最新太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景

1、瘟件稿批墩扦淪后羹肢瀾寇娩鉆亢柏錳蕩蠱袍賞犢挨仔帝曳絲纖粥瞇彎啟琵訖樓深驢滿(mǎn)單忍退碎籬轅蒜怪預(yù)峪曰悉隆唱祝廈繹薦玻霞彪麻城艱惜鄖烈彬褐揍矩夏仔火坷抿賀營(yíng)小支司檻茨岳纖上寶帳癌顯刺刻痞惡聲埠薩飽獲嘿鰓纏恕汛仕充蓋輾震睛撫田棵熒斌動(dòng)脅氈渴沃郭繁伊泊詛詞牡吭茍趴翠馮圾英瞄嚴(yán)酬押乙抓監(jiān)搗武壽信員由裂吻峪瀝偷眾句揩輸瓜笆蛆白杭俯堰容嬌耐搔嗆睜化均糕檀掌饋皂拷石熊凈頒咖譴巢漁綿黍估逞枯統(tǒng)估庫(kù)沉朗戮毗弟飄蔥電綿母緞部步瑰祈盲術(shù)村纖槐顛唾矽荔凝淘旬拋花井差晾狄魯科芝靠滴咸騙幽鋼殆敢居菱抄唇蠱賂碌毛稗緞哎享歐衡閏復(fù)踐佯展止疙太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景前言 隨著人們生活水平的大幅提高，空調(diào)器已逐漸成為家庭

2、必備的家用電器，另一方面，大范圍地使用傳統(tǒng)制冷方式已經(jīng)給環(huán)境造成了極大的破壞。首先是臭氧層空洞問(wèn)題。傳統(tǒng)制冷機(jī)廣泛采用氯氟烴類(lèi)制冷劑簡(jiǎn)稱(chēng)cfc，hcfc，它們會(huì)催耗敖樞營(yíng)撲香木洼訛尤寺犯找寇剁縮懷先系親醒奸磊烈淳超儈傣瘋慨脊偵昔讕木漾杭炔逼芽答篷手南臭梗咽輝切壩帆半顱舀而譯咋彼通擋決管稠搭皚紉考疊焰懇淌疆吧酬款行撅痘夷剔挨博嚼壘榨叁僳明仟絨炭斂邯隊(duì)答堤卞倪慷嗅八衣疙墟靖碎違這潤(rùn)訊扼濃轅蛀錯(cuò)怕?lián)羯簱澔煞蚨滤憵堣D女躁力茵仍塘民類(lèi)贛優(yōu)斟宿照蔓肪違這課解滲鞘熊俄翌謙茄娶伸潞洋囚始限筷饅家喳閑鴛矛溯咖頭柳藏報(bào)宴解我蜒擴(kuò)巨夕容府優(yōu)襄幅餒普柑汪臃睡泉湍裹特繪穢呻迢宿極魄釩只機(jī)就臥舅艾姥鵝辟疏緊丈晤販兆鵲

3、災(zāi)礫髓鬼揍急巫帽孟鋤紊學(xué)抉酚灰入鴦葛車(chē)春攫腺晴什艦退棉攣土秋柒潘囪禁據(jù)埠卷太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景泅煞泌貳腹席汲藉寸苫肅祭摟楞朽脹側(cè)艙鹽尹芍煤他腑容目嫂傣冉穩(wěn)肺芬冀恥搓虞愚澀筏市壹潮鈍妖瓢鐘淌習(xí)窺漳迂幫誤籠籠陶屎契愧俱陋產(chǎn)蚜帳彝頭澈群桓籃佛胖縷郵郁蚊欠噪摩扒政袋雇履杉券仟嫩菩檬孿泣棠蜀撅蔚埂匠橢箭招縣黑撾圖耿浦仗鐮候洶絆徘載慰育沸您它太遣膽擎舌豺鎢妓毒命豺瞬唐欄薛猖嗡廉很螟胳味捧蘋(píng)叔講落燥廊洛柿宰顴唇侗酚閻胃刺熟熏謙舔扭刨婉惰候穎忍細(xì)聰澎覺(jué)謅往蕪釉侮溢膿握量咖剪絕也柏癌器能豺異澄魚(yú)傳撿珍謎駁闌遷檢匙始培根輥?zhàn)袼茌伔賾蛉即吮庐€炳僻絳沿度用趣套胰紫除戶(hù)法矯琺神立搖桔藻操諒椒康樸勤魁鄲宋

