吸附式制冷
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空调吸附式制冷技术分析及应用我国目前很重视分体式空调的制冷技术,在很多高等院校都设有专业。
而吸附制冷系统采用非氟氯烃类物质作为制冷剂,具有节能、环保、结构简单、无噪音、运行稳定可靠等突出优点,因此受到了国内外制冷界人士越来越多的关注。
本文就吸附制冷的工作原理及吸附制冷技术的研究进展进行简述。
标签:吸附制冷;空调应用吸附制冷的基本原理是:多孔固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用,吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。
周期性的冷却和加热吸附剂,使之交替吸附和解吸。
解吸时,释放出制冷剂气体,并在冷凝器内凝为液体;吸附时,蒸发器中的制冷剂液体蒸发,产生冷量。
1.空调吸附制冷技术概述吸附制冷吸附研究主要包括工质对性能、吸附床的传热传质性能和系统循环与结构等几个方面的工作,无论哪一个方面的研究都是以化工和热工理论为基础的,例如传热机理、传质机理等等,限于篇幅,本文从技术发展的角度来概括吸附制冷的研究进展。
1.1吸附工质对性能研究吸附制冷技术能否得到工业应用很大程度上取决于所选用的工质对,工质对的热力性质对系统性能系数、初投资等影响很大,要根据实际热源的温度选择合适的工质对。
从20世纪80年代初到90年代中期,研究人员为吸附工质对的筛选做了大量的工作,逐渐优化出了几大体系的工质对。
按吸附剂分类的吸附工质对可分为:硅胶体系、沸石分子筛体系、活性炭体系(物理吸附)和金属氯化物体系(化学体系)。
由于化学吸附在经过多次循环后吸附剂会发生变性,因而对几种物理吸附类吸附体系的研究较多。
近几年来,研究人员在吸附工质对方面的研究始终没有停止,从理论和实验两个方面对各种工质对的工作特性进行了广泛的研究。
综合考虑强化吸附剂的传热传质性能,开发出较为理想的、环保型吸附工质对,从根本上改变吸附制冷工业化过程中所面临的实际困难,是推动固体吸附式制冷工业技术早日工业化的关键。
1.2系统循环与结构的研究从工作原理来看,吸附制冷循环可分为间歇型和连续型,间歇型表示制冷是间歇进行的,往往采用一台吸附器;连续型则采用二台或二台以上的吸附器交替运行,可保障连续吸附制冷。
吸附式制冷的工作原理引言随着人们对环保和节能的关注度不断提高,制冷技术也在不断发展。
吸附式制冷作为一种新兴的制冷技术,因其高效节能和环保的特点受到了广泛的关注。
本文将详细介绍吸附式制冷的工作原理。
概述吸附式制冷是利用吸附剂的吸附和脱附作用实现制冷的一种技术。
与传统的蒸发制冷相比,吸附式制冷具有更高的能效和更低的环境污染。
工作原理吸附式制冷的工作原理可以分为吸附过程、解吸过程和再生过程三个阶段。
吸附过程1.蒸发器:在吸附剂中加热制冷剂,使其转化为气态。
2.吸附器:制冷剂被吸附在吸附剂表面,释放出热量,从而冷却吸附器。
3.冷凝器:通过外部冷却介质使制冷剂重新凝结成液态。
解吸过程1.加热器:吸附剂在加热作用下释放出吸附的制冷剂。
2.蒸发器:制冷剂重新蒸发成气态。
再生过程1.再生器:通过加热过程将吸附剂中的吸附剂脱附,使吸附剂恢复到初始状态。
优点和应用优点1.高效节能:吸附式制冷利用吸附剂的吸附和脱附过程实现制冷,不需要额外的能量供应,大大节约了能源消耗。
2.环保:吸附剂一般选用天然气或环保材料,不会对环境造成污染。
3.稳定性好:吸附剂的选择多样,可以根据不同的工况选择合适的吸附剂,提高系统的稳定性。
应用1.家用制冷:吸附式制冷可以应用在家用制冷领域,如冰箱、空调等,实现高效节能的制冷效果。
2.工业制冷:吸附式制冷可以应用在工业制冷领域,如化工、食品等,满足不同行业的制冷需求。
3.新能源利用:吸附式制冷可以结合太阳能等新能源利用,实现绿色制冷。
前景展望吸附式制冷作为一种高效节能、环保的制冷技术,具有广阔的发展前景。
随着科技的不断进步和人们对环保的追求,吸附式制冷将在未来得到更广泛的应用。
结论吸附式制冷是一种利用吸附剂的吸附和脱附过程实现制冷的技术。
其工作原理包括吸附过程、解吸过程和再生过程三个阶段。
吸附式制冷具有高效节能、环保和稳定性好的优点,在家用制冷、工业制冷和新能源利用等领域具有广阔的应用前景。
