固体吸附式制冷在船舶上应用的可行性及前景

我国船用空调技术现状和发展趋势船用空调技术在我国的现状是相对成熟的，经历了多年的研发与改进。

随着船舶工业的快速发展，船用空调技术也在不断创新，逐渐朝着智能化、节能环保和舒适化方向发展。

船用空调技术的主要现状包括以下几个方面：一、制冷技术的应用：船用空调主要采用制冷循环系统进行制冷，其中最主要的制冷技术是压缩机制冷技术。

目前，船用空调系统主要采用螺杆式、活塞式或离心式压缩机。

这些技术在船用空调系统中的应用使得船舶在恶劣海况下依然可以提供稳定的温度和湿度环境。

二、节能环保技术的应用：船用空调技术在节能环保方面也有所发展。

船舶在航行过程中需要耗费大量的能源，船用空调系统也需要大量的能量来实现制冷。

船用空调技术的节能环保已经成为发展的趋势。

近年来，一些新型的船用空调系统采用了节能技术，如采用智能控制系统来减少能耗，使用高效节能的制冷设备来提高性能，以及采用废热回收技术来降低能源消耗。

三、舒适化技术的应用：在船用空调技术发展的过程中，舒适化也是一个重要的发展方向。

船舶上的人员需要长时间待在船舱内，船用空调系统的舒适性对于保障船员的健康和工作效率有着重要的影响。

船用空调系统的舒适化已成为船用空调技术的发展重点。

目前，一些新型的船用空调系统已经引入了人性化设计和高级控制技术，使得船舶内的温度、湿度和空气流通等各项指标都能够实现精确的调控，提供更加舒适的舱内环境。

一、智能化发展：随着航运业的快速发展和船舶规模的逐渐增大，船用空调系统需要更加智能化的控制和管理。

未来的船用空调系统将采用更加智能的控制方式，如自动调节功能、智能感知和预测等，使得系统能够自动判断和调控温度和湿度，降低人工操作的需求，并提高系统的运行效率和舒适性。

