基于多功能热管的高效吸附式制冰机组回质回热实验研究

设计了一种基于多功能热管的高效吸附式制冰机组,采用氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对。吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由热管工作完成,对该新型吸附制冰机组进行了回质回热研究,结果表明,回质回热型循环可使机组的制冷性能系数COP提高25.5 %,加热量减小约13 %,同时冷却器负荷降低约21 %;采用先回质后回热方式,在回质过程中继续加热解吸床可进一步增加机组制冰量。与传统回质相比,系统COP和单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在15 %以上,且机组SCP的提高幅度高于COP的幅度;吸附制冰机组性能随冷却水温度的升高而下降,但系统的SCP始终维持在较高的水平。当冷却水温度为27℃、蒸发温度为-18.9℃时,系统的SCP仍然高达356.5 W·kg-1。     

采用固化复合吸附剂的热化学吸附式低温冷冻系统的性能

设计了一种以氯化锰-氨为吸附工质对的热化学吸附式低温冷冻系统,利用膨胀石墨的多孔特性作为复合反应物的添加剂来提高吸附剂的传质性能,同时采用压块固化技术以提高吸附剂的传热性能。实验结果表明,膨胀石墨的添加有效防止了吸附剂的结块和吸附性能的衰减,复合吸附剂吸附量高达0.47 kg NH₃•（kg salt）^-1;吸附剂与制冷剂之间的化学反应对反应器温度的变化有较大影响,蒸发温度不同导致吸附剂的吸附平台温度不同,且蒸发温度越低,吸附剂吸附合成反应速率越低;当蒸发温度从-35℃上升到0℃时,单位质量吸附剂制冷功率SCP（specific cooling power）从206 W•kg^-1增大到706 W•kg^-1。冷却水温度为25℃、蒸发温度为-30℃时,采用该固化复合吸附剂的吸附式低温冷冻系统SCP和COP分别高达350 W•kg^-1和0.34。     

不同驱动温度下间歇性太阳能吸附制冰机的实验研究

设计并搭建了太阳能吸附制冰系统,主要包括制冰机、槽式太阳能集热器及恒温油槽等。通过油槽中的电加热模拟不同太阳能辐射量的工况,得到吸附制冰机在不同驱动热源条件下的运行特性。吸附制冰机采用氯化钙/活性炭复合吸附剂,氨作为制冷工质。实验通过电加热模拟的太阳能驱动温度在110～155℃变化,对应的每天制冰量为10～28kg,计算得到太阳能COP为0.09～0.14。     

发动机余热驱动的固体吸附式制冷技术应用研究

吸附式制冷既节能又环保.简述了固体吸附式制冷的基本原理及热力循环过程,讨论了适合发动机余热特点的吸附制冷工质对特性,开发了一种氯化钙/活性炭复合吸附剂.介绍了吸附式制冷技术在内燃机车司机室空调、渔船制冰、重载卡车空调等领域的应用情况.指出强化吸附床的传热传质,提高系统运行稳定和可靠性是推动该技术工业化应用的关键.     

石墨烯-13X/LiCl复合吸附剂开式吸附-解吸性能

利用不同质量分数的石墨烯（MLG）与13X/LiCl合成新型复合吸附剂。通过扫描电镜（SEM）和N₂吸附表征复合吸附剂的微观形貌和孔隙特性,测试了复合吸附剂开式环境下的水蒸气吸附及解吸性能,并探究复合吸附剂中石墨烯质量分数对吸附解吸性能的影响。通过80%相对湿度（RH）的高湿工况进一步筛选出盐的质量分数为18.4%的13X/LiCl为最佳盐含量的吸附剂（MZ）作为合成复合吸附剂的基质。实验结果表明：石墨烯增加了复合吸附剂的结构性参数（比表面积,孔体积及孔径）,其中比表面积由未添加石墨烯的MZ [(262±3)g/m²],最大可提升至12G-MZ [(304±4)g/m²];复合吸附剂表现出优异的水蒸气吸附性能,所有复合吸附剂的相对吸附量均高于MZ（0.554g/g）,3G-MZ吸附性能最佳,水蒸气吸附量高达0.587g/g,是13X的2.7倍;除12G-MZ外,随着吸附剂中石墨烯质量分数的增加,水蒸气解吸率随之增加,其中9G-MZ的解吸率接近90%,较MZ（81.8%）提升了9.7%。该研究可为复合吸附剂应用于吸附空气取水提供基础研究数据。     

