[发明专利]多级吸附制冷设备

说明书

一种多级吸附制冷设备，其包括第一吸附设备和第二吸附设备，第一和第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内构造成填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料颗粒之间穿过，其中，各吸附器内多孔吸附材料的颗粒之间的空间率，相关于冷媒管在吸附设备内部的压降地线性增加，从而使得第一、第二吸附设备内部沿着冷媒流向上，各级吸附器的单位时间吸附能力是一致的。

技术领域

本公开涉及一种制冷设备，尤其涉及冷却吸附和加热解吸的吸附式制冷设备。

背景技术

伴随吸附式制冷系统的不断发展，吸附式制冷系统的改进种类越来越多，包括吸附式空调/热泵，太阳能吸附式制冷机，吸附式制冰机等等。吸附制冷设备的金属热容和流体热容对吸附式制冷系统的性能COP影响较大。

现有的吸附式制冷系统，一般采用两个吸附机，一个蒸发器和一个冷凝器，节流阀等。当一个吸附设备与冷凝器连通，正在加热解吸时，另一个吸附设备与蒸发器相通，冷却吸附。当解吸吸附过程完成后，通过加热管路和冷却管路的阀门，切换两个吸附设备的工作状态，能够实现连续制冷。

吸附设备的吸附能力影响系统的循环周期，也即影响制冷系统的单位时间制冷能力，因此要提高制冷系统的制冷能力，获得较高的COP，必须加快吸附设备的吸附能力以及单位时间吸附能力。一个好的吸附设备，可以从其结构设计、吸附工质的传热特性等多方面因素进行改进，来提高其单位时间吸附能力。

然而，对于大型吸附设备来说，冷媒管穿过吸附设备的吸附材料时，冷媒管具有相当的长度。随着流程的增加，内部冷媒的热损失和压力损失逐渐增大，因而在冷媒流向上，冷媒向外传热的能力逐渐有明显的衰减，冷媒与冷媒管外的吸附材料间的换热能力则随之逐渐降低。因而吸附材料的吸附能力也随之衰减。从而影响了吸附设备的整体吸附能力和制冷设备的制冷能力。

发明内容

本公开鉴于上述内容，目的在于提供一种能够减小吸附设备中冷媒的热损失和压力损失引起的吸附能力下降问题的多级吸附制冷设备，其能够提高吸附设备整体吸附能力，减少吸附材料的衰减寿命，提高制冷设备的制冷能力和使用寿命，并且可以根据实际制冷容量调整参与换热的吸附器等级，从而降低了运行成本。

本发明提供了一种多级吸附制冷设备，其特征在于：包括第一吸附床和第二吸附床；第

一吸附床中包括第一吸附设备和第一换热设备，第二吸附床中包括第二吸附设备和第二换热设备；制冷设备还包括第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀、热源以及空调末端；其中热源、第一四通阀经冷媒入口管、二通阀分别连接至第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路；热源、第一四通阀、经冷媒入口管、二通阀分别连接至第一吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器后再经冷媒回流管连接至第二四通阀形成回路。其中第一吸附床和第二吸附床构造成，当第一吸附床吸附时，第二吸附床脱附，当第一轮吸附、脱附结束，则轮换成第二吸附床吸附，第一吸附床脱附；其中，第一吸附设备、第二吸附设备内的一级吸附器、二级吸附器、三级吸附器内填充有多孔吸附材料，冷媒管从上述多孔吸附材料颗粒之间穿过，其中，第一和第二吸附设备4、5内一至三级吸附器内的多孔吸附材料的结构均满足以下关系：一级吸附器4a、5a的空间率K_一级＜二级吸附器4b、5b的空间率K_二级＜三级吸附器4c、5c的空间率K_三级。且各吸附设备内部满足以下关系：

K_二级＝K_一级exp(-(C/β)(P_一级入口/P_二级出口-1)²)

K_三级＝K_二级exp(-(C/β)(P_二级入口/P_三级出口-1)²)