二、绿色环保发展：节能环保是船用空调技术发展的重要方向。

未来的船用空调技术将采用更加节能和环保的制冷循环系统，如换热器和传热器的应用、采用新型制冷工质和新能源等。

船用空调设备的制造也将更加注重环保技术和材料的应用，减少尾气排放和噪音污染。

船用空调技术现状和发展探索随着航运业的发展和人们对舒适航行环境的需求日益增长，船用空调技术作为提供船舶内部空气质量和温度控制的关键系统变得越来越重要。

本文将对船用空调技术的现状进行分析，并探索其未来的发展趋势。

一、现状分析船用空调技术的现状可以从以下几个方面进行分析。

1. 技术应用当前，船用空调技术主要应用于客船、货轮和海洋石油平台等大型船舶。

随着船舶建造和改造的不断增加，船用空调技术的市场需求也在不断扩大。

2. 技术特点船用空调技术在满足船舶船员和乘客需求的同时，也需要考虑船舶特殊的工作环境和条件。

因此，船用空调系统需要具备耐海水腐蚀、防震抗颠簸、适应高湿度等特点。

3. 环保节能随着全球环保意识的增强，船用空调技术也朝着环保节能的方向发展。

例如，采用新型制冷剂、高效换热器和智能控制系统等技术，可以降低能源消耗和对环境的影响。

二、未来趋势在船用空调技术的发展过程中，一些趋势正逐渐显现。

1. 智能化发展随着物联网和人工智能技术的快速发展，船用空调系统也开始朝着智能化方向发展。

智能船用空调系统可以通过传感器和数据分析，实现智能控制、故障诊断和节能优化，提供更好的用户体验和航行效益。

2. 新型制冷技术传统的制冷技术在船用空调领域存在一些问题，如能耗较高和对环境的影响。

因此，研发新型制冷技术成为船用空调技术的发展方向之一。

例如，磁制冷技术、吸附制冷技术和太阳能驱动制冷技术在船用空调系统中的应用将会越来越广泛。

3. 集成系统随着船舶的智能化和自动化程度不断提高，船用空调系统也需要与其他系统进行集成，实现更高的整体性能。

例如，通过与船用电力系统和船舶自动控制系统的集成，可以实现能源的共享和优化利用，提高整体航行效率。

4. 环保节能未来，环保节能将成为船用空调技术发展的主题。

船用空调系统需要更加注重节能技术的应用和环境友好制冷剂的选择，以减少对环境的负面影响。

同时，也需要加强对船用空调系统能耗的监督和管理，进一步推动节能减排。

车辆工程技术120机械电子 我国船舶行业近些年来飞速发展，使得船舶对于内部多项技术的要求标准不断提高，而船舶制冷技术作为其中的重要一环，同样发挥着重要的作用。

对于万吨以上远洋船舶，空调制冷的能源消耗量约占船舶电网容量的20%以上，因此制冷技术对于船舶的正常行驶和系统的有效运行有着极为重要的作用和价值。

船舶制冷技术是陆用制冷技术的扩展和延伸，目前我国在陆上广泛应用的多种制冷技术无论是生活需求方向上的制冷技术还是工艺要求方向上的制冷技术，都已经在船舶上得到了应用。

对于船舶而言，其制冷技术的质量水平在很大程度上影响着船舶的正常工作和船上人员生活的舒适程度，甚至在一定程度意义上起到决定性的作用。

因此，文章对船舶制冷技术应用现状和节能策略进行分析研究，有着现实的价值和意义。

1　船舶制冷技术概述 对船舶制冷技术的应用现状与节能策略进行分析，需要对船舶制冷技术的进行一个分析探析，文章本部分将对船舶制冷技术进行概述。

当前我国在各类船舶上已经应用的制冷方式主要有机械驱动以及热驱动相变制冷循环两个主要的类别。

机械驱动主要运用蒸汽压缩式，而热驱动主要运用吸收式和喷射式。

蒸汽压缩式制冷循环是利用某些部分工质相变产生潜热的特性，采用机械驱动，通过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程的周而复始的闭式循环而达到制冷的目的和作用，在实际的制冷过程中，蒸发段会吸收外界热量，冷凝段会放出热量。

一般而言，在船舶上应用的蒸汽压缩式制冷机组，可以根据其采用压缩机类型的不同来区别分为容积型与速度型两种。

容积型是通过减少空间容积的方法方式压缩蒸汽，使蒸汽内部获得能量，活塞式压缩机、螺杆式压缩机等都是典型的容积型压缩机。

吸收式制冷循环是采用热能驱动二元溶液的方法，通过发生、冷凝、蒸发、吸收四个环节阶段过程的循环往复的闭式循环而达到制冷的目的和作用，蒸发阶段吸收外界热量，冷凝阶段与吸收阶段放出热量，目前在船舶上应用的有溴化锂吸收式制冷机。

喷射式制冷循环则是利用中压与低压水蒸气本身内部的能量，通过喷嘴的高速流动引射蒸发器内蒸汽，使蒸发器内部处于高度真空状态，保持冷剂水蒸发吸热。

对船舶余热吸收式制冷空调的研究张良 陈兵【摘 要】船舶余热吸收式制冷较传统蒸汽压缩式制冷有着诸多优势，主要体现在成本、能源利用效率以及碳排放等方面。

本文将简单分析船舶余热吸收式制冷空调的可行性，研究其在实际应用时面临的问题，并就相应空调系统的构建展开探讨。

【关键词】船舶；余热吸收式制冷空调；设计作者简介：陈兵，本科，江苏兆胜空调有限公司，工程师，副所长；张良，本科，江苏兆胜空调有限公司，工程师，副所长。

空调通风系统是船舶系统的重要组成部分，直接关系着船上人员居住环境舒适度以及传播性疾病的防控等。

而在现代海上运输事业飞速发展的大背景下，船舶数量不断增大，船舶运输量也显著扩增，使得海洋污染问题越来越严峻，因此必须对传统的污染较为严重的船舶空调通风系统进行优化和完善。

