太陽能吸附式制冷裝置的學(xué)術(shù)論文

PAGEPAGE1太陽能吸附式制冷裝置目錄摘要 2abstract 3一吸附床的設(shè)計 51吸附床設(shè)計的要求 52結(jié)構(gòu) 6（1）床內(nèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 7（2）太陽能集熱器的選擇 74太陽能集熱器的性能指標(biāo)5） 9（1）集熱性能 9太陽能集熱器性能通過集熱效率和集熱溫度量個指標(biāo)來反映。集熱效率是指太陽能入射能量中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牟糠峙c實(shí)際太陽輻射能之比。 9（2）制冷性能 95太陽能平板型吸附床強(qiáng)化傳熱的分析和方法 10（1）吸附床中嵌入肋片 11（2）提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù) 11（3）的金屬熱容比與系統(tǒng)運(yùn)行性能 13二工質(zhì)對的選擇 14三蒸發(fā)器的設(shè)計 17四冷凝器與冷卻器的設(shè)計 19五系統(tǒng)基本循環(huán)工作原理 191日間工作部分 19（1）各個子系統(tǒng)瞬時能量平衡方程的建立 21（2）系統(tǒng)的性能參數(shù) 222夜間工作部分： 22六吸附式制冷系統(tǒng)的優(yōu)化9） 24七系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)與系統(tǒng)動態(tài)性能 251循環(huán)周期與系統(tǒng)動態(tài)性能 252熱源溫度與系統(tǒng)運(yùn)行性能 263系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境——冷卻水溫度與系統(tǒng)動態(tài)性能 26八吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行控制10） 261安全保護(hù)系統(tǒng) 26（1）吸附床的安全保護(hù) 26（2）冷凝器的安全保護(hù) 27（3）泵的安全保護(hù) 272微機(jī)控制系統(tǒng) 27（1）檢測功能 27（2）記憶功能 27（3）預(yù)報功能 28（4）執(zhí)行系統(tǒng) 28九參考文獻(xiàn) 28總結(jié) 29摘要每年到達(dá)地球表面的太陽輻射能為5.57×1018MJ，相當(dāng)于190萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約為目前全世界一次能源消費(fèi)總量的1.56×104倍。太陽能取之不盡，用之不竭，還具有清潔安全、無需開采和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。如能利用太陽能制冷，無疑非常有吸引力。但目前太陽能制冷的研究還遠(yuǎn)不如加熱系統(tǒng)。其主要原因是技術(shù)和成本要求太高1）。吸附式制冷的優(yōu)點(diǎn)吻合了當(dāng)前能源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的總趨勢。固體吸附式制冷可采用太陽能或余熱等低品位熱源作為驅(qū)動熱源，不僅緩解電力的緊張供應(yīng)和能源危機(jī)，而且能有效的利用大量的低品位熱源。另外，吸附式制冷不采用氯氟烴類制冷劑，無CFCS問題，也無溫室效應(yīng)作用，是一種環(huán)境友好型制冷方式。從20世紀(jì)70年代中期以來，吸附式制冷受到重視研究不斷深化。與蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)相比，吸附式制冷具有結(jié)構(gòu)簡單，一次性投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，使用壽命長，無噪音，無環(huán)境污染，能有效利用低品位熱源等一系列優(yōu)點(diǎn)；與吸收式制冷系統(tǒng)相比，吸附式制冷系統(tǒng)不存在結(jié)晶和分餾問題，且能用于震動，傾顛或旋轉(zhuǎn)等場合。兩床連續(xù)型吸附式制冷系統(tǒng)主要由兩部分組成。