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吸附制冷技术
吸附式制冷技术非常适用于太阳能和地热能等可再生能源的应用和余热、废热的回收
,
这也是其与压缩式制冷技术竞争的主要优势之一。
1. 1
原理
1
。整个吸附系统是封闭的
,
吸附器内充满吸附剂。当它被加热时
,
已被吸附的吸附质获得能量
,
当分子运动加快到足以克服吸附剂的吸引力时
,
它们将从吸附剂表面脱出
(
脱附
) ,
系统内分压力逐渐升高。当分压力达到环境温度所对应的饱和蒸气压力时
,
脱附出来的吸附质开始液化
,
液化放出的热量通过冷凝器
2
由冷却介质
(
空气或水
)
带走。当停止对吸附剂加热时
,
吸附剂开始冷却
,
因而它的吸附能力又逐步提高
,
开始吸附蒸发器
3
中产生的制冷剂蒸气
,
并造成系统中的真空状态
,
使液体制冷剂不断汽化。制冷剂在低温下汽化时
,
吸收被冷却空间的热量
,
达到制取冷量的目的。吸附了大量制冷剂蒸气的吸附剂
,
为下一次加热脱附提供了条件。
1. 2
发展现状
对吸附制冷的深入研究开始于上个世纪
70
年代
,
当时全球性的能源危机促使吸附制冷首先在太阳能应用领域获得发展 。进入上世纪
90
年代后
,
吸附式制冷技术的发展非常迅速
,
其应用研究涉及工业与民用建筑的空调制冷、食品冷藏冷冻和工业生产环节的制冷等诸多领域 。另外
,
吸附式制冷在船舶制冷 、汽车空调等领域的应用研究也初步展开。
目前吸附制冷技术在各研究方向的应用成果多为实验装置或样机
,
与实际运用还有很大的距离
,
主要研究工作包括
:
1)
对吸附工质的研究 目前开发出的工质对主要有沸石
2
水 、活性碳
2
甲醇、活性碳
2
氨 、硅胶
2
水和碱土金属的氯化物
2
氨等 。另外
,
金属氢化物
2
氢组成的工质对在低温制冷中也得到应用 。
2) 制冷循环方式和制冷系统热动力学的研究 制冷系统热动力学的研究主要集中在制冷循环方式的改进上
,
提出了一些先进的回热型吸附制冷循环方式
,
主要有级联循环、热波循环
,
并从计算机模拟和实验的角度研究了循环的操作工况对系统性能的影响 。
3)
吸附床的研究 吸附制冷实用化的关键是吸附床传热传质的强化。目前吸附床采用得较多的结构是管壳式和平板式
,
此外还有板翅式 、螺旋板式、翅片管式和热管式。
4)
吸附制冷系统的经济性分析主要从经济性和热经济学的角度对吸附制冷系统进行分析
,
对于该技术最终的产品化和市场化具有重要的意义。
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