太陽能吸附式制冷

隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟的發(fā)展和能源的消耗，環(huán)境和能源問題已經(jīng)成為一個熱點。傳統(tǒng)的制冷方式不僅會消耗電能，還對環(huán)境造成相當(dāng)嚴(yán)重的危害。太陽能吸附式制冷方式的提出，既減少了電能的消耗又不會對環(huán)境造成影響。太陽能吸附式制冷是一種環(huán)境友好型制冷系統(tǒng)，它以天然的太陽熱能作為系統(tǒng)的驅(qū)動力，并且使用無氟利昂的制冷劑，因此，近年來太陽能吸附式制冷系統(tǒng)成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。 在太陽能吸附式制冷系統(tǒng)中，吸附床是核心部件，而吸附床中吸附工質(zhì)對的性能又決定著吸附床的效率。本項目主要針對吸附材料的宏觀特性進行實驗研究，所采用的方法是，將兩種吸附材料SAPO-34和ZSM-5沸石分別放置在恒溫恒濕系統(tǒng)和可控溫真空脫附系統(tǒng)中分別進行吸附和脫附特性的實驗，考察其宏觀傳質(zhì)特性。究結(jié)果表明，在同一溫度下，沸石分子篩SAPO-34和ZSM-5的吸附率均隨空氣相對濕度φ的增加而增大，吸附實驗中沸石的吸附速度是時間的減函數(shù)，但是SAPO-34的初始吸附速度高于ZSM-5。另一方面，在同一壓力下沸石分子篩SAPO-34和ZSM-5的脫附完善度均隨溫度的增加而增大，SAPO-34的脫附等壓線呈S型，而ZSM-5的脫附等壓線近似于指數(shù)曲線。SAPO-34的初始脫附速度高于ZSM-5，所以SAPO-34-水工質(zhì)對可以縮短系統(tǒng)循環(huán)時間。 在第二階段，對太陽能吸附制冷系統(tǒng)進行基礎(chǔ)性吸附脫附性能實驗，分析了實際系統(tǒng)循環(huán)熱力過程。進而針對吸附床集熱效率低，脫附困難而導(dǎo)致循環(huán)周期長的問題，設(shè)計制作了適用于日照充足地區(qū)的拋物槽式太陽能集熱器的太陽自動跟蹤系統(tǒng)。系統(tǒng)以基于南北方向傾斜放置的金屬-玻璃真空集熱管式吸附床為核心部件，通過拋物槽的自動轉(zhuǎn)動，將太陽光照實時地匯集到集熱管上。吸附床由真空集熱管和冷卻銅管構(gòu)成，吸附劑填充在真空管內(nèi)管和冷卻銅管組成的空腔內(nèi)。吸附床內(nèi)布置有傳質(zhì)通道和9個溫度測點，傳質(zhì)通道使制冷劑氣體更好地進入吸附床，溫度測點用于測量吸附床內(nèi)吸附劑的溫度變化。冷卻過程分別采用自然風(fēng)冷和循環(huán)水冷兩種方式，吸附過程也同樣采用這兩種冷卻方式。結(jié)果表明, 無論采用何種冷卻方式，SAPO-34的吸附制冷能力都明顯大于ZSM-5沸石分子篩, 能夠產(chǎn)生更好的制冷效果。 2100433B

20世紀(jì)70年代后期，世界各國對太陽能利用的研究蓬勃開展。太陽能固體吸附式制冷是利用固體吸附劑（例如沸石分子篩、硅膠、活性炭、氯化鈣等）對制冷劑（水、甲醇、氨等）的吸附（或化學(xué)吸收）和解吸作用實現(xiàn)制冷循環(huán)的。吸附劑的再生溫度可在80—150℃之間，也適合于太陽能的利用。太陽能吸附式制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、沒有運動部件，能制作成小型裝置。太陽能吸附式制冷循環(huán)為間歇性運行，多用于制冰工況。國外對太陽能吸附式制冷進行了大量的研究和應(yīng)用開發(fā)工作。

利用太陽能進行制冷是太陽能利用的一個重要內(nèi)容。本書對太陽能熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換的制冷技術(shù)的基本原理、制冷系統(tǒng)的熱工性能、結(jié)構(gòu)方案等進行了全面的敘述，其中包括有太陽能吸收式制冷、太陽能除濕式制冷、太陽能吸附式制冷、太陽能蒸氣噴射式制冷、太陽能熱機驅(qū)動壓縮式制冷以及太陽能光伏制冷等。同時還介紹和分析了國內(nèi)外的研究動向和應(yīng)用實例，敘述深入淺出，內(nèi)容豐富、實用性強。

本書可供能源領(lǐng)域的技術(shù)人員及太陽能企業(yè)、研究所及高等院校師生參考，特別是對制冷技術(shù)有興趣的太陽能利用工作人員會有所幫助，也可供廣大能源及太陽能業(yè)余愛好者閱讀。