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     

吸附式制冷装置中吸附床传热传质的研究

本文根据吸附式制冷装置中吸附床的操作特性,建立了吸附床在受热解吸过程中的传热传质数学模型.在这个模型中,假设吸附床是均质的,吸附床的导热系数可用一个当量寻热系数表示,并考虑吸附床中吸附剂与传热片之间的接触热阻.以本文作者所建立的吸附式制冰机为例,对此数学模型进行了计算,计算值与实验结果吻合得较好.     

不同板翅式涂层吸附床的性能研究

涂层吸附床能够降低吸附剂间的热阻提高吸附床传热性能,是一种高效吸附床。文中采用COMSOL Multiphysics软件建立了局部非热平衡的二维板翅式吸附床模型,开展板翅式吸附床性能数值模拟;采用制冷性能(COP)和单位质量吸附剂制冷能力(SCP)分别对不同翅片形状吸附床(三角形翅片吸附床、梯形翅片吸附床与六边形翅片吸附床)的性能进行分析和评价。研究发现:驱动热源为333—363 K时,随着热源温度的升高,3种不同结构的板翅式涂层吸附床的COP和SCP都随之增大;在相同的条件下,3种不同翅片结构的板翅式吸附床中,六边形翅片吸附床的COP最大,其值为0.514;而梯形翅片吸附床的SCP最高,其值为848.61 W/kg。     

硅胶粒径对太阳能吸附制冷系统性能的影响

针对以硅胶-水为工质对的太阳能吸附式制冷系统,实验研究了不同粒径的硅胶材料对吸附床传热传质特性及系统制冷能力的影响。三组对比实验的硅胶材料平均粒径分别为1mm、3mm和5mm,在太阳辐射接近的条件下完成实验测试,结果表明粒径中等的硅胶材料表现最优,其制冷系数COP和按照循环周期定义的比制冷功率SCP2均最高。小粒径材料虽然使吸附剂填充量有所增加,但是会导致吸附床轴向传质阻力增加,影响其末端吸附能力的发挥。而材料的粒径过大,则会降低吸附床的吸附剂填充量及其传热性能,从而导致预热脱附和冷却过程的时间延长,不利于系统的制冷性能改善。实验结果表明,吸附剂粒径是影响太阳能吸附式制冷系统工作性能的一个重要因素,在系统设计中需要给予重视。     

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...     

一种新型太阳能吸附式制冷系统的设计及性能模拟

为了解决传统的双床连续吸附制冷系统中因在制冷剂环路使用真空挡板阀而存在的制冷剂压降的问题,使吸附式制冷系统更适合于应用太阳能,提出了利用硅胶-水作为吸附工质对的新型太阳能制冷系统.系统热源由40 m²的热管式真空管集热器提供,制冷机为特殊设计的吸附制冷系统,在上海典型日照条件下该系统可以较为稳定地提供5～8 kW的制冷量,系统COP达0.2以上.通过对系统的动态模拟和理论分析,证实了以硅胶-水为工质对的吸附式系统更适合利用太阳能,研究结果为进一步实验和改进系统性能提供理论指导.     

四氢呋喃中的微量水在4A分子筛上吸附动态曲线的模拟计算

建立了合适的吸附动态模型,用于分析四氢呋喃中的微量水在4A分子筛上动态吸附特性.利用静态平衡实验数据及孔扩散系数能够很好地对动态透过曲线进行模拟计算,平衡数据符合Langmuir模型,采用Wilke-Chang方程计算的孔扩散系数值为7.015×10-5cm2/s,该方法不仅可减少实验的工作量,而且对四氢呋喃-水体系吸附过程的工业放大设计具有指导意义,也为其他吸附过程数学模型的开发提供借鉴.     

颗粒流体系统的非平衡特性及动态行为

本文对颗粒流体系统的非平衡特性和相关的动态行为进行了研究．结果表明，颗粒流体系统中的流域过渡实质上是非平衡热力学中的非平衡相变和多级分支现象．系统的动态行为具有明显的混饨性态．通过对混饨动力参数的计算和奇异吸引子图的描绘，可以定性和定量地研究两相流的流域过渡和流域动态特性通过对两相间剪切作用的分析和二维床动态摄相实验，讨论了团聚物的形成机理、尺寸计算及其动态过程．在三维床内不同位置的空隙率实验结果表明，床层的不同位置具有差别很大的动态行为．进一步的实验还发现两相流系统内存在着大尺度物料团的波动，…     

发动机尾气余热驱动的吸附式空调系统仿真与测试

针对在高太阳辐射地区,柴油车驾驶室内使用车载空调会增加车辆发动机的耗油量、降低柴油车经济效益的问题,搭建了一套由发动机尾气余热驱动的吸附式车载空调系统。系统由填充有氯化钙/氯化锰/硫化膨胀石墨复合吸附剂的吸附床、蒸发器、冷凝器、储液罐和阀门组成,使用氨作为制冷剂,利用车辆在行驶时接触到的自然风为吸附床冷却,在发动机尾气余热的驱动下,为驾驶室内提供连续的制冷效果。结合仿真和实验测试,对所设计系统的制冷性能进行了分析,仿真结果表明,系统最优循环时间为45 min,系统的理论平均制冷功率可达3.5 kW以上,系统COP处于0.2~0.25之间。实验结果表明,在230℃的尾气温度条件下,系统能产生3 kW的平均制冷量。在40℃环境温度条件下,系统在蒸发器进出口处的平均温差为6.5℃,平均制冷量为3.2 kW。     

