高效緊湊的管翅式吸附床制造技術

一種高效緊湊的管翅式吸附床，用于制冷技術領域。包括：傳熱管，固定板，圍板，翅片，吸附劑，金屬絲網，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；翅片與兩端的固定板都沖有傳熱管孔和傳質管孔，金屬絲網卷成管狀并插入固定板和翅片的傳質孔內，與彈簧一起組成傳質通道。本實用新型專利技術通過翅片拓展了傳熱面積，減小了吸附劑層的厚度；通過高密度的傳質通道增強了吸附床的傳質能力，減小了傳質壓差。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種吸附床，具體是一種高效緊湊的管翅式吸附床，用于制冷裝置

技術介紹
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性能和較小的熱容是吸附床設計的關鍵。要使吸附床獲得良好的傳熱傳質性能就需要最大限度地減小吸附劑的傳熱和傳質尺度。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。吸附劑的導熱系數很低，與絕熱材料差不多，對其傳熱的強化一般采用固化和高導熱材料添加等方法，但是這些措施往往會增加吸附床內部的傳質阻力。擴展面積是一種增強吸附床換熱能力并能工業化生產的有效技術，在液體加熱和冷卻的吸附床一般只在吸附劑側添加翅片，而以氣體加熱冷卻的吸附床一般在氣體側和吸附劑側均設翅片。吸附床內翅片的形式、結構和布置方式均有一定的技術要求，與傳質通道的組合優劣決定了吸附床的傳熱和傳質性能。在吸附床的傳質強化方面，最直接的方法就是在吸附劑內部盡可能多地設置傳質通道，但是傳質通道的設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。經文獻檢索發現，T.Miltkau等人在《International Journal of ThermalSciences》(國際熱科學雜志)41(2002)753-762上發表的“ Dynamic modeling ofthe combined heat and mass transfer during the adsorption/desorption of watervapor into/from a zeolite layer of an adsorption heat pump”(吸附式熱泵內沸石層吸附/解吸水蒸汽的過程中傳熱傳質的動力建模)一文中對不同厚度的沸石層吸附水蒸氣時的傳熱傳質做了研究，結果認為，在吸附床內吸附劑的厚度不大于2.5mm的時，吸附床傳熱傳質能力最佳。但是，在保持如此小的傳熱和傳質尺度下實現吸附床的緊湊化要求有較高的設計技術。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。
技術實現思路
本技術的目的在于針對現有技術的不足和缺，提供一種高效緊湊的管翅式吸附床，應用于固體吸附制冷機組中，使其具有結構緊湊，傳熱和傳質能力優越的特點。本技術是以下技術方案實現的，包括傳熱管，固定板，圍板，翅片，吸附劑，金屬絲網，彈簧，定距管。其連接關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，不會產生滲漏和移動；翅片與兩端的固定板都沖有傳熱管孔和傳質管孔，金屬絲網卷成管狀并插入固定板和翅片的傳質孔內，與彈簧一起組成傳質通道。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量的傳熱管孔和傳質管孔的厚度為0.5～1毫米的簿璧鋼板，其中傳熱管孔翻邊，傳質管孔不翻邊為通孔，傳熱管孔和傳質管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質管孔位于相鄰四個傳熱管孔的中心。傳質管孔直徑在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。金屬絲網的目數為40～80目。翅片、傳熱管、金屬絲網和彈簧等金屬的總質量與吸附劑的質量比接近1∶1，吸附劑的傳熱尺度小于4毫米，傳質尺度小于11毫米。對于大功率吸附床，其傳熱管長度較長，可以采用多個結構形式如上所述的管翅式吸附床串聯或/和并聯布置形式，以進一步強化傳質性能，每個管翅式吸附床之間采用定距管限制距離。本技術管翅式換熱器，傳熱管內為傳熱媒體，依靠對流換熱實現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；吸附床內的吸附劑解吸或吸附的制冷劑蒸汽，通過絲網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的導熱過程，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。附圖說明圖1本技術結構示意圖圖2本技術的串并聯示意圖具體實施方式如圖1、圖2所示，本技術包括傳熱管1，固定板2，圍板3，翅片4，吸附劑5，金屬絲網6，彈簧7。其連接關系為若干翅片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；翅片4與兩端的固定板2都沖有傳熱管孔和傳質管孔，金屬絲網6卷成管狀并插入固定板2和翅片4的傳質孔內，與彈簧7一起組成傳質通道。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，傳質管孔不翻邊為通孔，傳熱管孔和傳質管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質管孔位于相鄰四個傳熱管孔的中心，傳質管孔直徑在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6的目數為40～80目。翅片4、傳熱管1、金屬絲網6和彈簧7金屬的總質量與吸附劑5的質量比接近1∶1，吸附劑的傳熱尺度小于4毫米，傳質尺度小于11毫米。對于大功率吸附床，可以采用多個結構形式如上所述的管翅式吸附床串聯或/和并聯布置形式，每個管翅式吸附床之間設置定距管8。權利要求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(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，翅片(4)與兩端的固定板(2)都沖有傳熱管孔和傳質管孔，金屬絲網(6)卷成管狀并插入固定板(2)和翅片(4)的傳質孔內，與彈簧(7)一起組成傳質通道。2.根據權利要求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，傳質管孔為通孔，傳熱管孔和傳質管孔均成矩形排列，間距在20～50毫米之間，每一傳質管孔位于相鄰本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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（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，翅片（４）與兩端的固定板（２）都沖有傳熱管孔和傳質管孔，金屬絲網（６）卷成管狀并插入固定板（２）和翅片（４）的傳質孔內，與彈簧（７）一起組成傳質通道。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏再忠，王如竹，竇衛東，王德昌，孫文哲，王炎麗，
申請(專利權)人：上海交通大學，江蘇雙良空調設備股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]