第六章固体吸附式制冷要点

吸附式制冷的制冷原理吸附制冷系统是以热能为动力的能量转换系统。

其道理是：一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。

吸附能力随吸附温度的不同而不同。

周期性地冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解析。

解析时，释放出制冷剂气体，并使之凝为液体；吸附时，制冷级液体蒸发，产生制冷作用。

所以，吸附制冷的工作介质是吸附剂-制冷剂工质对，工质对有多种，按吸附的机理说，有物理吸附与化学吸附之别。

以常见的沸石-水吸附对为例。

沸石是一种铝硅酸盐矿物，它能够吸附水蒸气，且吸附能力的变化对温度特别敏感。

因而它们是较理想的吸附制冷工质对之一。

图1示出一个利用太阳能驱动的沸石-水吸附制冷系统原理。

它包括吸附床、冷凝器和蒸发器，用管道连接成一个封闭的系统。

吸附床是充装了吸附剂（沸石）的金属盒；制冷剂液体（水）贮集在蒸发器中。

白天，吸附床受到日照加热，沸石温度升高，产生解吸作用。

从沸石中脱附出水蒸气，系统内的水蒸气压力上升，达到与环境温度对应的饱和压力时，水蒸气在冷凝器中凝结，同时放出潜热，凝水贮存在蒸发器中。

夜间，吸附床冷下来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸气的能力逐步提高，造成系统内气体压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸发出来，用以补充沸石对水蒸气的吸附。

蒸发过程吸热，达到制冷的目的。

如果采用其它热源，只要保证能够交替地加热和冷却吸附床，使沸石周期性地解析和吸附，同样能达到制冷的目的。

由上可知，吸附制冷属于液体汽化制冷。

与蒸气压缩式制冷机相类比，吸附床起到压缩机的作用。

但上述吸附系统只能间歇制冷。

吸附器处于吸附过程中产生冷效应，吸附结束后必须有一个解析过程使吸附剂状态还原，这时将停止制冷。

为了连续制冷，可以采用两个吸附器。

美国学者乔纳斯（Jones）还提出用三个或四个吸附器进行系统循环，不仅实现连续制冷，还可以利用一个吸附床的排热去加热另一个吸附床，从而使热能充分利用。

现在对吸附制冷的研究正在不断深入和发展。

为了使吸附制冷成为一种使用话的制冷方式，人们在吸附工质对及其吸附机理、改善吸附床传热传质、以及吸附制冷的系统结构方面进行不懈的努力。

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。

32NH -SrCl 固体吸附式制冷系统分析K. NagaMalleswara Rao, M. Ram Gopal and Souvik Bhattacharyya印度理工学院机械工程部印度克勒格布尔 721302摘要基于固体吸附剂反应器（吸收器/发生器）的传热传质对SrCl2-NH3为工质的固体吸附制冷系统性能进行了分析。

