專利名稱：高效緊湊的管翅式吸附床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種吸附床，具體是一種高效緊湊的管翅式吸附床，用于制冷裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸附床是吸附式制冷中最為重要的組件之一，保證其良好的傳熱傳質(zhì)性能和較小的熱容是吸附床設(shè)計的關(guān)鍵。要使吸附床獲得良好的傳熱傳質(zhì)性能就需要最大限度地減小吸附劑的傳熱和傳質(zhì)尺度。目前在吸附床的傳熱強化方面，通常從吸附劑和傳熱面積兩個方面進行。吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)很低，與絕熱材料差不多，對其傳熱的強化一般采用固化和高導(dǎo)熱材料添加等方法，但是這些措施往往會增加吸附床內(nèi)部的傳質(zhì)阻力。擴展面積是一種增強吸附床換熱能力并能工業(yè)化生產(chǎn)的有效技術(shù)，在液體加熱和冷卻的吸附床一般只在吸附劑側(cè)添加翅片，而以氣體加熱冷卻的吸附床一般在氣體側(cè)和吸附劑側(cè)均設(shè)翅片。吸附床內(nèi)翅片的形式、結(jié)構(gòu)和布置方式均有一定的技術(shù)要求，與傳質(zhì)通道的組合優(yōu)劣決定了吸附床的傳熱和傳質(zhì)性能。在吸附床的傳質(zhì)強化方面，最直接的方法就是在吸附劑內(nèi)部盡可能多地設(shè)置傳質(zhì)通道，但是傳質(zhì)通道的設(shè)置通常會增加傳熱強化的難度，削弱吸附床的傳熱能力，增大了吸附床的體積。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，T.Miltkau等人在《International Journal of ThermalSciences》(國際熱科學(xué)雜志)41(2002)753-762上發(fā)表的“ Dynamic modeling ofthe combined heat and mass transfer during the adsorption/desorption of watervapor into/from a zeolite layer of an adsorption heat pump”(吸附式熱泵內(nèi)沸石層吸附/解吸水蒸汽的過程中傳熱傳質(zhì)的動力建模)一文中對不同厚度的沸石層吸附水蒸氣時的傳熱傳質(zhì)做了研究，結(jié)果認(rèn)為，在吸附床內(nèi)吸附劑的厚度不大于2.5mm的時，吸附床傳熱傳質(zhì)能力最佳。但是，在保持如此小的傳熱和傳質(zhì)尺度下實現(xiàn)吸附床的緊湊化要求有較高的設(shè)計技術(shù)。吸附床所采用的換熱器的形式有管殼式、管翅式、板翅式、螺旋板式和熱管換熱器等。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺，提供一種高效緊湊的管翅式吸附床，應(yīng)用于固體吸附制冷機組中，使其具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱和傳質(zhì)能力優(yōu)越的特點。
本實用新型是以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括傳熱管，固定板，圍板，翅片，吸附劑，金屬絲網(wǎng)，彈簧，定距管。其連接關(guān)系為若干翅片和兩塊固定板套接于傳熱管上，其中兩塊固定板分別置于若干翅片形成的翅片組的兩端，并采用脹接工藝脹緊，減小翅片翻邊與傳熱管之間縫隙寬度，以減小傳熱熱阻；固定板與傳熱管之間也采用脹接工藝脹緊，以防止吸附劑顆粒滲漏出吸附床；圍板與固定板之間采用點焊連接，并保證之間間隙較小，以防吸附劑顆粒滲漏；吸附劑緊密填充在相連翅片之間，并被固定板和圍板限制在吸附床內(nèi)，不會產(chǎn)生滲漏和移動；翅片與兩端的固定板都沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔，金屬絲網(wǎng)卷成管狀并插入固定板和翅片的傳質(zhì)孔內(nèi)，與彈簧一起組成傳質(zhì)通道。