化学吸附制冷用氯化锶复合吸附剂的制冷性能

对以SrCl₂、活性炭为吸附剂,NH₃为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究。拟解决SrCl₂吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、吸附床传热传质性能下降等问题,将SrCl₂分别与活性炭、CaSO₄按质量比4∶1复配,进行吸附制冷性能实验。并对SrCl₂的吸附机理及CaSO₄的胶凝作用进行了探讨。实验结果表明：温度是过程的控制因素,在100℃时,SrCl₂/活性炭、SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量分别是SrCl₂的2.1倍和1.4倍。对吸附剂比表面积及孔结构进行表征,结果显示：SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的比表面积和孔结构保持良好;SrCl₂/活性炭复合吸附剂的比表面积和孔容明显增大,孔结构得到了改善。     

制冷用木屑基质复合吸附剂的制备及性能测试

为开发出用于吸附式制冷的高性能吸附剂,基于炭化造孔原理制备了木屑氯化钙复合吸附剂,测试了氨气作为制冷剂的吸附性能,考察了原料配比、炭化温度对复合吸附剂性能的影响,并利用扫描电镜和能谱分析仪观察了复合吸附剂的微观形貌和元素分布。结果表明：炭化法制备的复合吸附剂具有丰富的微孔结构,氯化钙的含量高,达到70%以上,而且氯化钙在样本吸附剂中分布均匀;样本吸附剂的烧失率随炭化温度的升高而增加,而样本的吸附量随着炭化温度的升高先增大后减小;样本中氯化钙的含量对吸附量具有重要的影响。样本SB4的最大单位质量吸附剂制冷功率（SCP）达到1418.16 W/kg,前10 min的平均SCP达到876.1 W/kg。实验结果表明,炭化法制备的复合吸附剂不仅解决了氯化钙吸氨过程中的膨胀结块现象,而且增加了传质速率。     

新型高效复合吸附剂开发及系统仿真

针对一种新型高效复合吸附剂开展了吸附性能实验研究,并假想将该复合吸附剂装填于一固体吸附式空调样机吸附床内进而开展仿真研究。对比研究表明该复合吸附剂不但具有比硅胶强得多的吸附能力,而且再生温度较低。装填该复合吸附剂的吸附式空调不但可以获得比装填纯硅胶时高得多的比制冷功率SCP,而且系统性能系数COP也明显高于纯硅胶系统。     

吸附制冷用复合吸附剂导热性能强化

采用混装和添加导热材料强化吸附剂的传热,在高真空重量装置上测定了复合吸附剂的吸附等温线;对吸附剂的吸附和脱附性能进行了差热分析;在吸附制冷循环模拟实验装置上评价了吸附剂传热性能。结果表明:添加导热材料制备的吸附剂导热性能得到了明显改善,吸附床层传热温差降低了23%～30%;复合吸附剂等温线形状没有发生改变,吸附质量分数有所下降;单位质量吸附剂的制冷量提高7.5%～12.5%;混装铁屑的吸附剂制冷量比其单独使用时高24%。     

MnCl2/CaCl2-NH3再吸附系统的制冷性能

利用膨胀硫化石墨为基质研制了固化混合吸附剂,并搭建了低品位热能驱动的MnCl₂/CaCl₂-NH₃为工质对的再吸附制冷系统。对该系统进行实验研究,结果表明：160℃热源温度为制冷性能系数（COP）的拐点温度,最大制冷功率为2.98 kW。当热源温度高于160℃时,系统显热负荷增大,继续加热高温床会降低制冷效率。当制冷温度为15℃时,系统COP为0.284~0.396;单位质量吸附剂的制冷功率（SCP）为100.3~338.8 W·kg^-1。SCP随热源温度的升高而逐渐升高。     

热管型船用吸附制冰机的设计

A heat pipe type adsorption ice maker with two adsorbers for fishing boats is designed by using ammonia as refrigerant and compound of activated carbon-CaCl2 as adsorbent. This type of heat pipe adsorber can solve the problem of incompatibility between ammonia, copper, seawater and steel. The working process of the ice maker with 8.7kg adsorbent per bed is simulated. The results show that the optimal semi-cycle time is about 9 min at the evaporating temperature of -15℃, where the corresponding cooling power, specific cooling power per kilogram adsorbent SCP and coefficient of refrigerant performance COP are respectively 3.6kW, 217W·kg-1 and 0.404.     

吸附式制冷新技术

固体吸附式制冷技术是充分利用低品位热能的一种有效手段 ,本文结合国际上吸附制冷研究的最新动态以及作者实验研究成果 ,对吸附式制冷系统及其在能量综合利用中的一些新技术进行了总结及探讨 .     