第一部分包括兩個吸附床（解吸床和吸附床），兩床的功能相當(dāng)于傳統(tǒng)制冷中的壓縮機(jī)。解吸態(tài)床向冷凝器排放高溫高壓的制冷劑蒸氣，吸附床則吸附蒸發(fā)器中低溫低壓的蒸氣，使制冷劑蒸氣在解吸床中不斷蒸發(fā)制冷。因此吸附式制冷系統(tǒng)設(shè)計的核心是吸附床，它的性能好壞直接影響了整個系統(tǒng)的功能。第二部分包括冷凝器，蒸發(fā)器及流量調(diào)節(jié)閥，冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)，與普通的制冷系統(tǒng)相類似。從解吸態(tài)床解吸出來的高溫高壓的制冷劑蒸氣在冷凝器中被冷凝后，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥，變成低溫低壓的液體，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷，被蒸發(fā)的制冷劑蒸氣重新被吸附態(tài)床吸收。系統(tǒng)工作的循環(huán)動力由熱源提供，冷卻器的吸附熱與冷凝器的冷凝排熱向環(huán)境釋放或回收利用，冷量從蒸發(fā)器中輸出。固體吸附制冷系統(tǒng)和其它制冷系統(tǒng)有所區(qū)別，根據(jù)吸附式制冷的特點(diǎn)，以些部件在設(shè)計時應(yīng)作特別考慮，如吸附床的傳熱傳質(zhì)強(qiáng)化，蒸發(fā)器低蒸發(fā)壓力下靜壓對蒸發(fā)溫度的影響等。abstractReachtheearthsuperficialsunradiationenergy5.57×1018MJ,equivalentto190,000billiontonsofstandardcoaleveryyear,Wholeworldoneenergy-consuming1.56×104oftotalamountatpresentabout.Solarenergyinexhaustible,havecleanandsafeneedingexploitandtransportmerit.Ifcanutilizesolarenergytoberefrigerated,undoubtedlyveryattractive.Buttheresearchthatthesolarenergyrefrigeratesisstillnotsogoodasthesystemofheatingfaratpresent.Itsmainreasonisthattechnologyandcostareexpectedtoomuch.Identicaltotaltrendofpresentenergyandenvironmentalcoordinateddevelopmentofmeritofabsorbingtyperefrigeration.Solidpersonwhoabsorbrefrigerationcanadoptsolarenergyorremainingenergylowgradeheatsourceasheatsourceofurging,Whethernotonlyitalleviatesupplyandtheenergycrisisnottenseofelectricpower,butalsocaneffectiveusegradeheatsourcenotlowalargenumberof.InadditionpersonwhoabsorbrefrigerationadopttheCFCrefrigerationpharmaceutical,thereisnoCFCSissue,Thereisnogreenhouseeffectsfunction,itisakindofenvironmentfriendlyrefrigerationway.Sincemiddleperiodoftheseventiesofthe20thcentury,personwhoabsorbrefrigerationbeenpaidattentiontobeingstudiedanddeepenedconstantly.Comparedwithcompressingtyperefrigerationsystemofvapour,personwhoabsorbrefrigerationhavestructuretobesimple,Lump