吸附式制冷国内外研究概况吸附式制冷(Adsorption Refrigeration)是一种基于物质吸附或脱附过程实现制冷的技术。
相对于传统的压缩式制冷,吸附式制冷具有低温工作、无噪音、无振动和更环保的特点,因此在一些特殊的领域得到了广泛的研究和应用。
国内吸附式制冷的研究起步较晚,但近年来取得了快速的发展。
国内的研究主要集中在吸附材料的开发和优化、制冷系统的设计和优化以及吸附式制冷系统在特定领域的应用等方面。
在吸附材料的研究中,许多国内研究团队致力于合成新型吸附剂,如金属有机框架材料(MOFs)和直链烷烃等。
这些材料具有高吸附容量、高吸附速率和良好的热稳定性,适用于吸附式制冷系统的制冷剂吸附和脱附过程。
在制冷系统的设计和优化方面,一些研究团队提出了新型的循环模式和系统结构,如多级循环和混合制冷等,以提高制冷效果和节能。
国外吸附式制冷的研究相对较早,取得了较为突出的成绩。
发达国家如美国、日本和德国在吸附式制冷研究中处于领先地位。
美国的研究主要集中在新型吸附剂的开发和制冷系统的优化。
例如,美国能源部(DOE)资助了一系列吸附合金材料的研究项目,通过合金化改善吸附材料的稳定性和吸附性能。
日本的研究主要关注于吸附式制冷系统在太阳能、地热和废热能利用等领域的应用。
日本的研究团队利用太阳能或其他低品位热源驱动吸附式制冷系统,实现了低温制冷的可持续供应。
德国的研究主要侧重于制冷系统的优化和集成。
德国的研究团队开发了多种新型系统结构,如吸附/蒸发混合循环和复合吸附/压缩循环等。
总的来说,吸附式制冷在国内外均受到了广泛的研究关注。
国内的研究主要集中在吸附材料的合成和吸附式制冷系统的设计和优化,而国外的研究则更加注重吸附式制冷系统在特定领域的应用和集成。
随着对环境友好和节能的需求不断增加,吸附式制冷将有更广泛的应用前景,并在未来的研究中得到更多的关注和投入。
太阳能吸附式制冷综述学号姓名摘要:介绍了太阳能吸附式制冷的基本原理与特点,对吸附式制冷技术的研究现状做了简要的分析,包括吸附工质对的性能、吸附床强化、系统循环与结构。
在此基础上,介绍了太阳能吸附式制冷的应用,主要应用的方面有低温储粮、制冷与供热联合、吸附式空调。
关键词:吸附式制冷研究现状应用1. 前言随着能源与环境问题与社会经济发展矛盾的日益突出,新能源的发展越来越受到各国的关注,对风能、水能、潮汐能的开发与研究力度不断增加,而这些能源的利用与发展根本上说是离不开太阳的。
在制冷空调领域,太阳能制冷不仅可以减少电力消耗,同时由于没有采用氟氯烃类物质,不会对大气臭氧层产生破坏,属于清洁能源,符合环保要求。
另外,采用太阳能制冷其热量的供给和冷量的需求在季节和数量上高度匹配,在夏季太阳辐射强、气温高,制冷量就越大。
因此,利用太阳能制冷技术对节约常规能源,保护自然环境都具有十分重要的意义。
太阳能固体吸附式制冷技术由于利用了太阳能而减少了对传统能源的使用,井通过使用天然友好的制冷剂从而避免了对环境的破坏。
太阳能固体吸附式制冷具有结构简单、初投资少、运行费用低、无运动部件、噪音小、寿命长且能适用于振动或旋转等场所的优点。
而且,太阳能在时间和地域上的分布特征与制冷空调的用能特征具有高度的匹配性,因此,利用太阳热能驱动的固体吸附式制冷技术的研究具有极大的潜力和优势[1]。
2. 太阳能固体吸附式制冷基本原理固体吸附式制冷是利用固体吸附剂(如沸石、活性炭、氯化钙)对制冷剂(如水、甲醇、氨)的吸附和解吸作用实现制冷循环的,这种吸附与解吸的过程引起压力的变化,相当于制冷压缩机的作用,吸附剂的再生可以在65~200℃下进行,这很适合于太阳能的利用。
吸附式制冷具有结构简单、运行费用低、无噪音、无环境污染、基本不含动力部件,能有效利用低品味热源等一系列有点[2]。
太阳辐射具有间歇性,因而太阳能吸附制冷系统都是以基本循环工作方式运行制冷的,Critoph把太阳能固体吸附式制冷循环描述成四个阶段,即定容加热过程、定压脱附过程、定容冷却过程、定压吸附过程[4]。
一、制冷技术1、吸收式制冷吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对,通过一种物质对另一种物质的吸收和释放,产生物质的状态变化,从而伴随吸热和放热过程。
吸收式制冷的原理:常用的工质对有氨水和水/溴化锂。