基于13X沸石的新型制冷复合吸附剂性能

以13X沸石原粉为主要成分添加不同配比硅溶胶配制新型制冷复合吸附剂,采用热排空法对配制的复合吸附剂进行闭式吸附和脱附性能试验。用开放式吸附测量法对复合吸附剂的最大吸附量进行测试,同时测量各复合吸附剂填充密度以及整体成型性能与硅溶胶含量的变化。试验结果表明：复合吸附剂E的闭式吸附和脱附性能均优于13X沸石原粉;在封闭系统中复合吸附剂吸附速度远远高于在开放式系统;在硅溶胶含量0-7%时复合吸附剂的填充密度随添加的硅溶胶迅速下降。综合各性能参数,复合吸附剂E被选择应用于太阳能冷管,其制冷系数COP约为0.24-0.28。     

连续循环式吸附空气取水系统

引　言随着社会的发展,人类的活动范围越来越大.在海岛、沙漠等缺少淡水资源的地区,解决饮用水成为人们在这些地区进行活动的先决条件.空气中的水蒸气含量大、不受空间的限制、可循环再生,因此空气取水是解决这些地区饮用水的渠道之一.空气取水可以采用吸附式空气取水方式,目前     

连续回热型吸附式空调/热泵循环特性与动态性能(Ⅱ)结果与讨论

根据非平衡吸附条件下系统的动态方程计算了系统各参数的动态变化规律 ,并与实验值进行了对比 ,验证了理论模型的正确性 ,同时通过计算确定了吸附床传热系数、吸附床滞留传热介质量、吸附床加热与冷却介质热容、热源温度、冷却水温度、循环周期等对连续回热型吸附式空调 /热泵系统运行 p -t-x图的影响以及它们对系统运行SCP与COP的影响 ,分析了产生这些影响的机理 ,为该类机型的优化设计与运行奠定了基础     

Performance analysis of an adsorption refrigerator using activated carbon in a compound adsorbent

To improve the performance of the adsorption refrigeration of CaCl₂-ammonia adsorption system, activated carbon has been distributed uniformly in the mass of CaCl₂, thereby helping to enhance mass transfer and uplift the cooling power density. A multifunctional heat pipe adsorption refrigerator, in which activated carbon-CaCl₂ is used as compound adsorbent and ammonia as refrigerant, is designed. Water and acetone are used as working liquids for the heat pipe. This paper presents a study on the adsorption refrigeration performances of this adsorption refrigerator under two different working conditions, ice-maker for fishing boat driven by the waste heat from exhaust gases, and solar ice-maker driven by solar water heating. The obtained average SCP (specific cooling power) and the COP (coefficient of performance) of the refrigerator were measured to be 770.4 W/kg and 0.39 at about −20 °C of evaporating temperature for the former working condition, and they were 161.2 W/kg and 0.12 at about −15 °C of evaporating temperature for the later working condition.     

新型吸附床的研究进展

吸附床是吸附式制冷装置的核心部件,其性能的优劣直接关系到吸附式制冷装置的制冷效果.通过吸附床的热阻分析,得出强化吸附床传热的措施.文中重点介绍了提高吸附剂与换热壁面的换热系数和吸附剂间的导热系数来强化吸附床传热的方法,详细介绍了填充式吸附床、涂抹式吸附床以及固化式吸附床的结构特点,比较分析3种吸附床的传热传质特点,并阐...     

纳米制冷剂管内流动沸腾换热特性

研究了CuO-R113纳米制冷剂在水平直光管内的流动沸腾换热特性。实验测试段长度1.5 m、外径9.52 mm。实验工况的质量流率为100～200 kg•m^-2•s^-1,热通量为3.08～6.16 kW•m^-2, 入口干度为0.2～0.7,纳米颗粒质量分数为0～0.5%。结果表明：CuO-R113纳米制冷剂的传热系数高于纯R113制冷剂的传热系数。纳米颗粒的加入,强化了制冷剂管内流动沸腾换热。质量流率为100、150、200 kg•m^-2•s^-1的情况下,传热系数分别最大提高了29.7%、22.7%、25.6%。     

多孔表面管内高沸点工质的强化流动沸腾换热与阻力特性

建立了带有气液分离器的高沸点有机工质流动沸腾换热实验台,对垂直上升多孔表面管内高沸点有机工质异丙苯的强化流动沸腾换热与阻力特性进行了实验研究,获得了传热系数与压降随干度的变化情况,并与光管内的实验结果进行了比较.另外,还通过实验得到了三个质量流速下的流动沸腾曲线.实验过程中质量流速范围为391～790kg•m^-2•s^-1,实验工况干度范围为0.09～0.58,压力范围为0.16～0.31MPa.通过对实验数据的回归分析,获得了传热系数与摩擦压降的计算关联式.实验结果表明,多孔表面管在强化换热的同时,并没有使阻力增加很多,具有良好的应用前景.