-suminvestmentlittle,lowtooperateexpenses,havelongperformancelife,Havenoise,haveenvironmentalpollution,canutilizelowgradeheatsource,etc.aseriesofmeritseffectively;Comparedwithabsorbingtyperefrigerationsystem,personwhoabsorbrefrigerationsystemhavecrystallizationandfractionaldistillationquestion,Canuseforandshake,inclinecrownoftheheadoroccasionofrotatingetc.Twobedcontinuoustypepersonwhoabsorbrefrigerationsystemmadeupoftwopartsmainly.ThefirstpartIncludingwavepieceabsorbbed,heaterandcooler,likecompressoroftraditionalrefrigeration.Solveandsuckattitudebeddischargehigh-temperaturerefrigerationpharmaceuticalvapourofhighpressuretocondenser,absorbattitudebedabsorblowtemperaturelow-voltagevapourintheevaporimeter,Makethepharmaceuticalvapourofrefrigerationevaporaterefrigerationconstantly.Sopersonwhoabsorbrefrigerationcorethatsystemdesignthreeabsorbbed,performancequalityofitinfluencewholefunctionofsystemdirectly.SecondpartIncludingcondenser,flowregulatingvalveandevaporimeter,onordinaryrefrigerationbeingsystemsimilar.Suckattitudebedsolveandsuckhigh-temperaturerefrigerationpharmaceuticalvapourofhighpressurethatcomeoutamongcondenserthecondensationsolving,Throughflowregulatingvalve,turnlowtemperaturelow-voltageliquidinto,enterevaporimeterevaporaterefrigeration,Absorbrefrigerationpharmaceuticalvapourofevaporationattitudebedabsorbagain.Circulationpowerthatsystemworkofferbyheatsource,toabsorbhotcondensationincondenserarrangehottoreleasesorrecycledtotheenvironmentcooler,Thecoldamountisexportedfromtheevaporimeter.Solidabsorbrefrigerationsystemandotherrefrigerationsystemdistinguishtosomeextent,accordingtocharacteristicofrefrigerationofabsorbingetc.,Shoulddoandconsiderespeciallywhendesignwithsomepart,absorbheattransferofbedspreadqualitystrengthen,Evaporimeterlowtoevaporatepressurequiettopresstoevaporateinfluenceoftemperature,etc..一吸附床的設(shè)計吸附床是吸附式制冷系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。