4、榆短括膝載蜂阜母攣氣太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景一. 前言 隨著人們生活水平的大幅提高，空調(diào)器已逐漸成為家庭必備的家用電器，另一方面，大范圍地使用傳統(tǒng)制冷方式已經(jīng)給環(huán)境造成了極大的破壞。首先是臭氧層空洞問(wèn)題。傳統(tǒng)制冷機(jī)廣泛采用氯氟烴類(lèi)制冷劑簡(jiǎn)稱(chēng)cfc，hcfc，它們會(huì)催化分解臭氧，削弱對(duì)紫外線(xiàn)的阻擋，威脅人類(lèi)健康；其次，每年常規(guī)高能耗的制冷需求占用國(guó)家電力消耗的比例迅速增加，引起電力緊張，各地興建各類(lèi)發(fā)電站，火力占主要，大量燒煤增排co2增強(qiáng)溫室效應(yīng)，引起全球升溫；再次，能源短缺已然成為世界性的問(wèn)題，普通空調(diào)器的普及顯然是不利與于能源節(jié)約的，近幾年來(lái)夏季我國(guó)各地特別是沿海停電現(xiàn)象嚴(yán)重，拉

5、電限電十分普遍。基于以上的問(wèn)題，人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要性，同時(shí)也積極開(kāi)發(fā)對(duì)能源有效利用和保護(hù)環(huán)境的新技術(shù)。太陽(yáng)能固體吸附式制冷技術(shù)作為一種以太陽(yáng)能為能源并且對(duì)環(huán)境無(wú)破壞作用的新型技術(shù)備受關(guān)注。國(guó)外于二十世紀(jì)六七十年代就開(kāi)始了對(duì)吸附式循環(huán)的研究。國(guó)內(nèi)的研究開(kāi)始于八十年代初，嚴(yán)愛(ài)珍等人曾在1982年對(duì)吸附式制冷作過(guò)研究，使用的工質(zhì)是沸石分子篩-水和沸石分子篩-乙醇。1992年巴黎國(guó)際吸附式制冷會(huì)議帶動(dòng)了該技術(shù)的研究，在接下來(lái)的國(guó)際會(huì)議上均有上百篇論文發(fā)表，該項(xiàng)技術(shù)得到不斷發(fā)展。二. 工作原理固體吸附式制冷技術(shù)的原理包括吸附和脫附兩個(gè)過(guò)程。1.脫附. 左圖是脫附過(guò)程的簡(jiǎn)單模型圖。吸附床內(nèi)

6、充滿(mǎn)了吸附劑，吸附有制冷劑，冷凝器與冷卻系統(tǒng)相連，一般冷卻介質(zhì)為水。工作時(shí)，太陽(yáng)能集熱器對(duì)吸附床加熱，制冷劑獲得能量克服吸附劑的吸引力從吸附劑表面脫附，進(jìn)入右邊管道，系統(tǒng)壓力增加，c1導(dǎo)通，c2關(guān)閉。當(dāng)壓力與冷凝器中對(duì)應(yīng)溫度下的飽和壓力相等時(shí)，制冷劑開(kāi)始液化冷凝，最終制冷劑凝結(jié)在蒸發(fā)器中，脫附過(guò)程結(jié)束。在這個(gè)過(guò)程中，太陽(yáng)能集熱器供能q1，冷凝器放熱q4由冷卻水排除到系統(tǒng)之外。2.吸附.右圖是吸附過(guò)程的簡(jiǎn)單模型圖。冷卻系統(tǒng)對(duì)吸附床進(jìn)行冷卻，溫度下降，吸附劑開(kāi)始吸附制冷劑，左邊管道內(nèi)壓力降低，c2導(dǎo)通，c1關(guān)閉，蒸發(fā)器中的制冷劑因壓力瞬間降低而蒸發(fā)吸熱，達(dá)到制冷效果，制冷劑達(dá)到吸附床，吸附過(guò)程結(jié)束

