图533所示为上海交通大学发明的硅胶-水吸附冷水机组示意和实物图,该系统已经在一系列太阳能空调工程中获得实际应用。它是由两个单床吸附式制冷系统复合而成的双床连续制冷系统,采用硅胶水作为工作对。整个系统由三个真空腔组成,左右为两个由吸附床、冷凝器和蒸发器组成的吸附/解吸工作腔,底部为热管隔离蒸发器的工作腔。吸附床采用管翅式紧凑换热器设计思路,冷擬器采用管壳式换热器,蒸发器采用了热管隔离技术使蒸发器解吸侧与冷媒水传热管之间实现热隔离,在底部蒸发器中,热管冷端蒸发管采用管外表面强化管,以
减小蒸发器的体积与质量;热管热端蒸发管采用小管径光管,分三层结构,冷媒水从底层传热管进,从最顶层传热管出,顶层蒸发管采用热虹吸泵原理布液【3们。
采用可编程逻辑控制器PLC控制阀门组件及回质真空阀,该双吸附床回热回质型硅胶水吸附冷水机组可自动以回热回质吸附制冷循环方式运行。一个完整的回热回质吸附制冷循环包括六个过程。
(1)左床解吸、右床吸附过程。驱动热源热水通入左侧吸附床中,使得左侧吸附床内吸附剂升温,左真空腔内蒸气压力升高,当压力超过左冷凝器温度对应的饱和蒸气压时,左冷凝器开始冷凝制冷剂:此时,左隔离器蒸发面不工作,其温度升高至冷凝温度,该温度高于热管工作腔内的蒸发器温度,从而实现了左隔离器与蒸发器之间的热隔离。与此同时,制冷剂进入右吸附床,右吸附床被冷却水冷却,开始降温吸附,右真空腔内的制冷剂蒸气压力随之下降,当压力低于右隔离器温度对应的饱和蒸气压时,右隔离器的蒸发面开始蒸发制冷,其温度迅速降低,热管工作腔底部的蒸发器蒸发出来的热管工质蒸气在右隔离器传热表面上凝结,从而输出制冷量。
(2)从左到右的回质过程。当左床解吸/右床吸附过程临近结束时,回质真空阀打开,左腔内的制冷剂蒸气就会在较大的压差作用下迅速流到右腔,导致左隔离器温度降低而右隔离器温度升高,左右两腔体内的压力迅速趋于平衡。同时,左吸附床解吸出的制冷剂蒸气通过回质阀流入右吸附床内被吸附,实现二次解吸和吸附过程。
(3)从左到右的回热过程。当左右腔体内的压力接近平衡时,关闭回质真空阀,打开相应阀门进行两个吸附床之间的回热。左吸附床内的热水进人右吸附床中,将其中的拎水排出。
(4)右床解吸、左床吸附过程。驱动热源热水通人右吸附床中,右侧吸附床吸附剂温度升高,右真空腔中的蒸气压力上升,当压力超过右冷凝器温度对应的饱和蒸气压时,右冷凝器开始冷凝工作。同时,制冷剂进人左吸附床,冷却水通入左吸附床使得其降温吸附,左隔离器的蒸发面开始蒸发制冷,其温度迅速降至蒸发器温度以下,热管工作腔底部的蒸发器蒸发出来的热管工质蒸气在左隔离器传热表面上凝结,从而输出制冷量。
(5)从右到左的回质过程。右床解吸/左床吸附结束时,回质真空阀再次打开,右腔内的制拎剂蒸气进人左床,实现二次解吸和吸附过程。
(6)从右到左的回热过程。当左右腔体内的压力接近平衡时,关闭回质真空阀,打开相应的阀门完成两个吸附床之间的回热过程。于是吸附制冷机组完成了
一次制冷循环,可以实现连续输出冷冻水。