其中余热吸收式制冷空调是具有高度可行性、能源利用效率高、环境污染小的全新空调技术，其对船舶空调通风系统的优化升级有着重要意义。

一、船舶余热吸收式制冷空调可行性研究船舶余热吸收式制冷空调是将氨水溶液作为工质，其中氨作为制冷剂，水用作吸收剂。

其原理在于液体气化吸热，由通过吸收器－发生器组的作用完成制冷循环的制冷机完成制冷。

以氨水溶液作为工质，其中低沸点组也就是氨作为制冷剂，利用其蒸发进行制冷；而高沸点组也就是水被用作吸收剂，利用其对制冷剂蒸汽进行吸收，实现工作循环。

一般船舶氨水吸收式制冷机的发生器上部装有精馏塔和分凝器，用于提升氨蒸气纯度。

虽然氨水吸收式制冷机设备较为笨重，但是现代船舶的大型化发展较为普遍，船舱中已经有了条件布置复杂的制冷机设备。

船舶上余热丰富，主要表现为柴油机排气以及缸套冷却水两种形式，这些余热可以被特制的制冷机吸收并通过固体吸附的方式实现制冷。

在制冷原理得以有效实践的基础上，还必须确保余热量足够，能够满足船舶制冷需求。

由于船舶主机通常是使用超大功率柴油机，其排烟温度能够达到300℃以上，甚至可以达到450℃，同时其冷却水温度也可达到80℃左右。

固体吸附式制冷在船舶上应用的可行性及前景上海海运学院商船学院甘伟（200135）摘要：固体吸附式制冷技术是充分利用低品位能源的一种有效手段，本文介绍固体吸附式制冷技术的基本原理和工质的选择及针对船舶废气余热的特点探讨该技术在船舶上应用的可行性及发展前景。

关键词：固体吸附式制冷、工质对、船舶、CFCs替代、应用前景。

０前言：随着世界能源消费量的急剧上升及地球环境的日益恶化，使得人们对节约能源和全球环境保护的重要性逐步有了充分的认识，同时也迫使人们对能源的有效利用和减少环境破坏的新技术有了更深入的研究。

固体吸附式制冷技术作为一种有效利用低品位能源和对环境无破坏的制冷技术受到更多的关注。

目前，国际上由于1985年《维也纳保护臭氧层公约》、1987年《蒙特利尔议定书》、以及1992年的“哥本哈根修订案”等国际性公约、法规的限制，使得氯氟烃（CFCs）和氢氯氟烃（HCFCs）的替代问题日趋紧迫，特别是1990年6月伦敦会议上与会国对《蒙特利尔议定书》的修正，该修正案规定：从1993年1月1日起，对第一类控制物(CFCs)的年生产量和消费量将逐步递减，发达国家在2000年初将全部停止消费；发展中国家的控制进程可以推迟10年。

对于航行于各国间的国际船舶也将逐步受到IMO“73/78防污公约”1997年议定（即“73/78”防污公约-附则Ⅵ，该附则规定所有船舶都应禁止使用含有消耗臭氧层物质的新设备）的约束，更为严肃的是根据《蒙特利尔议定书》的修正案,发达国家将于2000年停止使用CFCs，要先于发展中国家，因此要航行到发达国家的中国船舶必须执行发达国家的公约标准。