傳熱管是外表光滑的銅管或鋼管，尺寸為9～20毫米；固定板是沖有指定數(shù)量的傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板，其中傳熱管孔翻邊，傳質(zhì)管孔不翻邊為通孔，傳熱管孔和傳質(zhì)管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質(zhì)管孔位于相鄰四個傳熱管孔的中心。傳質(zhì)管孔直徑在8～20毫米之間，傳熱管孔直徑略大于傳熱管直徑；圍板是厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板彎制或焊接成的矩形腔體；翅片是0.1～0.3毫米的鋁箔或銅帶沖壓成型的傳熱片，其上的傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的孔徑以及布置方式與固定板一致。傳熱管孔的翻邊高度為2～5毫米。金屬絲網(wǎng)的目數(shù)為40～80目。翅片、傳熱管、金屬絲網(wǎng)和彈簧等金屬的總質(zhì)量與吸附劑的質(zhì)量比接近1∶1，吸附劑的傳熱尺度小于4毫米，傳質(zhì)尺度小于11毫米。
對于大功率吸附床，其傳熱管長度較長，可以采用多個結(jié)構(gòu)形式如上所述的管翅式吸附床串聯(lián)或/和并聯(lián)布置形式，以進一步強化傳質(zhì)性能，每個管翅式吸附床之間采用定距管限制距離。
本實用新型管翅式換熱器，傳熱管內(nèi)為傳熱媒體，依靠對流換熱實現(xiàn)對吸附劑的加熱和冷卻過程；四周有封閉的圍板以限制吸附劑的移動和泄漏；吸附床內(nèi)的吸附劑解吸或吸附的制冷劑蒸汽，通過絲網(wǎng)和彈簧組成的傳熱通道，在較低的壓降下流動；管外翅片間填充有固體吸附劑，依靠擴展表面積來強化吸附劑內(nèi)的導(dǎo)熱過程，翅片的存在大大擴展了吸附劑與傳熱管之間的傳熱面積；吸附劑為顆粒狀，其填裝要求緊實，以最大限度減小吸附劑顆粒之間的接觸熱阻。


圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實用新型的串并聯(lián)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型包括傳熱管1，固定板2，圍板3，翅片4，吸附劑5，金屬絲網(wǎng)6，彈簧7。其連接關(guān)系為若干翅片4和兩塊固定板2套接于傳熱管1上，其中兩塊固定板2分別置于若干翅片4形成的翅片組的兩端，并采用脹接工藝脹緊，固定板2與傳熱管1之間也采用脹接工藝脹緊；圍板3與固定板2之間采用點焊連接；吸附劑5緊密填充在相連翅片4之間，并被固定板2和圍板3限制在吸附床5內(nèi)；翅片4與兩端的固定板2都沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔，金屬絲網(wǎng)6卷成管狀并插入固定板2和翅片4的傳質(zhì)孔內(nèi)，與彈簧7一起組成傳質(zhì)通道。
傳熱管1是外表光滑的銅或鋼管，其尺寸為9～20毫米之間。
固定板2是沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板，其中傳熱管孔翻邊，傳質(zhì)管孔不翻邊為通孔，傳熱管孔和傳質(zhì)管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質(zhì)管孔位于相鄰四個傳熱管孔的中心，傳質(zhì)管孔直徑在8～20毫米之間，傳熱管孔直徑略大于傳熱管直徑。
圍板3是厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板彎制或焊接成的矩形腔體。
翅片4是沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的厚度為0.1～0.3毫米的鋁箔或銅帶沖壓成型的傳熱片，傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的孔徑以及布置方式與固定板2一致，傳熱管孔的翻邊高度為2～5毫米之間。
金屬絲網(wǎng)6的目數(shù)為40～80目。
翅片4、傳熱管1、金屬絲網(wǎng)6和彈簧7金屬的總質(zhì)量與吸附劑5的質(zhì)量比接近1∶1，吸附劑的傳熱尺度小于4毫米，傳質(zhì)尺度小于11毫米。對于大功率吸附床，可以采用多個結(jié)構(gòu)形式如上所述的管翅式吸附床串聯(lián)或/和并聯(lián)布置形式，每個管翅式吸附床之間設(shè)置定距管8。