由于吸附床一直處于不斷地加熱和冷卻過程中，因此，在同樣的冷源和熱源溫度、同樣的傳質(zhì)條件下，吸附床的升、降溫速度越快，吸附制冷功率就越大。1吸附床設(shè)計的要求a.傳熱性能好，和流體的傳熱迅速，同時能夠有效地克服吸附劑低導(dǎo)熱系數(shù)的影響，這樣才能保證吸附床及時補(bǔ)充解吸過程所需要的解吸熱并及時帶走吸附過程所放出的吸附熱，它是使吸附床具有高性能的必要條件。b.傳質(zhì)迅速，吸附質(zhì)擴(kuò)散通道暢通，這樣才能保證吸附床吸附過程的吸附速度和解吸過程的解吸速度，縮短循環(huán)周期，提高單位工質(zhì)的制冷功率。c.吸附床材料以及熱媒流體本身的熱容和床內(nèi)填充吸附劑的熱容之比也決定了吸附式制冷系統(tǒng)的性能。這主要是由于吸附床材料本身的加熱和冷卻，會造成大量的系統(tǒng)熱量損失，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的性能。上述三點(diǎn)都是非常重要的。而這三點(diǎn)常常是相互矛盾、相互制約的，要強(qiáng)化吸附床的傳熱，必然要加入一些必要的導(dǎo)熱片或增加必要的傳熱通道，這樣也就必然導(dǎo)致了吸附床金屬熱容比的增加；要強(qiáng)化吸附床的傳熱，就必須要提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)，而這樣卻影響了吸附床內(nèi)的傳質(zhì)。2結(jié)構(gòu)床身由上下兩個吸附床復(fù)合而成，每個吸附床上表面是一個高效太陽能集熱器，為避免它們之間的相互熱作用，兩個吸附床之間用絕熱層隔開。該吸附床可用金屬合金制造，這樣有利于保持吸附床的真空度且增加傳熱面積。吸附床內(nèi)壁設(shè)有一個U型水槽，當(dāng)下床吸附時，通以冷媒水冷卻。當(dāng)上下兩床分別達(dá)到脫附/吸附飽和時，通過轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)180o，上下兩床互換位置，仍然保持上床解吸，下床吸附，從而達(dá)到連續(xù)循環(huán)。圖1、復(fù)合吸附床橫截面圖3工藝特點(diǎn)及各組成部件（1）床內(nèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳質(zhì)通道采用蜂窩狀分布，有利于吸附過程吸附劑對制冷劑的吸收。燒結(jié)成塊狀的吸附劑除了與太陽能集熱器結(jié)合的那一面外，其它三面都有冷卻水槽。當(dāng)吸附床吸附制冷劑時，打開水槽閥門，通入冷卻水，帶走吸附熱，這樣一來可以加快吸附過程，從而縮短整個循環(huán)的時間。（2）太陽能集熱器的選擇由于熱源溫度直接影響吸附式制冷循環(huán)的性能，并且為了保證太陽輻射較弱時的溫度，所以選取了一種高效的太陽能集熱器2）。該集熱器由低鐵玻璃蓋板、聚碳酸脂（pc）透明隔熱板、陽極化選擇性涂層銅鋁復(fù)合板芯、鋁合金邊框等組成。其主要技術(shù)特征是增加了一塊聚碳酸脂（pc）透明隔熱板，透明隔熱板板覆蓋在集熱板上，距離集熱板約6mm，透明隔熱板還帶有間距為10mm小肋片，形成了許多小空間，通過抑制空氣自然對流從而減小集熱板表面的熱損失。為了提高太陽能集熱器的集熱效率，必須抑制透明蓋板表面的反射，納米多孔SiO2薄膜可以達(dá)到寬帶減反射效果。試驗(yàn)表面，在300～2500mm波段內(nèi)玻璃表面的平板反射率，從未鍍膜前的0.069降低到鍍膜后的0.012。sol－gel方法制備臺階折射率SiO2薄膜技術(shù)，具有設(shè)備簡單、操作容易、成本低、適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可望與現(xiàn)有的太陽能集熱器生產(chǎn)工藝結(jié)合，形成減反射表面，提高集熱器效率3）。另外，采用粉末火焰噴涂法制備的黑鉻太陽能選擇性吸收涂層，工藝簡單，成本低，性能穩(wěn)定，光譜選擇性好。其可見光譜區(qū)的吸收率為0.91，紅外光譜的發(fā)射率為0.15。下表為某一實(shí)驗(yàn)黑鉻涂層與普通涂層的一部分比較數(shù)據(jù)4）。表格1涂層試驗(yàn)時間△t（s）平均太陽輻射強(qiáng)度I（w/m2）累計太陽輻射量I△t（kj/m2）水溫升高△t（K）效率η（℅）黑45.057黑板44.2484太陽能集熱器的性能指標(biāo)5）（1）集熱性能太陽能集熱器性能通過集熱效率和集熱溫度量個指標(biāo)來反映。