此外，过去普遍认为对臭氧层破坏较小的R22、R134a等替代物质由于其GWP较大，温室效应明显而前途暗淡。

正由于以上综合因素，当前广泛应用于船舶上的氯氟烃类物质的替代问题将更加严峻。

固体吸附式制冷因其对环境无破坏、节约能源、无运动部件的优点而成为解决船舶CFCs替代问题的一种较好方法。

第32卷　第3期大连海事大学学报V ol.32　N o.3 2006年8月Journal of Dalian Maritime U niversity Aug　2006文章编号:100627736(2006)0320011204船用吸附式空调制冷系统可行性设计Ξ王雪章,杨昆鸟鹏,杨　建,王　海,潘新祥(大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连　116026)摘要:分析吸附式制冷应用于船舶空调中的可行性,对其在商船上的应用进行实用性结构设计,对系统的组成进行优化,使之更接近理想循环.对船舶在航行和在港两种情况的热量来源进行控制,并实现了吸附与脱附过程的自动切换,为船舶在运行中实现自动控制提供基础,也为推动吸附式制冷系统在实船上的使用提供新途径.关键词:船舶;空调制冷系统;吸附式制冷;制冷系数;理想循环中图分类号:U664.86 文献标识码:A0　引　言吸附式制冷技术的应用始于20世纪初,在Faraday发现氯化银吸附氨产生制冷现象以后[1],才有了关于这方面的使用记载,当时采用氯化钙2氨和活性炭2甲醇工质对的制冷技术被成功研制出来.然而,随后出现的蒸气压缩式制冷,从效率和功率上都较吸附式制冷占有明显优势,因而吸附式制冷未受到足够重视.自从压缩式制冷常用冷剂氯氟烃类物质(即CFCs)对大气臭氧层的破坏以及产生温室效应被揭示后,国际上已经开始采取从限制到完全禁止使用CFCs类物质的措施.人们又重新对更为环保、更为节能的吸附式制冷产生浓厚兴趣.吸附式制冷的特点是能很好地利用低品质热能,吸附式制冷的驱动热源为50℃以上工业废热和太阳能等低品位热能[1-2],同时吸附制冷所采用的制冷剂都是天然制冷剂,如水、氨、甲醇以及氢等,其臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(G WP)均为零.船舶柴油机的热效率一般只有30%～40%,而约占燃料发热量1Π2的能量被柴油机的冷却水及排气等带走.其中柴油机冷却水温度为60～85℃,所带走的热量约占燃料总发热量的25%;而柴油机排气余热的特点是温度高,所带走的热量约占燃料总发热量的35%[3].因而,从能量利用角度而言,吸附式制冷在船用空调方面具有很好的应用前景.1　船用吸附式空调的系统设计1.1　工质对的选择吸附制冷工质对性能的好坏直接影响制冷性能和制冷系数的提高,崔群[4]等人对吸附剂和吸附质提出了一些要求.目前完全符合文献[4]要求的工质对还没有被发现,比较成熟的工质对有:沸石分子筛2水、氯化钙2氨(甲醇)、活性碳2甲醇.(1)沸石分子筛2水对沸石间歇地进行加热和冷却,使沸石产生脱附和吸附作用,就能达到制冷目的.实验研究表明[4]:在通常工况下,吸附床适宜的加热解吸温度为150℃.在150℃以上,继续提高解吸温度,尽管系统的C OP不再增加,但可减少沸石充装量,从而减小吸附床尺寸.Ξ收稿日期:20052122071作者简介:王雪章(1980-),男,河北邯郸人,研究生;E2mail:wxz408@.潘新祥(1964-),男,浙江金华人,教授.(2)氯化钙2氨(甲醇)具有实用化开发前景,国内部分研究人员以CaCl22NH3为工质对,利用柴油机尾气余热对吸附式制冷机进行研究.国外已有CaCl22NH3太阳能吸附式制冷样机.然而,氯化钙经多次吸附、再生循环后,吸附性能会有所下降.(3)活性碳2甲醇由于其吸附量大,吸附量对温度变化敏感,故得到广泛认可.其解吸温度为95～98℃[5],船舶上的能量可以满足其要求.近年来,王如竹[5-6]等用活性炭纤维作为吸附剂,甲醇为制冷剂,进行了吸附制冷系统性能研究,取得了显著效果:既可缩短循环时间,又减小了设备尺寸,可望替代活性炭2甲醇,是一种有开发潜力的吸附工质对.不过活性炭纤维的价格比活性炭高得多.因此,活性炭纤维2甲醇工质对在实用化方面还需进一步探讨.1.2　连续吸附式制冷系统目前吸附式制冷技术还不像压缩机制冷那么成熟,主要表现在三个方面[7]:循环周期长;制冷量相对较小;制冷系数不高.因此,吸附式制冷装置必须从以下两个方面进行改进:变间歇制冷为连续制冷;提高制冷量和制冷系数.由于船舶航行期间,柴油机废气余热源源不断,其能量富裕量很大,对制冷系数方面的要求不是特别关切,在将吸附式制冷作为船舶空调使用时,更多考虑的是如何实现系统的连续工作,以保持船员舱室空调的连续供给.