吸收制冷的基本原理一般分为以下五个步骤:(1)利用工作热源(如水蒸气、热水及燃气等)在发生器中加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液,并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。
(2)制冷剂蒸气进入冷凝器中,又被冷却介质冷凝成制冷剂液体,再经节流器降压到蒸发压力。
(3)制冷剂经节流进入蒸发器中,吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气。
(4)在发生器A中经发生过程剩余的溶液(高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂)经吸收剂节流器降到蒸发压力进入吸收器中,与从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气相混合,并吸收低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。
(5)吸收过程往往是一个放热过程,故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液。
在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后送入发生器中继续循环。
吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气,在另一条件下又能强烈地吸收低沸点组分蒸气这一特性完成制冷循环。
目前吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质,习惯上称低沸点组分为制冷剂,高沸点组分为吸收剂,二者组成工质对。
原理图:吸收式制冷的特点:吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂,对环境和大气臭氧层无害;以热能为驱动能源,除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外,还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能,在同一机组中还可以实现制冷和制热(采暖)的双重目的。
整套装置除了泵和阀件外,绝大部分是换热器,运转安静,振动小;同时,制冷机在真空状态下运行,结构简单,安全可靠,安装方便。
在当前能源紧缺,电力供应紧张,环境问题日益严峻的形势下,吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。
(1) 无原动力,直接使用热原理,因此机器坚固亦无震动,少噪音,能安装于任何地点,从地室一直到屋顶均可。
一、制冷技术1、吸收式制冷吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对,通过一种物质对另一种物质的吸收和释放,产生物质的状态变化,从而伴随吸热和放热过程。
吸收式制冷的原理:常用的工质对有氨水和水/溴化锂。
吸收制冷的基本原理一般分为以下五个步骤:(1)利用工作热源(如水蒸气、热水及燃气等)在发生器中加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液,并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。
(2)制冷剂蒸气进入冷凝器中,又被冷却介质冷凝成制冷剂液体,再经节流器降压到蒸发压力。
(3)制冷剂经节流进入蒸发器中,吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气。
(4)在发生器A中经发生过程剩余的溶液(高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂)经吸收剂节流器降到蒸发压力进入吸收器中,与从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气相混合,并吸收低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。