集熱效率是指太陽能入射能量中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牟糠峙c實(shí)際太陽輻射能之比。集熱效率：η＝Qeff/Qs有效加熱量：Qeff＝Qeff＝太陽能輻射量：Qs＝式中，I為太陽輻射強(qiáng)度；Ae為有效集熱面積；t為日照時間；ma是吸附劑的比熱容；cpr為制冷劑熱容；cpa為吸附劑熱容；x為吸附劑對制冷劑的吸附率；hfg是制冷劑的汽化潛熱；mecpe是整個吸附集熱器除吸附劑和制冷劑外的其它材料的熱容。反映集熱性能的另一個重要參數(shù)是吸附集熱器的集熱溫度它與吸附劑的脫附程度密切相關(guān)。集熱效率越高，集熱溫度不一定也越高，這與吸附集熱器的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)。（2）制冷性能太陽能吸附制冷系統(tǒng)的制冷性能用制冷性能系數(shù)來表示。通常有兩個系數(shù)，一是吸附制冷系統(tǒng)制冷系數(shù)，用系統(tǒng)制冷量與吸附集熱器有效加熱量之比來表示：COPs=Qc/Qeff其中，制冷量Qc=Qref-Qcc,Qref為蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)制冷量，可按下式計算：Qref=△xMahfg式中，△xMa為吸附床在束個加熱過程中的吸附劑對制冷劑的解吸量，也即為制冷劑的循環(huán)量。Qcc為制冷劑從冷凝溫度Tc冷卻到蒸發(fā)Te時，放出的顯熱，Qcc＝另一個是太陽能制冷性能系數(shù)，用系統(tǒng)制冷量與吸附集熱器所接收的總的太陽輻射能之比表示：COP=Qc/Qs5太陽能平板型吸附床強(qiáng)化傳熱的分析和方法吸附床的強(qiáng)化傳熱異常重要，它直接影響了系統(tǒng)的運(yùn)行性能。吸附床換熱系數(shù)的提高將會導(dǎo)致系統(tǒng)解吸量的增加和吸附量的增加。如果能大幅度提高吸附床熱交換器的換熱系數(shù)，系統(tǒng)的SCP也會大幅度地提高。通常，吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)很小。從上圖可看出，床厚為4cm時，最大溫差為10℃左右；而厚度為8cm時，最高溫度（吸熱板處）103℃，最低溫度只有69℃，溫差達(dá)了34℃，平均溫度也只有82℃。所以，要改善吸附床中的溫度分布，降低溫度梯度，必須采取強(qiáng)化措施，提高床的導(dǎo)熱性能11）。目前強(qiáng)化吸附床的導(dǎo)熱性能的常用方法，一是在床中嵌屬肋片，二是在吸附劑中添加某些金屬顆粒，如銅粉，鎳沫等。（1）吸附床中嵌入肋片為了使吸附劑受熱均勻，在吸附床中嵌入金屬肋片，使其導(dǎo)熱性能大大提高。但是，肋片本身溫度的升高也要吸收一定的熱量，從而增大太陽集熱器的負(fù)荷，產(chǎn)生負(fù)面影響。所以應(yīng)選取熱容較小的金屬。鋁合金的熱容較小，僅為碳鋼的63.5%，而導(dǎo)熱系數(shù)則為后者的3.25倍，是合適的選擇對象。這樣就降低了吸附床本身加熱、冷卻過程所導(dǎo)致的不可逆損失。下表是鋁合金和碳鋼的一組對比數(shù)據(jù)：密度(kg/m3)比熱J/(kg·℃)導(dǎo)熱系數(shù)w/(m·℃)鋁合金2660871162碳鋼784046549.8表格2肋片分布的間距要合適，一般取6厘米左右。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，當(dāng)把吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)提高到0.4~0.6w/(m·℃)或當(dāng)肋片的間距在6㎝時，吸附劑厚度為8㎝左右的吸附床可以認(rèn)為在沿著厚度方向的溫度分布幾乎近似直線12），溫度梯度小。同時，肋片上留有小孔，通過肋片上的小孔促進(jìn)了整個床內(nèi)的傳質(zhì)。（2）提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)上文提到在吸附劑中添加某些金屬顆粒以提高吸附劑的導(dǎo)熱熱系數(shù)，可以獲得明顯的效果。