根据王如竹等[8]连续回热型吸附式空调系统流程.该系统采用两个吸附床、一个蒸发器、一个冷凝器及一个节流阀.当一个吸附床与冷凝器相通,正在加热解吸时,另一个吸附床与蒸发器相通,正在冷却吸附.当解吸吸附过程完成后,通过加热、冷却介质流动管道上的阀门切换,使两个吸附床互换工作状态,这样就实现了连续制冷.该系统流程图从理论上解决了吸附式制冷连续工作的问题,然而,在实际使用时,仍需进行改进,尤其是吸附式制冷用于船舶空调时,因船舶有着特殊的工作环境,更有必要进行改进.主要包括:(1)系统中手动阀较多,无法实现两个吸附床工作状态的自动切换;(2)实际循环与理想循环的Clapeyron图的偏离大[9],需热量增大;(3)要想实现状态的自动切换,必须要有感受状态的感应元件或基于时间控制的自动元件;(4)流量较大时,不能采用普通电磁阀进行控制,而必须利用船上的控制空气,利用气动换向阀实现对大流量介质的控制;(5)要充分利用船舶现有的条件,实现吸附式空调在船上的使用,对脱附床的加热介质可采用船舶主机冷却水(65～90℃),如温度不够,可适当通过废气加热至95～98℃.吸附床的冷却可直接利用海水或低温淡水系统.1.3　船用连续吸附式空调实施方案根据实船条件和实现吸附式空调连续运转的要求,从上述提及的几个方面对理论连续吸附式空调系统加以改进.(1)两个吸附床解吸过程和吸附过程的自动转换,并且使实际循环更接近理想循环.要想实现吸附式制冷的连续工作,必须采用至少两个吸附床,以便实现交替地进行脱附和吸附过程.为了实现交替过程,应当设立感应元件用以感受处于脱附阶段的吸附床已基本完成脱附过程,然后,将两个吸附床的工作状态置换.转换的依据可以采用压力继电器感受脱附床出口压力的变化,当这一压力开始呈现下降时,表明脱附过程基本结束,或者采用时间继电器,根据一定温度范围和吸附床的容量,决定完全脱附需要的时间,直接运用设定时间继电器的方法实现两个吸附床的转换.压力继电器或时间继电器感受的电信号传给电磁换向阀,继而实现制冷剂流动线路的变化.由于采用三位四通换向阀,取代了多个截止阀的功能,同时,能方便地实现自动转换.图1表示冷剂在系统中的优化运行.图中的三位四通阀可以保证当处于解吸状态的吸附床的压力达到冷凝器的冷凝压力时两者才相通.背压阀的作用是当处于吸附状态的吸附床的压力达到蒸发压力时蒸发器才和处于吸附状态的吸附床相通,以上的设计使系统在实际运行中更接近理论循环,以提高制冷系数[6].图1　两个吸附床交替工作时冷剂系统的转换(2)对于流量较大的加热水和冷却水的转换应当采用气动控制阀来实现,如图2所示.供吸附21 大连海事大学学报 第32卷　床加热用的介质可选用船舶主机冷却水,冷却主机后的水的温度最高可达90℃,这部分水的流量较大,作为普通电磁阀受通流面积所限,只能采用气动阀控制;同样,冷却吸附床的冷却水流量也很大,应当采用气动阀.根据功能而定,选择三位四通气动换向阀,就可以实现两个吸附床交替地进行解吸与吸附过程.图2　两个吸附床交替工作时加热与冷却介质的转换(3)现代化柴油机(如B&W 系列、M AN 系列等)的主机缸套冷却水的出口温度一般都提高至90℃左右,高水温可以满足对吸附床解吸的条件,若想进一步提高用以加热的水温,可使主机出口缸套水再经过废气锅炉的适当加热,然后,采用温度调节器对进入吸附床加热的水温进行调节,确保提供温度符合要求的加热介质.图3显示的是船舶在航行期间的加热水流量可方向地控制.但船舶也有相当一部分时间是在港装卸货物,为使系统的应用更具广泛性,针对船舶在港期间的加热水的来源也需要进行处理,其处理过程如图4所示.图3　航行期间热量回收示意图图4　在港期间加热水热量来源示意图由于船舶在航行期间其废热所产生的能量是源源不断的,此时没有必要考虑制冷系数的大小,但是当船舶在装卸货物的时候,此时的主机是停转的,因此,要考虑连续回热型循环,以提高制冷系数.(4)经改造后的船用空调吸附式制冷系统如图5所示.图5　空调系统的改进工况的选择:阀5三个两位两通气动阀用来控制是否采用连续回热型循环的选择阀,当不需要采用连续回热型循环时,阀5是不通的.当需要采用连续回热型循环时,阀5是开启的,受主机启动按扭控制.当船舶在港或锚地停泊采用连续回热型循环时,图5中阀5三个阀在控制空气作用下保持通位,如果在冷剂出口冷剂达到某一温度(此温度是由实验得出的),则阀8在控制空气作用下下位通,加热水通过阀8去做他用,同时阀1、2、3、4在控制空气作用下动作,阀1、2、3、4、8的相应动作完成了连续回热型循环.图5中蒸汽加热器只在连续回热循环中才使用,其作用是使加热水进一步升温,通过调节蒸汽阀的开度来调节进入处于解吸状态吸附床加热水的温度.2　船用空调特点(1)船舶在航行中,接触的是海水这一天然冷却媒介,而且其源源不断,所以船用空调的冷却问题不难解决.