瞬态的传热传质模型考虑了反应器壁和床层之间的反应器壁的质量和接触电导的影响。

对同一反应器内的理论结果及试验结果进行比较。

根据两个吸附器/发生器，冷凝器，膨胀阀和蒸发器的整个系统，分析了使用反应器的传热传质模型。

结果是在性能系数（COP ）和特定的冷却功率系数（SCP ）的条件获得的。

结果表明优化床层和运行参数，以便获得高的性能系数COP 和冷却功率系数SCP 。

显著影响系统的性能的有床层的厚度、冷源温度和宏观反应进程。

关键词 ： 固体吸附式制冷； SrCl 2–NH 3；传热传质；系统性能1引言固体吸附式制冷系统对环境是友好的，它们运行在低品位能源如废热或太阳能中。

基于制冷剂-吸附剂，对固体吸附式系统可以分为水-沸石系统、水-硅胶系统,甲醇-活性炭系统,氨-氯系统等。

与其他工作流体对相比，氨氯化物盐具有一定优势，比如由快速反应动力学导致的密实度、高放热反应、高工作温度范围、不结晶和各种各样的吸附剂都可用。

然而,类似于其他固体吸附式系统,运行氨氯化物吸附系统在本质上是循环的,提供最准确连续输出的。

由于操作的循环性质，盐(吸附剂)床交替的发生制冷和加热会导致发生额外的能量损失。

对于一个给定的冷却/加热输出系统，能量损失的大小取决于吸附剂的使用量。

在给定输出的情况下，为了减少所需盐的数量，吸附剂床层的传热传质特性必须大幅提高。

在正常的形式，具有吸附床层的有效导热系数非常低，过去一直努力提高这个值。

然而，提高有效导热系数一般涉及添加高导热惰性材料(如膨胀石墨)添加材料不参与氨的吸附，重要的是要对有效导热系数的优化。

太阳能固体吸附式制冷系统概述太阳能固体吸附式制冷机以其节能、环保等优点受到人们的重视。

本文介绍了这种制冷循环的原理和过程，并结合目前国内研究的较多的课题，就吸附集热器及其研究成果作了概述，并讲述了解决太阳能固体吸附制冷空调工作和使用时间上不匹配的方法。

标签固体吸附；吸附集热器；平板型；真空管吸附集热器；蓄冷一、引言20世纪90年代以来，由于资源与环境问题，在制冷领域，太阳能制冷因其节能、环保，以及太阳能辐射资源与制冷空调用能在时间、地域上波动规律，热量的供给和冷量的需求在季节上和数量上的高度匹配，受到人们的广泛关注。

但与太阳能供热相比，太阳能制冷还很不成熟，其主要原因是技术要求和成本太高。

制冷方式以太阳能热水器产生的热水驱动溴化锂吸收式制冷机为主。

近年来固体吸附式制冷的发展，为太阳能制冷的实用化提供了一个很好的发展契机。

其主要应用在于制冰或冷藏，而在国内，从70年代开始对太阳能制冷技术进行研究，目前尚未有商品化产品。

二、循环过程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，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。

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。

如图1所示，表示一个太阳能冰箱为原型的固体吸附式制冷装置，它的组成部分包括用太阳能供热的吸附/发生器、冷凝器、蒸发器、阀门、贮液器。

其工作过程简述如下，该过程的热力循环如图2所示：（1）循环从早上开始，关闭阀门，处于环境温度Ta2的吸附床被太阳能集热器加热，此时只有少量的工质脱附出来，吸附率x（表示单位质量的吸附剂对制冷剂的吸附质量）近似为常数，吸附床内的压力不断升高，从蒸发压力Pe升高到冷凝压力Pc，此时吸附床温度达到Tg1。