如將分子篩和泡沫金屬（由鎳和銅箔組成）組成的混合物加上粘結(jié)劑厚壓縮，并在高溫下活化烘干。經(jīng)固化處理厚的材料的質(zhì)量組成為分子篩占65℅，泡沫金屬占35℅。這種復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到了8.，比普通堆積型分子篩的導(dǎo)熱系數(shù)提高了近90倍，傳熱效果的增加主要隨由于泡沫金屬的加入強(qiáng)化了材料的導(dǎo)熱；另外，如將活性炭與焦碳和水混合后制成餅狀，再在高溫下活化，其導(dǎo)熱系數(shù)與原堆積活性炭相比可提高2～3倍；在分子篩中加入膨化的天然石墨后對材料進(jìn)行固化，吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到5～15w/（m·K）6）。但是，將吸附劑固化雖能較好地改善傳熱，但同時也使制冷劑的傳質(zhì)性能惡化，因此通常在吸附床內(nèi)部置傳質(zhì)通道，減小制冷劑在吸附和解吸時的傳質(zhì)阻力。值得一提的是，采用高分子導(dǎo)熱材料與吸附劑顆粒復(fù)合來強(qiáng)化吸附劑熱傳導(dǎo)性能，沸石與高分子導(dǎo)熱材料復(fù)合而成的吸附劑的有效導(dǎo)熱系數(shù)比沸石原粉提高4倍多。與加入金屬粉，石墨粉等相比，采用聚苯胺故和方法強(qiáng)化吸附劑的傳熱，在相同的質(zhì)量百分含量下，其效果最好。更重要的是，采用高分子導(dǎo)熱材料與吸附劑顆粒復(fù)合來強(qiáng)化吸附劑熱傳導(dǎo)后，其吸附性能基本保持不變13）。當(dāng)采取措施提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)到0.4w/（m·℃）和0.6w/（m·℃）時，床中的溫度梯度將明顯減小。如上圖所示，隨吸附劑導(dǎo)熱系數(shù)的增大，溫度曲線逐漸變得平緩，且近似直線分布。本文采用吸附床嵌入肋片同時提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)的方法強(qiáng)化吸附床的傳熱，將肋片間距取為6.4cm，同時，提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)到0.4w/（m·℃）。此時，吸附床沿厚度方向的溫度近似直線分布。這樣就進(jìn)一步提高了床內(nèi)的熱傳導(dǎo)速度，縮短了達(dá)到吸附飽和的時間，從而減少了系統(tǒng)的循環(huán)時間。（3）的金屬熱容比與系統(tǒng)運(yùn)行性能金屬熱容比是指吸附床本身金屬材料的熱容與所充填的吸附劑的熱容比。由于吸附式制冷系統(tǒng)的非連續(xù)性，使得吸附床材料的熱容對實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行性能產(chǎn)生很大的影響。這個影響體現(xiàn)在系統(tǒng)不斷地加熱和冷卻過程中所損失的吸附床材料的顯熱熱量，這個熱量的大小直接受吸附床本揣設(shè)計的影響，另外還受到系統(tǒng)運(yùn)行過程的影響，如：系統(tǒng)運(yùn)行的解吸溫度、回?zé)徇^程所進(jìn)行的程度等等。由于吸附式制冷系統(tǒng)中通常所用的吸附劑屬多孔性材料，其特點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)小，密度低，要滿足一定的制冷功率，所設(shè)計的吸附床往往很大。另外，為了增強(qiáng)吸附床內(nèi)的熱傳導(dǎo)，加快吸附床的冷卻與加熱速率，縮短循環(huán)周期，往往在考慮吸附床結(jié)構(gòu)的時候，盡量設(shè)法增加其有效傳熱面積，如增加導(dǎo)熱片或?qū)峁艿?。這樣做雖然提高了吸附床的傳熱性能，但卻大大增加了吸附床本身材料的質(zhì)量，即同樣情況下增加了床材料與所充填的吸附劑材料的質(zhì)量比，也就是增加了床材料與所充填的吸附劑材料的熱容比。因此，強(qiáng)化吸附床的傳熱與減小吸附床本身材料的金屬熱容比是一對矛盾。如何克服這個矛盾，保證系統(tǒng)的性能是吸附床設(shè)計研究的重要方面。在系統(tǒng)運(yùn)行的一個循環(huán)中，吸附床的加熱介質(zhì)將更多的熱量傳給了吸附床金屬，而冷卻介質(zhì)所帶走的熱量更多地包括了吸附床金屬的顯熱。