除自由态水分子，加快聚醋酸乙烯酯固化，制得干燥的硅胶和聚醋酸乙烯酯的吸附床换热器。

所述将硅胶和聚醋酸乙烯酯的吸附床换热器烘干，其温度为80℃～100℃。

步骤六，将干燥的硅胶和聚醋酸乙烯酯的吸附床换热器放置于真空容器中，利用真空泵对真空容器抽真空，去除吸附床换热器中含有的一些不稳定的化学成分，最后制得硅胶与吸附床固化形成的换热器。

所述硅胶与吸附床固化形成的换热器中，粘结剂占粘结剂和硅胶的总质量百分比为0.5％～2.5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

通过利用粘结剂溶液将吸附床和吸附剂耦合后，使得吸附剂颗粒之间的导热热阻以及吸附剂与吸附床换热器壁面之间的接触热阻减小，从而强化了传热。其次，由于粘结剂质量百分比比较小，因此对系统的传质性能影响不大。本发明利用粘结剂固化制得的吸附剂与吸附床耦合换热器使得吸附或解吸时间减小，3～7分钟的吸附/解吸量相对于填充纯硅胶吸附剂的吸附床换热器提高了13.8％～25.0％。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

如图1所示，将吸附床用水清洗去除杂质，然后用乙醇(汽油)除油。