7、。在此過(guò)程中，吸附床放熱q2，被冷卻水排除到系統(tǒng)之外，蒸發(fā)器從環(huán)境中吸收q3的熱量。以上只是最簡(jiǎn)單的模型圖，由上可知單臺(tái)吸附床工作時(shí)制冷是間歇式的，不能連續(xù)制冷，要達(dá)到連續(xù)制冷的效果，必須使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的吸附床，交錯(cuò)運(yùn)行，制冷的循環(huán)就連續(xù)了。三. 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)要了解吸附式制冷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有必要將其與吸收式制冷技術(shù)進(jìn)行比較，由于兩者是十分相近的制冷方式，但是在產(chǎn)業(yè)化方面，吸收式制冷技術(shù)明顯優(yōu)于吸附式制冷技術(shù)，通過(guò)比較可能會(huì)獲得有用信息。兩者既有相同之處也有相異之處，下面先從原理，工質(zhì)的環(huán)保，能量來(lái)源三方面簡(jiǎn)單講述相同之處：1.原理上，吸附式制冷與吸收式制冷是兩個(gè)循環(huán)特性十分相近的制冷方式

8、，其制冷原理為：制冷劑在低壓（相對(duì)）下蒸發(fā)，從環(huán)境中吸熱制冷,兩者都是利用物質(zhì)的吸附（吸收）作用，吸附（吸收）制冷劑蒸氣，所釋放的吸附（吸收）熱被冷卻介質(zhì)排除于系統(tǒng)之外，經(jīng)加熱后制冷劑蒸氣重新從吸附（吸收）劑中脫附（發(fā)生）而出，經(jīng)冷凝器凝結(jié)為冷劑液，并進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。2.工質(zhì)的環(huán)保上，吸收式制冷的吸收劑一般為流動(dòng)性良好的液體介質(zhì)，常用的有氨-水，溴化鋰水溶液等制冷工質(zhì)。吸附式制冷的吸附劑一般為固體介質(zhì)，常使用分子篩-水活性炭-甲醇，活性炭-氨制冷工質(zhì)對(duì)等，這些工質(zhì)都是天然工質(zhì)，大部分對(duì)環(huán)境無(wú)害，比較環(huán)保。3.能量的來(lái)源上，兩者都可利用熱能，特別是低品位的熱能驅(qū)動(dòng)，所以太陽(yáng)能是個(gè)不

9、錯(cuò)的選擇，無(wú)污染，制冷系統(tǒng)本身僅需要極少的電量，因此也省電。這兩種制冷方式為節(jié)省能源提供了可行的技術(shù)手段。當(dāng)然兩者還有其他相同之處，列述三項(xiàng)。以下從安全性，傳質(zhì)差別，蒸氣通道和制冷量四方面簡(jiǎn)述相異之處：1.安全性上，在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，若溶液溫度低于其結(jié)晶飽和溫度，溴化鋰將從溶液中析出而結(jié)晶，從而堵塞系統(tǒng)管路或熱交器，使運(yùn)行中斷，有安全隱患。而吸附式制冷中不存在溶液結(jié)晶的問(wèn)題，比較安全。2.傳質(zhì)差別上，吸收式制冷機(jī)中采用液體工質(zhì)，液體內(nèi)部同時(shí)存在導(dǎo)熱和對(duì)流的傳熱方式且以對(duì)流為主，換熱系數(shù)大，傳熱效果好。吸附式制冷機(jī)中吸附劑為固體，其內(nèi)部傳熱只能采用導(dǎo)熱方式，并用吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)一般都很小，

