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新式吸附制冷铝排管系统的组成及其运行原理

  在一般吸附制冷系统中的吸附床,通常采用的都是固定管板式结构,而吸附床在制冷系统工作时要冷热交替变化,由于吸附床所用制冷铝排管和吸附床外壳、管板不仅壁厚而且材质也通常不一样,两者的温度也不一样,因此在吸附床换热管与管板的接口处将承受较大的交替变换的热应力,长时间工作时将会产生疲劳并破坏连接,从而造成设备失效。另外在早期的吸附制冷系统中大量使用真空阀,这些真空阀尤其是电磁真空阀等非手工控制阀门价格较高,不仅使吸附制冷系统的造价难以大幅下降,而且这些真空阀的外漏和内漏都将影响系统的制冷性能。

  为了提高系统的可靠性和降低系统造价,一些学者借鉴热管原理设计了吸附制冷单元管,并将一定数量的制冷铝排管组合成吸附制冷系统,制冷管式系统克服了上述制冷系统的缺点,因此成为当前研究的一个热点领域。有研究将4个自行设计的制冷单元,安置组成一个系统。整个制冷系统主要包括高温热源系统、风机冷却系统、风道切换阀、吸附床换热器等。4个单元的吸附床间管路和阀门,以控制冷热载体交替通过各个吸附床。对冷凝段则不考虑交替冷却或加热问题,冷凝段四根管一直以环境空气或水(25~45℃)冷却。蒸发段则是始终处于低温空气或载体中,这样系统可以实现连续制冷。

  该制冷铝排管系统运行时的原理如下:系统运行时,采用双套吸附制冷单元换热器,两部分交替着吸附和脱附。当partA脱附时,切换阀将高温流体切换到parA的吸附制冷单元换热器,高温流体进入吸附换热器将冷管的吸附床温度升到350℃左右时吸附床开始脱附,脱附初制冷剂蒸汽经过冷凝换热器放出气化潜热变成液态制冷剂(液态制冷剂集聚在制冷单元的蒸发器处)。在partA进行脱附的同时,partB进行吸附,风机经切换阀将新风送到partB。吸附床温度降到30℃左右时吸附床开始吸附,此时冷管内的蒸汽压力下降,制冷单元蒸发器内的液态制冷剂开始蒸发,吸收冷媒传给的热量将冷媒降到5~10℃。冷媒经过制冷室换热器吸收热量制冷。

  该制冷铝排管系统的优点是利用热管原理,单床和系统上没有真空阀,并且吸附床采用一端固定在管板上另一端自由的形式,所以当冷热流体经过时,吸附床发生膨胀或收缩时不会在管板上产生应力,从而提高系统的稳定性。