在现阶段大部分的船用空调的冷却水用的都是海水来间接冷却.因此腐蚀问题也一直是人们关注的焦点.(2)世界各大洋间的温度变化比较大,船舶在航运途中,其在不同的航区面临不同工况,其工作参数需要不断调整.相比较而言,船用空调在管理上比较复杂.(3)将吸附式空调系统用于船用空调,一方面能利用缸套水及主机排气余热直接或间接对吸附器进行加温实现解吸,很好地利用了缸套的冷却31第3期 王雪章,等:船用吸附式空调制冷系统可行性设计 热,并同时还可以回收柴油机排气的废热,实现了节能.3　实用化存在的问题(1)低温腐蚀由于船舶运行所需要的燃油当中或多或少地存在一些硫成分,燃油燃烧的产物中就会有二氧化硫和三氧化硫的存在,当船舶废气在达到二氧化硫与水蒸气和三氧化硫与水蒸气各自的露点温度时,其形成的亚硫酸和硫酸就会对金属壁面造成腐蚀作用.(2)部分负荷系统加热Π冷却水的控制是靠时间继电器来间接控制的.船舶在航行过程中,其速度是不断变化的,也就是说其功率输出是不固定的,其排气的温度也是不一样的,进而可知其制冷装置的循环周期也不是一成不变的.这样就出现了在不同航速下,需要不断地调节循环周期的时间,以提高制冷装置的制冷量.从而对制冷装置的使用造成了一定的局限性.为解决此问题,可以通过锅炉来补充能量的不足.(3)船上空间局限性船舶的设计是非常紧凑的,尤其机舱的空间利用率更高,吸附床的尺寸以及热传导性的优劣直接受机舱空间的影响.参　考　文　献:[1]王如竹,王丽伟.低品位热能驱动的绿色制冷技术:吸附式制冷[J ].科学通报,2005,50(2):1012111.[2]侯　轶,朱冬生.吸附式制冷技术在空调应用中的研究进展[J ].制冷,2002,21(3):18222.[3]孙永明.固体吸附式制冷在船舶上的应用研究[J ].上海海运学报,2000,21(2):52255.[4]崔　群,陶　刚,姚虎卿.固体吸附式制冷吸附剂的研究进展[J ].南京化工大学学报;1999,21(6):1022107.[5]李敏华,巫江虹.太阳能吸附式制冷关键技术的研究[J ].能源与研究,2004(2):36239.[6]王如竹,贾金平,滕　毅,等.一种有潜力的吸附式制冷工质对—活性碳2纤维[J ].太阳能学报,1997,18(2):2222227.[7]滕　毅,王如竹.连续回热活性炭—甲醇吸附式制冷循环研究[J ].低温工程,1995(3):48252.[8]王如竹,许煜雄,吴静怡.连续回热型吸附制冷机的改进与运行试验[J ].工程热物理学报,1998,19(3):2752278.[9]吴静怡,滕　毅,王如竹,等.回热型吸附式制冷系统的最优化运行研究[J ].上海交通大学学报,1997,31(2):71275.Practical design of adsorption refrigeration on ship air conditioningWANG Xue 2zhang ,Y ANG K un 2peng ,Y ANGJian ,WANG Hai ,PAN X in 2xiang(Marine Eng .College ,Dalian Maritime Univ.,Dalian 116026,China )Abstract :This paper analyzed the practical application of ads orption refrigeration in the ship.The practical princi 2ple of the ads orption refrigeration system was described and optimized ,which made the cycle close to the ideal cy 2cle.C ontrolling the caloric s ource and the w orking plan made it possible to switch the processes of abs orption and des orption automatically which provided a base for automatically controlling.The paper has provided a new way for ads orption refrigeration application on board ship.K ey w ords :ship ;air 2condition refrigetation system ;ads orption refrigeration ;coefficient of performance ;pure cycle41 大连海事大学学报 第32卷　。