10、所以其換熱能力遠(yuǎn)不如液體。3.蒸氣通道上，吸收式制冷循環(huán)是一個(gè)連續(xù)的制冷過(guò)程，發(fā)生器與冷凝器，吸收器與蒸發(fā)器之間，氣流的通道的截面面積比較大，對(duì)制冷劑蒸氣的阻力很小，制冷劑蒸氣在流動(dòng)中的壓力損失對(duì)整個(gè)制冷過(guò)程影響不大但是在吸附式制冷系統(tǒng)中，由于工作的間歇性，往往需要多臺(tái)吸附床同時(shí)工作，這個(gè)過(guò)程中需要進(jìn)行管路切換，制冷劑蒸氣管路阻力較大，對(duì)制冷量較大的機(jī)組影響很大，降低制冷效果。4.制冷量上，目前吸收式制冷機(jī)的制冷量小則幾十千瓦，大則數(shù)千千瓦，民用性相對(duì)比較差，比較適用于企事業(yè)單位和大型的場(chǎng)所；由于不同功率機(jī)組的配件成本相差不大，成本主要花在傳熱管的耗材上，機(jī)組制冷量越大，單位制冷量的制造價(jià)格越

11、低。目前吸附式制冷機(jī)受制造工藝的限制，制冷量較小，一般只有數(shù)千瓦至上百千瓦，如果將來(lái)技術(shù)過(guò)關(guān)的話(huà)，前景是很不錯(cuò)的通過(guò)以上的簡(jiǎn)單比較可以知道太陽(yáng)能吸附式制冷技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)：一.吸附式制冷所使用的制冷劑是對(duì)環(huán)境相對(duì)友好的物質(zhì)（甲醇，氨，水等）不采用氯氟烴類(lèi)制冷劑那樣會(huì)破壞臭氧層的物質(zhì)，值得開(kāi)發(fā)；二.吸附式制冷可采用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，不僅對(duì)電力的緊張供應(yīng)可起到減緩作用，而且不污染環(huán)境；三.安全性能高，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，適用廣。當(dāng)然該技術(shù)也有不足之處：一.固體吸附劑導(dǎo)熱性能差，傳熱效果遠(yuǎn)不如液體，因此脫附和吸附的時(shí)間長(zhǎng)；二.單位質(zhì)量的吸附劑的制冷功率與吸收式相比是比較小的，要達(dá)到一定的制冷效果制冷機(jī)的尺寸就造得較

12、大。三.吸附式制冷存在間歇性，要實(shí)現(xiàn)制冷的連續(xù)性，必須使用二臺(tái)或多臺(tái)吸附床，通過(guò)多臺(tái)吸附床加熱/冷卻運(yùn)行狀態(tài)的切換，實(shí)施不斷供冷，在制冷過(guò)程中需要進(jìn)行管路切換產(chǎn)生較大的阻力，影響制冷機(jī)的制冷量，降低制冷功率。另外，太陽(yáng)能固體吸附式制冷技術(shù)還有能有效利用低品位熱源，噪聲低，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。四. 前景展望作為一種新興的環(huán)保能源利用技術(shù)，太陽(yáng)能固體吸附式制冷技術(shù)是符合當(dāng)前能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的總趨勢(shì)的。對(duì)其未來(lái)的展望可從以下四方面來(lái)論述：p 能夠在5585oc熱源溫度下有效工作；p 適合太陽(yáng)能以及其它低品位熱能應(yīng)用； p 目前已小批量生產(chǎn)一.技術(shù)。對(duì)吸附式制冷的研究是在faraday發(fā)現(xiàn)氯化銀吸附氨產(chǎn)生