吸附式制冷的工作原理一、引言吸附式制冷是一种新型的制冷技术，它具有无霜结、无噪音、无振动等优点，因此在空调、冰箱等领域得到了广泛应用。

本文将详细介绍吸附式制冷的工作原理。

二、吸附式制冷的基本原理1. 吸附剂的选择吸附式制冷系统中，吸附剂是起关键作用的物质。

一般来说，吸附剂应该具有以下特点：高吸收能力、低解吸能力、化学稳定性好等。

常见的吸附剂有硅胶、分子筛等。

2. 吸附与解吸过程在吸附式制冷系统中，通过控制压力和温度来实现气体在固体表面上的吸附和解吸过程。

当压力升高时，气体会被固体表面上的孔隙所吸收；当压力下降时，气体会从固体表面上脱离出来，这个过程叫做解吸。

3. 热量传递在制冷过程中，热量需要被传递到外部环境中去。

吸附式制冷系统中，热量传递主要通过两种方式：一是通过吸附剂和气体之间的热传导；二是通过吸附剂和外部环境之间的热传导。

三、吸附式制冷的工作流程1. 吸附过程在吸附过程中，吸附剂会从低压区域向高压区域移动，同时吸收气体。

当气体被完全吸收后，压力达到最高点。

2. 膨胀过程在膨胀过程中，气体会从高压区域向低压区域移动，同时释放出来。

这个过程需要消耗一定的能量。

3. 冷却过程在冷却过程中，气体会被冷却到低温状态。

此时，气体的温度会比外界环境低很多。

4. 解吸过程在解吸过程中，低温下的气体会被重新释放出来，并且被带回到高压区域。

这个过程需要消耗一定的能量。

四、总结综上所述，吸附式制冷技术是一种新型的制冷技术，在空调、冰箱等领域得到了广泛应用。

吸附式制冷的基本原理是通过控制压力和温度来实现气体在固体表面上的吸附和解吸过程，同时通过热量传递实现制冷效果。

了解吸附式制冷的工作原理，对于我们更好地使用这种新型技术具有重要意义。

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。

吸附制冷技术吸附制冷技术是一种现代的冷却技术，它利用吸附材料与工质产生的物理、化学吸附作用来实现冷却过程。

与传统的制冷技术相比，吸附制冷技术具有能耗低、稳定性好等优点，因此在制冷领域得到了广泛的应用。

本文将从吸附制冷技术的基本原理、工作循环、应用前景等方面进行阐述，旨在加深人们对此技术的了解与认识。

一、吸附制冷技术的基本原理吸附制冷技术的基本原理是在控制温度和压力的条件下，将吸附剂吸附工质，然后利用外部热源升高温度，使吸附剂释放工质，从而在吸收与释放工质的过程中完成冷却。

为了实现这种过程，需要选择合适的吸附剂和工质。

吸附剂通常为一种多孔材料，具有高的表面积和静电荷，可以与工质分子产生物理或化学吸附作用。

常见的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等。

工质是吸附制冷的核心，它是通过吸附剂与外界交互完成制冷循环的物质。

根据工质类型的不同，吸附制冷可分为化学吸附制冷和物理吸附制冷两种。

化学吸附制冷是指通过水吸收、水解或氢气和氧气形成水和氢物质，从而实现冷却。

它的主要工作循环包括：1. 吸附工质：在低温情况下，吸附剂吸附工质。

2. 加热解除吸附：在较高的温度下，加热吸附剂迫使工质脱离吸附剂。

3. 冷却回收工质：工质被冷凝器冷却并回收了。

4. 再生吸附剂：吸附剂需要再次回到其初始状态。

物理吸附制冷是指通过物理吸附机制使工质与吸附剂相结合，实现冷却。

物理吸附制冷的工作循环与化学吸附制冷相似，只是制冷方式和工质类型的不同。

物理吸附制冷的工质有乙烷、丙烷、甲烷和氢气等。

二、吸附制冷技术的特点与优点1. 噪音低：吸附制冷系统没有压缩机，因此产生的噪音要比传统制冷技术的噪音低。

2. 可以利用太阳能等可再生能源：利用太阳能、风能等可再生能源驱动吸附制冷系统，可以进一步减少碳排放，实现环保目标。

3. 操作简单：吸附制冷技术不需要机械调节和维护。

当控制良好时，它可以实现自动化操作。

4. 维护费用低：吸附制冷系统的零部件很少，因此维护和保养成本很低。

1、吸附式制冷的吸附剂--制冷剂工质对有哪些?1。

1理想工质对：吸附制冷工质对应该满足以下的几点要求：（1)吸附容量大;(2)制冷剂的蒸发潜热大，工质对的吸附热小；(3）吸附剂的吸附对温度的变化敏感;（4）吸附等温线比较平坦;（5)具有良好的导热性和扩散性;（6)整个系统能够处于正压的操作;(7）工质对要有良好的化学稳定性以及热稳定性;(8)制冷剂要求无毒性、无腐蚀性、无污染;(9）来源容易，价廉易得、1。