這樣即減小了吸附床的解吸效果，減小了系統(tǒng)的制冷量，同時又損失了更多的熱量，減小了系統(tǒng)運(yùn)行的能效比。與系統(tǒng)運(yùn)行的制冷量相比，金屬熱容比的增加相對來說，使COP下降得更多，有關(guān)計算表明，如果吸附床的金屬熱容比增加50%，則SCP下降6.2%，COP下降13.1%。這主要由于吸附床金屬熱容比越大，損失的顯熱越大，盡管增加回?zé)釙r間可以有效地回收一部分熱量，但增加回?zé)釙r間也會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低7）。下圖為理論計算中隨著金屬熱容比的增加系統(tǒng)降溫過程中所損失的金屬顯熱量Qml占總加熱量Qheat的比例。從這個比例中，也可以看出隨著金屬熱容比的增加，金屬顯熱的損失量將越來越大。金屬熱容比的增加，增加了系統(tǒng)的投資費(fèi)用，也增加了吸附床的加工難度，如果只能保證少量制冷功率增加的話，是不經(jīng)濟(jì)的。因此不能只追求吸附床華若系數(shù)的提高，也不能只追求吸附金屬床熱容比的減少。二工質(zhì)對的選擇吸附劑－制冷劑工質(zhì)對的選擇是吸附式制冷中最重要的因素之一，一個好的制冷系統(tǒng)不但要有好的循環(huán)方式，而且要有在工作溫度范圍內(nèi)吸附性能強(qiáng)、吸附速度塊、傳熱效果好的吸附劑和汽化潛熱大、沸點(diǎn)滿足要求的制冷劑。制冷機(jī)是否能適應(yīng)環(huán)境要求，是否能滿足工作條件，在很大程度上都取決于吸附工質(zhì)對的選擇。下表是對種常用的物理吸附制冷工質(zhì)對在典型工況下的性能進(jìn)行了模擬計算得到的一些數(shù)據(jù)，表中所給出的循環(huán)時間是根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)臺、文獻(xiàn)報道以及工質(zhì)對的特點(diǎn)確定的。表格3工質(zhì)對活性碳－甲醇活性炭－氨分子篩－水硅膠－水太陽能余熱回收太陽能余熱回收太陽能余熱回收蒸發(fā)溫度/℃5555555冷凝溫度/℃32323232323232解吸時間/℃90110902509025060吸附時間/℃35353535353535循環(huán)時間/℃－30－10－3030COP0.330.270.320.39SCP/W?kg-1－74－361－7023選擇制冷幾要根據(jù)應(yīng)用情況而定，不同的應(yīng)用條件應(yīng)有不同的選擇。本文是以太陽能為驅(qū)動熱源的制冷系統(tǒng)，選取平板式吸附床。平板式吸附集熱器耐壓能力較差，通常不適于在較高壓力下工作，因此平板式吸附制冷系統(tǒng)多選用真空狀態(tài)下工作的吸附工質(zhì)對，如活性炭－甲醇、分子篩－水等。一般來說，對制冷劑的要求是單位容積汽化潛熱大、熱穩(wěn)定性好、無污染、不易燃、無毒、分子量小、壓力范圍為0.1～0.5Mpa，最好在263K到353K的溫度范圍內(nèi)其蒸氣壓力接近于大氣壓。但是，完全滿足上述條件的制冷劑是很難找到的，目前常用的制冷劑包括：水、甲醇、氨等。下表是這些制冷劑的性能：表格4制冷劑名稱化學(xué)式標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)/℃分子量汽化潛熱L/（kj?kg-1）氨NH3－34171368二氧化硫SO2－1046605R22CHClF2－1486235水H2O100182258甲醇CH3OH65321102制冷劑按正常沸點(diǎn)在－10℃以下和－10℃以上分為高壓制冷劑和低壓制冷劑兩類。通過對制冷劑的比較發(fā)現(xiàn)，性能相對較好的制冷劑是氨、甲醇和水。目前這三種制冷劑用得最多。下表是這三種制冷劑的性能比較，從表中可以看出它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。表格5氨甲醇水有毒食入有毒除工作壓力低外，是一種相當(dāng)完美的制冷劑無污染易燃不適于0℃以下制冷在某些濃度下易燃高溫下與銅不相容與銅不相容在120℃以上不穩(wěn)定工作壓力高工作壓力低汽化潛熱大汽化潛熱小熱穩(wěn)定性好在物理吸附制冷系統(tǒng)中，活性炭－甲醇是目前使用最為廣泛的吸附劑工質(zhì)對。主要原因是活性炭－甲醇的吸附解吸量較大，所需的解吸溫度不高（100℃左右）；吸附熱不太高（約1800～2000kJ/kg）；而且甲醇的蒸發(fā)潛熱較高。