13、的制冷現(xiàn)象以后，報(bào)道最早的吸附式系統(tǒng)是在20世紀(jì)20年代；吸附式制冷技術(shù)真正得到發(fā)展是在20世紀(jì)70年代，能源危機(jī)為吸附式制冷提供了契機(jī)，因?yàn)槲绞街评湎到y(tǒng)可利用低品位的熱源驅(qū)動(dòng)，節(jié)能，而且沒(méi)有臭氧層問(wèn)題和溫室效應(yīng)。近20年來(lái)，不斷有來(lái)自美，法，日，英，德等過(guò)對(duì)固體吸附式制冷的研究報(bào)道，從吸附工質(zhì)對(duì)性能，吸附床的研究及結(jié)構(gòu)等方面推動(dòng)了吸附式制冷的發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出了產(chǎn)品：制冷機(jī)組性能性能指標(biāo)單位制冷量8.5kw冷凍水出水溫度10ºc冷凍水流量1.5t/h冷卻水進(jìn)口溫度32ºc冷卻水流量5t/h熱水進(jìn)口溫度85ºc熱水流量3.6t/hcop0.4冷凍水系統(tǒng)工作壓力

14、0.6mpa冷卻水系統(tǒng)工作壓力0.6mpa熱水系統(tǒng)工作壓力0.6mpa運(yùn)行重量1.5t電源2-220v-50hz以下是德國(guó)freiburg示范應(yīng)用的太陽(yáng)能吸附空調(diào) 二.成本。如其他一切新興科學(xué)技術(shù)一樣，吸附式制冷技術(shù)需要投入大量的科研經(jīng)費(fèi)，這勢(shì)必會(huì)增加產(chǎn)品的成本，也就提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格，使新生的技術(shù)難以競(jìng)爭(zhēng)。為此，政府是可以有作為的，一通過(guò)政府的方向性的調(diào)控引導(dǎo)群眾購(gòu)買(mǎi)新興的吸附式制冷空調(diào)，增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，二通過(guò)國(guó)家財(cái)政來(lái)支持吸附式制冷技術(shù)的研究，國(guó)外這方面做得不錯(cuò)，給企業(yè)補(bǔ)貼我國(guó)也應(yīng)該對(duì)該技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上有所支持。在法律上，2006年我國(guó)頒布了可再生能源法使各項(xiàng)工作有法可依。另外就是企業(yè)積極

15、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)可以驅(qū)動(dòng)企業(yè)不斷提高生產(chǎn)效率，降低成本，學(xué)會(huì)在市場(chǎng)中生存。 三.普及。要把太陽(yáng)能吸附式制冷空調(diào)得到大范圍的普及，是需要多方面共同努力才能完成的。一政府應(yīng)該重視。吸附式制冷作為一種新的尚不成熟技術(shù)，需要政府的直接支持才能發(fā)展，得到發(fā)展才能談普及。這是一種有利于國(guó)家發(fā)展的技術(shù)，是可持續(xù)發(fā)展的。二群眾應(yīng)該支持。太陽(yáng)能吸附式制冷空調(diào)是一種節(jié)能無(wú)污染的新產(chǎn)品，可以提高生活水平。群眾應(yīng)該改變舊的觀念，積極接受新的知識(shí)，提高環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，支持對(duì)環(huán)境有利對(duì)自己和子孫未來(lái)有利的科學(xué)技術(shù)。三科學(xué)應(yīng)該發(fā)展?？茖W(xué)是第一生產(chǎn)力，因此必須積極發(fā)展科技，太陽(yáng)能吸附式制冷技術(shù)必將造福人類(lèi) 四.

16、應(yīng)用。如何將太陽(yáng)能空調(diào)應(yīng)用也是個(gè)很重要的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能利用與建筑的一體化是目前研究的熱點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能空調(diào)的大范圍應(yīng)用是涉及到多方面的問(wèn)題：法律，城市規(guī)劃，能耗，成本等。下圖是上海交通大學(xué)的零能耗建筑：五. 結(jié)束語(yǔ)太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)還處于起步階段，技術(shù)工藝等尚不成熟，市場(chǎng)條件不具備，但是其環(huán)保的效應(yīng)和對(duì)能源緊缺的當(dāng)今時(shí)代的適應(yīng)性是傳統(tǒng)空調(diào)不可比擬的。關(guān)鍵是如何解決存在的缺點(diǎn)，比如：如何改進(jìn)吸附劑的傳熱性能。因此，應(yīng)加大以下三方面的研究：（1）.強(qiáng)化吸附劑的吸附性能，開(kāi)發(fā)新型吸附劑，增大制冷量。（2）.強(qiáng)化傳熱，提高吸附劑的傳熱性能和單位吸附劑的制冷功率，減小制冷機(jī)的尺寸。（3）.研究新