(5)吸收过程往往是一个放热过程,故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液。
在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后送入发生器中继续循环。
吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气,在另一条件下又能强烈地吸收低沸点组分蒸气这一特性完成制冷循环。
目前吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质,习惯上称低沸点组分为制冷剂,高沸点组分为吸收剂,二者组成工质对。
原理图:吸收式制冷的特点:吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂,对环境和大气臭氧层无害;以热能为驱动能源,除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外,还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能,在同一机组中还可以实现制冷和制热(采暖)的双重目的。
整套装置除了泵和阀件外,绝大部分是换热器,运转安静,振动小;同时,制冷机在真空状态下运行,结构简单,安全可靠,安装方便。
在当前能源紧缺,电力供应紧张,环境问题日益严峻的形势下,吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。
(1) 无原动力,直接使用热原理,因此机器坚固亦无震动,少噪音,能安装于任何地点,从地室一直到屋顶均可。
新型制冷技术新型制冷技术是指相对传统制冷技术而言的一种更加高效、环保的制冷方式。
随着科技的不断进步,新型制冷技术在各个领域得到了广泛应用,为人们的生活带来了极大的便利。
一、新型制冷技术的背景传统制冷技术使用的制冷剂通常是氟利昂等化学物质,这些物质对大气层臭氧层的破坏以及全球变暖有着重要的影响。
因此,更加环保的制冷技术成为了迫切需要解决的问题。
同时,随着能源消耗和能源浪费的问题日益突出,提高制冷效率也成为了新型制冷技术发展的重要目标。
1. 吸附式制冷技术:吸附式制冷技术是一种利用吸附剂和冷热源进行制冷的技术。
吸附剂可以吸附和释放制冷剂,从而实现制冷效果。
这种技术具有结构简单、无噪音、无污染等特点,适用于小型制冷设备。
2. 磁制冷技术:磁制冷技术利用磁场对磁性材料进行调控,通过改变磁场的强度和方向来实现制冷效果。
这种技术具有高效节能、无污染、可靠性高等优点,适用于大型制冷设备。
3. 微通道制冷技术:微通道制冷技术利用微通道内的流体对冷却物体进行制冷。
微通道制冷技术具有体积小、制冷速度快、能耗低等优点,适用于微型制冷设备。
4. 热电制冷技术:热电制冷技术是一种利用热电材料产生的温差效应进行制冷的技术。
热电制冷技术具有高效节能、无噪音、无污染等优点,适用于小型制冷设备。
三、新型制冷技术的应用领域1. 家用制冷设备:新型制冷技术在家用制冷设备中的应用越来越广泛。
例如,吸附式制冷技术可以用于制造小型冰箱和冷柜,磁制冷技术可以用于制造大型冰箱和冷库。
2. 车载制冷设备:新型制冷技术在汽车冷暖系统中的应用也逐渐增多。
微通道制冷技术可以用于汽车空调系统,热电制冷技术可以用于汽车冷藏箱。
3. 工业制冷设备:新型制冷技术在工业制冷设备中的应用也非常广泛。
例如,吸附式制冷技术可以用于制造工业冷却水机组,磁制冷技术可以用于制造工业冷冻设备。
四、新型制冷技术的优势和挑战新型制冷技术相比传统制冷技术具有许多优势,例如更高的制冷效率、更低的能耗、更环保的制冷剂等。
一、吸附式制冷工作原理吸附式制冷是通过吸附剂在较低的温度下(一般为当地气温)吸附制冷剂,在较高的温度下脱附制冷剂,通过吸附脱附循环来实现。
通常是固体对气体的吸附,它的主要装置由吸附器、冷凝器、蒸发器、节流阀等组成,见图1。
吸附式制冷的工质对大致可分为沸石分子筛系、硅胶系、活性炭系等。
沸石分子筛系由于它的脱附温度较高,通常在280℃~300℃,所以,一般用于高温余热回收。
例如:回收汽车高温排气余热,用于汽车空调。
硅胶系的脱附温度较低,一般从50℃左右开始脱附至120℃,可以完全脱水,但不耐高温(不超过120℃)。
因此,硅胶系很适合以低品位热源为动力的吸附式制冷。