β-环糊精聚合物对苯酚的吸附过程研究:吸附方程比较与误差分析

通过β-环糊精与六亚甲基二异氰酸酯反应得到了非水溶性环糊精交联共聚物,研究了15～60℃下,β-环糊精聚合物对浓度为20～50 mg/L苯酚溶液的吸附过程,分别采用5类吸附动力学方程、4类平衡吸附等温线方程对实验数据进行了拟合,通过7类误差分析方程对拟合结果进行了相互比较。结果显示,二阶Lagergren Ⅲ方程和Freundlich Ⅰ方程分别是最佳的吸附动力学方程和平衡吸附等温线方程,适用于描述β-环糊精聚合物对苯酚的吸附过程。     

热泵吸附器中传热传质过程的研究

对吸附式热泵循环系统中的传热传质进行了理论分析和实验研究,建立了吸附器中热传导方程.计算求解值与实验结果相一致,说明了吸附器中的传热速率控制了热泵循环速度.据此,对吸附器中强化传热肋片进行了模拟分析,作为吸附器优化设计的理论依据.     

固体吸附制冷系统中的气液回热

对固体吸附制冷系统中的气液回热进行了研究,对回热量在吸附制冷系统中的影响进行了理论分析,并通过试验验证了气液回热对系统产生的积极影响.     

采用新型循环方式的硅胶-水吸附式制冷机

The paper proposes an adsorption refrigeration system using silica gel and water as working pair with novel design. In this system, the adsorber, condenser and evaporator are housed in one vacuum chamber, forming an adsorption refrigeration unit. Two such units work alternatively to supply cooling continuously. The construction, parameters of the adsorber, condenser and evaporator and characteristics of the cycle are given. The experimental results demonstrate that the mass recovery process can significantly improve the cooling capacity and COP. The effects of evaporating temperature and cooling water inlet temperature on chiller performance are analyzed. Comparison of the novel system and conventional ones demonstrates that the novel system has a higher performance than the conventional ones with heat recovery process if the problem of cooling loss can be resolved.     

新颖的固体吸附式制冷与供热系统

介绍了一种新颖的固体吸附式制冷与供热系统及其研究现状。该系统主要由吸附器,冷凝器和蒸发器组成。以太阳能,工业废热低品位能源为动力,通过在封闭系统中吸附剂对制冷剂的解吸再生一吸附制冷循环来实现制冷与供热。整个装置无任何运动部件,无须润滑油,具有良好的能量供求关系。     

间歇热源对吸附式制冷系统运行特性影响

通过实验研究了双床连续吸附式制冷系统在间歇热源驱动下的动态运行性能,获得了系统各参数在间歇热源驱动下的变化规律.对有蓄热和无蓄热两种条件下系统在间歇热源驱动下的动态运行性能进行了比较,分析了热源切断时间长短对系统解吸过程的影响,并讨论了蓄热在热源切断期间的作用,指出添加蓄热设备是减小间歇热源不利影响的有效手段之一.     

一种高效吸附床的设计及二维传热数值模拟分析

设计了一种特殊的高效换热的板翅式吸附床,用于硅胶-水连续循环的吸附式制冷系统中。建立了吸附床的二维数学模型。因硅胶-水吸附式制冷系统具有很快的吸附和解吸过程,热量的及时传递成为极其关键的因素。因此在该模型中,只考虑了快速加热和冷却的传热过程,以寻求提高传热速度的途径。对于吸附床的各关键尺寸对换热性能的影响进行了对比和分析,并对实验结果也进行了对比分析。理论研究表明,吸附床的各参数的最优尺寸为：翅片间距为3～6 mm,翅片高度为6～12 mm,翅片厚度为0.03～0.15 mm。实验结果表明,使用这种吸附床结构,系统的循环时间可短至420 s。在硅胶的热导率仅为0.175 W·(m²·℃)^-1的情况下,吸附床的总传热系数可提高至相似文献   

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 .     

SCALE ANALYSIS AND PARAMETRIC STUDY OF TRANSIENT HEAT/MASS TRANSFER IN THE PRESENCE OF NONPOROUS SOLID ADSORPTION

A transient, two-dimensional theoretical analysis of combined heat and mass transfer in the presence of adsorption/desorption is developed to study the fundamentals of heat and mass transfer dynamics. A parallel-plate rectangular channel is used as a model system. Appropriate surface boundary conditions for heat and mass transfer and adsorption/desorption interactions are formulated. A scale analysis of the governing equations is performed in order to identify the dimensionless physical parameters governing the process and to obtain the order-of-magnitude estimates for characteristic time constants of the system dynamics. Predictions of the scale analysis are validated against the results of the parametric study obtained through the numerical solutions of the governing equations. The findings demonstrate that the scale analysis is a very powerful analytical tool which allows one to evaluate the effects of different process parameters on heat and mass transfer dynamics in the presence of adsorption without performing the exhaustive numerical calculations.