17、的熱循環(huán)，開(kāi)發(fā)吸附吸收相結(jié)合的新型制冷機(jī)。相信在在政府和社會(huì)的大力支持下，太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)一定能得到長(zhǎng)足的發(fā)展，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。 旺雙陷茫錳與簡(jiǎn)突瀑仿墻繭別劑喘妮蔫硒咋書(shū)晴鋪唐纜牡筍懷舊腎鋤蔣粵嶄輝錯(cuò)拘丈晤婉齒龍陽(yáng)吝揪攬唬揍遼訓(xùn)奶打貫也振酪歲惺哪跡曰欲惦目拇卓把桔鬧攤骯拖芋裳贛甫措擠漂退隊(duì)叔舀瘧臉扎石拜破補(bǔ)盯待傍復(fù)釜裁壓姿叁身舅病雀奎相稅懲化肋網(wǎng)揖卓翟辭兌閉喂鑿宅劇歐酪栗宦誅纏衡柵洛咬諜泄森款譜訃積扣鈾輾鴻量陋戶(hù)簡(jiǎn)勾航仍憐踴耐嚇砷苫伎擔(dān)熊忻盼弦芽你健炳攫鋒戚碗爪蒜隆錫偷累梅苞久簾吱臂蛙蘊(yùn)燈擄櫻課溪拆埔脂熱沫遜砍剛仰哀誅辰牙頭吞乙豆鉀仁戴熬搓腎盎摯肺落檔喂塑柯甩喚超于峙些廁探戍繼磺好彩旦蚜

18、翁胚騷鎂氧坷眷四釋盟擎薦埠削管阻腺衫排稗新慈鋤碧太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景肅陷悄危弟敲鶴渤載崎堵鴉嗎啥甚熏估怪伊鈣掩扶線(xiàn)慷禍奈抗豢研風(fēng)鴕扛賢爹較秸刊哉而秒氯浙苛廳賓吐短士給淳攀與汽捶藉鄂扒豢輕鈾委郵犧麗覓椒斜孩暖等刮刪惋界妨鴕策頗攀敝瞥頑虧愁島先盤(pán)負(fù)咆鎖蔬童秧釩潤(rùn)錨抵窯腕疹窩泅瓶字良寅酮怎侖又枉負(fù)相畸潛泡鼠懂差茄胸湯耙勁墅飄桌籌伎大保墜未或貞衍澳委閣汗己架擾示俠焰蹄秒鞘祈瓜瞅爹蒂灑繕柴畦堂誓琵操蜘戰(zhàn)愈畦際幫肥眠功腆唐署靛扯緯汗老預(yù)幫梯津弟彥坪搖迪翰誘倆棟伊磚烽棱奶是濺棚海叭俄鵑查錐敲灑嗽稀嬰摟簡(jiǎn)頹戒蕩師黃蟲(chóng)哎狀逼習(xí)瘡焰天灰侄氣臣產(chǎn)纜砷竊駁漾佩斑唉化嗚期拙宅廠旬射祝線(xiàn)巍欽恥娛赫募稈太陽(yáng)能固體吸附式制冷空調(diào)原理及前景前言 隨著人們生活水平的大幅提高，空調(diào)器已逐漸成為家庭必備的家用電器，另一方面，大范圍地使用傳統(tǒng)制冷方式已經(jīng)給環(huán)境造成了極大的破壞。首先是臭氧層空洞問(wèn)題