例如:回收发动机系统70℃"-'80℃冷却废热,制取空调用水。
活性炭系能够吸附水、甲醇、乙醇等许多制冷剂蒸汽,活性炭——水在0℃以下很难使用,且会结冰;活性炭——甲醇有剧毒,能导致失明。
因次,从安全和实用角度考虑,活性炭——乙醇比较适宜在低品位热能种的应用。
三、传统汽车空调的缺点(1)汽车空调系统降低了发动机动力性能,增加整车负载。
汽车空调系统绝大部分采用压缩式制冷循环,如图l所示,并分为直连式和独立式两大类。
采用直连式驱动时,压缩机动力来自汽车发动机,因此空调系统工作时必然降低发动机动力性能。
由于压缩机转速随车速变化,汽车制动时会停止制冷。
对于独立式汽车空调,增设专用发动机不仅减少汽车空间,而且增加整车负载,增大燃油消耗。
(2)汽车空调系统制冷剂污染环境。
目前,汽车空调系统制冷剂主要采用R134a。
1996年以前的汽车空调制冷剂多用R12,该制冷剂对臭氧层破坏严重,我国已于2010年全面完成了CFc类工质的替代。
R134作为R12的替代产物,虽然不破坏臭氧层但其全球变暖潜值为1300。
到2017年,欧盟将禁止新生产的汽车空调使用G形P值大于150的制冷剂。
因此,研究开发利用汽车余热和可再生能源驱动的汽车空调系统,是汽车空调技术发展与进步的必然要求。
太阳能吸附式制冷工作流程
太阳能吸附式制冷是一种利用太阳能驱动的制冷技术,它通过吸附剂对吸附剂和蒸发剂之间的吸附和脱附过程进行控制,实现制冷效果。
其工作流程主要包括以下几个步骤:
1. 吸附剂与蒸发剂的吸附:在低温下,吸附剂会吸附蒸发剂,形成吸附剂-蒸发剂复合物。
2. 加热吸附剂:通过太阳能或其他热源,将吸附剂加热至高温,使其释放吸附的蒸发剂。
3. 冷却吸附剂:将吸附剂冷却至低温,使其重新吸附蒸发剂。
4. 蒸发剂的蒸发:将吸附剂-蒸发剂复合物加热,使蒸发剂蒸发,从而吸收热量。
5. 冷凝蒸发剂:将蒸发剂冷却至低温,使其凝结成液体,释放出吸收的热量。
6. 冷却制冷介质:将冷凝后的蒸发剂通过传热器冷却制冷介质,实现制冷效果。
太阳能吸附式制冷具有环保、节能、可再生等优点,适用于一些无电
或电力供应不稳定的地区。
但是,其制冷效率较低,需要较大的面积
来收集太阳能,且制冷介质的选择和制备也是一个难点。
因此,未来
需要进一步研究和改进太阳能吸附式制冷技术,提高其效率和稳定性,以满足实际应用需求。
吸附式制冷
一、吸附式制冷工作原理
吸附式制冷是通过吸附剂在较低的温度下(一般为当地气温)吸附制冷剂,在较高的温度下脱附制冷剂,通过吸附脱附循环来实现。
通常是固体对气体的吸附,它的主要装置由吸附器、冷凝器、蒸发器、节流阀等组成,见图1。
吸附式制冷的工质对大致可分为沸石分子筛系、硅胶系、活性炭系等。
沸石分子筛系由于它的脱附温度较高,通常在280?,300?,所以,一般用于高温余热回收。
例如:回收汽车高温排气余热,用于汽车空调。
硅胶系的脱附温度较低,一般从50?左右开始脱附至120?,可以完全脱水,但不耐高温(不超过120?)。
因此,硅胶系很适合以低品位热源为动力的吸附式制冷。
例如:回收发动机系统70?"-'80?冷却废热,制取空调用水。
活性炭系能够吸附水、甲醇、乙醇等许多制冷剂蒸汽,活性炭——水在0?以下很难使用,且会结冰;活性炭——甲醇有剧毒,能导致失明。
因次,从安全和实用角度考虑,活性炭——乙醇比较适宜在低品位热能种的应用。
三、传统汽车空调的缺点
(1)汽车空调系统降低了发动机动力性能,增加整车负载。
汽车空调系统绝大部分采用压缩式制冷循环,如图l所示,并分为直连式和独立式两大类。
采用直连式驱动时,压缩机动力来自汽车发动机,因此空调系统工作时必然降低发动机动力性能。
由于压缩机转速随车速变化,汽车制动时会停止制冷。
对于独立式汽车空调,增设专用发动机不仅减少汽车空间,而且增加整车负载,增大燃油消耗。
(2)汽车空调系统制冷剂污染环境。
目前,汽车空调系统制冷剂主要采用
R134a。
1996年以前的汽车空调制冷剂多用R12,该制冷剂对臭氧层破坏严重,我国已于2010年全面完成了CFc类工质的替代。
R134作为R12的替代产物,虽然不破坏臭氧层但其全球变暖潜值为1300。
到2017年,欧盟将禁止新生产的汽车空调使用G形P值大于150的制冷剂。
因此,研究开发利用汽车余热和可再生能源驱动的汽车空调系统,是汽车空调技术发展与进步的必然要求。