降低吸附式制冷系统驱动热源温度的研究进展

吸附式制冷是一种环境友好的制冷方式,可以利用低品位热能提供冷量,因此具有重要的节能意义。目前,吸附式制冷技术在太阳能热利用、工业余热利用等中低温余热领域已有应用,但对低于60℃热源的利用实例较少。降低吸附式制冷系统所需的驱动热源温度是扩大吸附式制冷系统使用范围的重要手段。吸附式制冷系统所需驱动热源温度与系统循环方式、吸附剂性能等因素密切相关。从二级/多级吸附式制冷循环、表面酸性强度与孔结构等影响吸附剂再生温度方面阐述了降低吸附式制冷系统驱动热源温度技术的国内外研究现状。分析结果显示,多级循环吸附式制冷系统可以降低装置的驱动热源温度,但装置结构较为复杂;低再生温度吸附剂能够拓宽吸附式制冷装置的驱动热源温度范围,吸附剂的脱附温度与表面极性、酸性、孔结构等参数有关,对吸附剂进行改性,吸附剂极性弱、酸性低的表面特性有利于降低脱附温度。另外,还介绍了数据中心余热驱动的吸附式制冷技术。开展降低吸附式制冷系统驱动热源温度的研究为低温余热高效利用提供了技术参考。     

对太阳能固体吸附式制冷技术的应用分析

本文介绍了太阳能作为驱动热源的固体吸附式制冷系统的基本组成,依据Polnyi吸附势理论和D-R方程对系统的吸附一解吸过程进行了比较准确的描述,着重对固体吸附式制冷技术的实际应用技术分析。主要必须考虑：在对吸附系统的研究中引入“非平衡吸附”概述进行了动态吸附速度的测定,尽可能地选用带有吸收膜的集热器,以及改善吸附床的传热传质性能等。     

吸附床传热传质数学模型研究

在固体吸附制冷循环中,实际的吸附(解吸)过程都是非平衡吸附过程,与理论循环之间存在较大差距.建立吸附式制冷系统吸附床传热传质数学模型,利用数值方法对数学模型进行求解.采用SCP(单位质量吸附剂的制冷功率)优先,同时兼顾COP(性能系数,即制冷量与加热量的比值)的策略,依据建立的吸附床传热传质数学模型进行计算,从而确定吸附式制冷系统循环的最佳周期是24 min,并分析了吸附单元管的长度尺寸对整个制冷系统循环性能的影响.     

一体式两床连续型吸附制冷系统设计开发

为了对吸附制冷系统的性能进行研究,开发一种吸附空调的设计方案,采用一体式设计的方法,利用工业和汽车尾气余热作为驱动热源实现制冷。机组设计的制冷功率为4 k W,采用日本三菱树脂生产的以沸石-水作为工质对的HEX380A-Z01吸附床。循环时间10 min,驱动热源为80℃的热水,冷凝温度42℃,采用冷却塔冷却,冷冻水进口设计温度为15℃,出口温度为10℃,制冷机的COP大于0.2。     

吸附式制冷机及空调/热泵的运行实验和性能改进

研制了一台采用螺旋板式吸附器的连续回热型吸附式制冷机和一台采用板翅式吸附器的空调／热泵,给出了实验数据。吸附式制冷系统采用活性炭－甲醇吸附工质对,以９０－１００℃絷不作为热源,实验得到单位质量活性炭的制冷能量密度为：制冰机每ｋｇ吸附剂日制冰２．６ｋｇ,空调／热泵组在空调工况下每ｋｇ吸附剂制冷功率为１５０Ｗ。     

采用复合吸附剂和高效吸附床的吸附制冷机性能测试

利用平行流换热器和自制的硅胶/氯化钙复合吸附剂研制了一台小型吸附式制冷样机,并对样机进行了试验测试。测试结果表明:相对于硅胶吸附制冷样机,复合吸附剂吸附制冷样机的COP和制冷功率都有了明显的提高;在热源温度为90℃,冷却水温度为35℃,冷冻水进口温度为16.5℃、出口温度为14.4℃,吸附10min,脱附5 min的运行工况下,在整个循环周期内(15 min),制冷功率为1.03 kW,SCP为128.3 W/kg,COP为0.29;在吸附周期内(10 min),制冷功率为1.54 kW,SCP为192.4 W/kg,样机的能量密度为10.3 kW/m3,平行流换热器的换热系数为472.3 W/(m2.K)。     

电厂烟气余热在吸附式制冷中的应用

我国经济快速发展,用电需求越来越大,由于电厂规模不断扩大产生了大量烟气,目前该高温烟气未得到合理利用。根据吸附式制冷原理,利用电厂烟气余热加热吸附床,驱动吸附式制冷循环,代替传统空调系统给电厂脱硫控制室提供冷量。研究发现从第四年开始吸附式制冷系统总投入低于空调制冷系统,每年节省16.4万元,不仅能够实现废热再利用,而且实现了节能。     

连续回热型吸附式空调/热泵性能改进试验研究

研制了一台连续回热型吸附式空调/热泵,对吸附床设计进行了改进,并在样机上采取一系列控制措施,使工况稳定,通过改变热源温度、蒸发温度、循环周期等参数,获取多组实验数据,该样机在100℃热源驱动下SCP达到150W/kg,COP达0.4。     

喷射式氨-水吸收制冷系统的研究

在传统吸收制冷系统中引入喷射器,根据喷射器理论和吸收制冷循环理论,对新制冷系统的工作性能进行了模拟。分别探讨了冷凝温度、喷射器压缩比等参数对系统性能系数和发生温度的影响。结果表明,在原有吸收制冷系统结构变化不大的情况下,尽管系统性能系数有所下降,但系统发生温度却显著降低,因此,低品位的热源将有可能成为氨吸收制冷的加热热源,对于节能减排具有重要的意义。     

太阳能吸附式制冷技术进展综述

介绍了太阳能吸附式制冷技术的原理与特点，从吸附剂一制冷剂工质对、系统循环方式以及吸附床三个方面详细说明了吸附式制冷技术的进展。通过综合分析指出，优化系统的设计，尤其是对系统关键部件，如吸附床、冷凝器、蒸发器的优化设计，对太阳能吸附式制冷系统的性能非常重要；其次，应加强对性能稳定、操作简便的无阀系统的研究，同时加大对太阳能吸附式制冷与建筑一体化的研究力度，使之符合建筑一体化的要求。最后分析了太阳能吸附式制冷技术的发展前景。