權(quán)利要求1.一種高效緊湊的管翅式吸附床，包括傳熱管(1)，固定板(2)，圍板(3)，翅片(4)，吸附劑(5)，金屬絲網(wǎng)(6)，彈簧(7)，其特征在于，若干翅片(4)和兩塊固定板(2)套接于傳熱管(1)上，其中兩塊固定板(2)分別置于若干翅片(4)形成的翅片組的兩端，并采用脹接工藝脹緊，固定板(2)與傳熱管(1)之間也脹緊，圍板(3)與固定板(2)之間采用點焊連接，吸附劑(5)緊密填充在相連翅片(4)之間，并被固定板(2)和圍板(3)限制在吸附床(5)內(nèi)，翅片(4)與兩端的固定板(2)都沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔，金屬絲網(wǎng)(6)卷成管狀并插入固定板(2)和翅片(4)的傳質(zhì)孔內(nèi)，與彈簧(7)一起組成傳質(zhì)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效緊湊的管翅式吸附床，其特征是，固定板(2)是沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板，其中傳熱管孔翻邊，傳質(zhì)管孔為通孔，傳熱管孔和傳質(zhì)管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質(zhì)管孔位于相鄰四個傳熱管孔的中心，傳質(zhì)管孔直徑在8～20毫米之間，傳熱管孔直徑略大于傳熱管直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效緊湊的管翅式吸附床，其特征是，圍板(3)是厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板彎制或焊接成的矩形腔體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效緊湊的管翅式吸附床，其特征是，翅片(4)是沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的厚度為0.1～0.3毫米的鋁箔或銅帶沖壓成型的傳熱片，傳熱管孔和傳質(zhì)管孔的孔徑以及布置方式與固定板(2)一致，傳熱管孔的翻邊高度為2～5毫米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效緊湊的管翅式吸附床，其特征是，翅片(4)、傳熱管(1)、金屬絲網(wǎng)(6)和彈簧(7)金屬的總質(zhì)量與吸附劑(5)的質(zhì)量比接近1∶1，吸附劑的傳熱尺度小于4毫米，傳質(zhì)尺度小于11毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效緊湊的管翅式吸附床，其特征是，對于大功率吸附床，采用多個管翅式吸附床串聯(lián)或/和并聯(lián)布置，每個管翅式吸附床之間設(shè)置定距管(8)。
專利摘要一種高效緊湊的管翅式吸附床，用于制冷技術(shù)領(lǐng)域。包括傳熱管，固定板，圍板，翅片，吸附劑，金屬絲網(wǎng)，彈簧，定距管。若干翅片和兩塊固定板套接于傳熱管上，其中兩塊固定板分別置于若干翅片形成的翅片組的兩端，并采用脹接工藝脹緊；固定板與傳熱管之間也采用脹接工藝脹緊；圍板與固定板之間采用點焊連接；吸附劑緊密填充在相連翅片之間，并被固定板和圍板限制在吸附床內(nèi)；翅片與兩端的固定板都沖有傳熱管孔和傳質(zhì)管孔，金屬絲網(wǎng)卷成管狀并插入固定板和翅片的傳質(zhì)孔內(nèi)，與彈簧一起組成傳質(zhì)通道。本實用新型通過翅片拓展了傳熱面積，減小了吸附劑層的厚度；通過高密度的傳質(zhì)通道增強了吸附床的傳質(zhì)能力，減小了傳質(zhì)壓差。
文檔編號F28F1/28GK2711644SQ20042003669
公開日2005年7月20日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者夏再忠, 王如竹, 竇衛(wèi)東, 王德昌, 孫文哲, 王炎麗 申請人:上海交通大學(xué), 江蘇雙良空調(diào)設(shè)備股份有限公司