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。

太阳能固体吸附式制冷空调原理及前景一.前言随着人们生活水平的大幅提高，空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器，另一方面，大范围地使用传统制冷方式已经给环境造成了极大的破坏。

首先是臭氧层空洞问题。

传统制冷机广泛采用氯氟烃类制冷剂简称CFC，HCFC，它们会催化分解臭氧，削弱对紫外线的阻挡，威胁人类健康；其次，每年常规高能耗的制冷需求占用国家电力消耗的比例迅速增加，引起电力紧张，各地兴建各类发电站，火力占主要，大量烧煤增排CO2增强温室效应，引起全球升温；再次，能源短缺已然成为世界性的问题，普通空调器的普及显然是不利与于能源节约的，近几年来夏季我国各地特别是沿海停电现象严重，拉电限电十分普遍。

基于以上的问题，人们已经逐渐认识到可持续发展的重要性，同时也积极开发对能源有效利用和保护环境的新技术。

太阳能固体吸附式制冷技术作为一种以太阳能为能源并且对环境无破坏作用的新型技术备受关注。

国外于二十世纪六七十年代就开始了对吸附式循环的研究。

国内的研究开始于八十年代初，严爱珍等人曾在1982年对吸附式制冷作过研究，使用的工质是沸石分子筛-水和沸石分子筛-乙醇。

1992年巴黎国际吸附式制冷会议带动了该技术的研究，在接下来的国际会议上均有上百篇论文发表，该项技术得到不断发展。

二. 工作原理固体吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。

1.脱附.左图是脱附过程的简单模型图。

吸附床内充满了吸附剂，吸附有制冷剂，冷凝器与冷却系统相连，一般冷却介质为水。

工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，进入右边管道，系统压力增加，C1导通，C2关闭。

当压力与冷凝器中对应温度下的饱和压力相等时，制冷剂开始液化冷凝，最终制冷剂凝结在蒸发器中，脱附过程结束。

在这个过程中，太阳能集热器供能Q1，冷凝器放热Q4由冷却水排除到系统之外。

2.吸附.右图是吸附过程的简单模型图。

冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，左边管道内压力降低，C2导通，C1关闭，蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果，制冷剂达到吸附床，吸附过程结束。

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。