2现有工质对吸附剂一般为固体介质，物理吸附常使用分子筛-水、活性炭-甲醇、活性炭-氨等制冷工质对,（分子间范德华力）化学吸附常使用氯化钙-氨、氯化镍—氨、金属氢化物等制冷工质对.（化学键作用）①以活性炭为吸附剂活性炭一甲醇、活性炭一氨、活性炭-—乙醇、活性炭——水、活性炭——R11、活性炭—R12、活性炭一R22、活性炭--R113、活性炭——R114、活性炭一R318等；②以沸石分子筛为吸附剂沸石分子筛一水、沸石分子筛一氨、沸石分子筛一甲醇、沸石分子筛—-R11、沸石分子筛—R12、沸石分子筛-R22、沸石分子筛-R114等;③以硅胶为吸附剂硅胶—水、硅胶—-甲醇、硅胶一二氧化硫、硅胶一丙酮、硅胶—乙醇、硅胶-二乙基胺；④以无机盐为吸附剂氯化钙一氨、氯化锶一氨、硫氰酸钠——氨、氯化银一氨、氯化锰一氨等。

（化学吸附）2、物理式吸附的特点是什么,在暖通空调行业的应用有哪些？物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小(8～20kJ/mol)，接近于气体的液化热,且是可逆的,无选择性，分子量越大越容易发生,吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快,可单分子层或多分子层吸附，不需要活化能。

制冷工质对：分子筛-水、活性炭-甲醇、活性炭—氨等2。

1以活性炭为吸附剂的工质对优点：活性炭具有非极性的表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂，具有高度多孔结构，大比表面积。

它的吸附容量大，解吸容易,化学稳定性和热稳定性好，长期操作后仍能基本保持原有的吸附性能，已被广泛应用。

吸附式制冷的制冷原理吸附式制冷是一种利用吸附剂对气体份子进行吸附和脱附的原理来实现制冷的技术。

该技术主要应用于低温制冷和低温储能领域。

一、吸附式制冷的基本原理吸附式制冷系统由吸附器、脱附器、蒸发器和冷凝器等组成。

其中，吸附器和脱附器是吸附剂的主要工作区域，蒸发器和冷凝器则是制冷循环的关键部份。

在吸附式制冷系统中，吸附剂是一个关键的组成部份。

吸附剂通常是一种多孔材料，具有高表面积和良好的吸附性能。

常见的吸附剂有活性炭、份子筛和金属有机骨架材料等。

制冷过程中，吸附剂首先处于吸附状态。

当制冷剂通过吸附器时，吸附剂的孔隙结构会吸附制冷剂中的气体份子。

此时，吸附剂会释放出吸附剂内部的热量，使制冷剂的温度降低。

然后，吸附剂将制冷剂输送到脱附器中。

在脱附器中，吸附剂经过加热，释放出吸附剂中吸附的制冷剂份子。

这个过程称为脱附。

脱附过程中，吸附剂会吸收外部的热量，使制冷剂的温度升高。

然后，制冷剂再次进入吸附器，循环进行吸附和脱附过程，从而实现制冷效果。

二、吸附式制冷的工作原理吸附式制冷系统的工作原理可以分为两个主要的循环：吸附循环和脱附循环。

1. 吸附循环在吸附循环中，制冷剂从蒸发器中进入吸附器。

在吸附器中，制冷剂被吸附剂吸附，同时释放出热量。

此时，制冷剂的温度降低，变成低温制冷剂。

然后，低温制冷剂进入脱附器。

2. 脱附循环在脱附循环中，吸附剂通过加热，释放出吸附的制冷剂份子。

这个过程称为脱附。

脱附过程中，吸附剂吸收外部的热量，使制冷剂的温度升高。

然后，制冷剂再次进入吸附器，循环进行吸附和脱附过程。

通过不断循环吸附和脱附过程，吸附式制冷系统可以实现制冷效果。

而且，吸附剂的选择和控制可以根据需要进行调整，以实现不同温度范围的制冷要求。

三、吸附式制冷的优点和应用吸附式制冷技术具有以下几个优点：1. 低温制冷能力强：吸附剂具有高表面积和良好的吸附性能，可以实现较低的制冷温度。

2. 能源效率高：吸附式制冷系统可以利用废热或者低温热源进行制冷，提高能源利用效率。