吸附式制冷系统

《电力名词》第三版。 2100433B

用吸附剂的吸收和解吸来代替常规压缩机的制冷系统。

随着当今世界经济的发展和能源的消耗，环境和能源问题已经成为一个热点。传统的制冷方式不仅会消耗电能，还对环境造成相当严重的危害。太阳能吸附式制冷方式的提出，既减少了电能的消耗又不会对环境造成影响。太阳能吸附式制冷是一种环境友好型制冷系统，它以天然的太阳热能作为系统的驱动力，并且使用无氟利昂的制冷剂，因此，近年来太阳能吸附式制冷系统成为国内外学者的研究热点。 在太阳能吸附式制冷系统中，吸附床是核心部件，而吸附床中吸附工质对的性能又决定着吸附床的效率。本项目主要针对吸附材料的宏观特性进行实验研究，所采用的方法是，将两种吸附材料SAPO-34和ZSM-5沸石分别放置在恒温恒湿系统和可控温真空脱附系统中分别进行吸附和脱附特性的实验，考察其宏观传质特性。究结果表明，在同一温度下，沸石分子筛SAPO-34和ZSM-5的吸附率均随空气相对湿度φ的增加而增大，吸附实验中沸石的吸附速度是时间的减函数，但是SAPO-34的初始吸附速度高于ZSM-5。另一方面，在同一压力下沸石分子筛SAPO-34和ZSM-5的脱附完善度均随温度的增加而增大，SAPO-34的脱附等压线呈S型，而ZSM-5的脱附等压线近似于指数曲线。SAPO-34的初始脱附速度高于ZSM-5，所以SAPO-34-水工质对可以缩短系统循环时间。 在第二阶段，对太阳能吸附制冷系统进行基础性吸附脱附性能实验，分析了实际系统循环热力过程。进而针对吸附床集热效率低，脱附困难而导致循环周期长的问题，设计制作了适用于日照充足地区的抛物槽式太阳能集热器的太阳自动跟踪系统。系统以基于南北方向倾斜放置的金属-玻璃真空集热管式吸附床为核心部件，通过抛物槽的自动转动，将太阳光照实时地汇集到集热管上。吸附床由真空集热管和冷却铜管构成，吸附剂填充在真空管内管和冷却铜管组成的空腔内。吸附床内布置有传质通道和9个温度测点，传质通道使制冷剂气体更好地进入吸附床，温度测点用于测量吸附床内吸附剂的温度变化。冷却过程分别采用自然风冷和循环水冷两种方式，吸附过程也同样采用这两种冷却方式。结果表明, 无论采用何种冷却方式，SAPO-34的吸附制冷能力都明显大于ZSM-5沸石分子筛, 能够产生更好的制冷效果。 2100433B

吸附式制冷系统的运作机制为：

• 在白天，集热器温度随着气温的升高而升高，制冷剂蒸发集热器中压力升高，气体进入冷凝器并冷凝、制成液体。

• 在晚上，温度降低，吸附剂会吸收制冷剂蒸汽，蒸发器中压力降低，于是会有更多液体气化，蒸发中吸收热量降温。