與其它吸附工質(zhì)對相比發(fā)現(xiàn)，活性炭－甲醇的COP最高15），由于所需的解吸溫度較低，所以活性炭－甲醇系統(tǒng)更適應(yīng)于太陽能制冷。王如竹和Vasiliev研究了活性炭纖維－甲醇的吸附性能，認(rèn)為活性炭纖維比活性炭更適合于吸附制冷，其COP可以增加10％～20％，吸附、解吸循環(huán)量可以增加2～3倍14）。綜上所述，活性炭纖維－甲醇是太陽能吸附制冷系統(tǒng)合適的選擇對象。在化學(xué)吸附制冷中，以氨的絡(luò)和物為主的工質(zhì)對受到了人們的廣泛重視，很多專家對此進(jìn)行了深入的研究。這是因?yàn)?，氨的絡(luò)和物對所需的驅(qū)動熱源要求較低，而且在正壓下工作，工作特性較易得到保證，性能也較優(yōu)。它的這些特點(diǎn)決定，氨的絡(luò)和物為主的工質(zhì)適宜以太陽能或低品位余熱驅(qū)動的制冷機(jī)用，SrCl2－NH3就是其中性能較優(yōu)的工質(zhì)對。SrCl2－NH3有兩個吸附平臺：SrCl2－NH3吸附平臺和SrCl2－8NH3吸附平臺8）。零吸附量到第一吸附平臺的臨界轉(zhuǎn)折溫度為72℃，第一吸附平臺到第二吸附平臺的臨界轉(zhuǎn)折溫度為49℃，當(dāng)系統(tǒng)溫度大于72℃時，SrCl2對NH3的吸附量為零。當(dāng)系統(tǒng)溫度小于72℃時開始出現(xiàn)吸附現(xiàn)象，并出現(xiàn)第一吸附平臺；當(dāng)系統(tǒng)溫度小于49℃以后，出現(xiàn)第二吸附平臺。第一吸附平臺的吸附量是1（molNH3）?（molSrCl2）－1，第二吸附平臺的吸附量是8（molNH3）?（molSrCl2）－1。這樣，若以85℃作為解吸溫度，以30℃作為吸附溫度，系統(tǒng)可獲得較佳的制冷效果。以高效平板太陽能集熱器提供熱量，在多云的條件下仍能達(dá)到解吸溫度，而30℃的吸附溫度更是世界上大部分地區(qū)所具有的環(huán)境條件。所以氨的絡(luò)和物也是理想的選擇對象。由于甲醇系統(tǒng)為真空系統(tǒng)，考慮到蒸發(fā)器等在真空系統(tǒng)中設(shè)計上的麻煩，所以決定采用氨的絡(luò)和物為吸附工質(zhì)對。三蒸發(fā)器的設(shè)計吸附式制冷系統(tǒng)按所采用的工質(zhì)對可分為真空系統(tǒng)與壓力系統(tǒng)兩類。若以甲醇與水作為制冷劑的系統(tǒng)作為制冷劑的系統(tǒng)為真空系統(tǒng)，而以氨為制冷的系統(tǒng)為壓力系統(tǒng)。由于吸附式制冷系統(tǒng)的冷量輸出不均勻，因此通常采用簡介方式輸出冷量。對于壓力系統(tǒng)來說，蒸發(fā)器的設(shè)計方法與普通壓縮式制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器設(shè)計相同，可采用滿液式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與尺寸根據(jù)系統(tǒng)的制冷量來確定。位于蒸發(fā)器中的冷劑通過磁力泵泵入液盤中，液盤底部有許多滴液小孔，與冷媒排管設(shè)計相對應(yīng)，滴下的冷劑與冷媒水管進(jìn)行熱交換，吸收管中水的熱量蒸發(fā)，形成蒸發(fā)冷卻。制冷劑蒸氣通過蒸發(fā)器頂部的管道不斷被吸附劑吸收，從而使制冷過程持續(xù)進(jìn)行。吸附床吸附過程的流動阻力主要產(chǎn)生于吸附床道蒸發(fā)器的管道之間，因此流阻較小。蒸發(fā)器的工作原理見下圖：對噴淋式蒸發(fā)器換熱性能的估算借鑒于溴化鋰吸收式機(jī)組中水在管表面蒸發(fā)換熱的方法，具體如下：冷媒水和制冷劑間的全部熱阻包括：水側(cè)熱阻，污垢系數(shù)，管子導(dǎo)熱熱阻及制冷劑側(cè)熱阻。總的傳熱系數(shù)Uc可表達(dá)為：1/Uc＝1/hw+γ+r0+1/（hrS）其中，hw為水側(cè)的換熱系數(shù)；hr為制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)；γ、r0分別為污垢系數(shù)和管子的熱阻；S為表面積比（管外面積與管內(nèi)面積）。管內(nèi)水側(cè)的換熱系數(shù)采用下式計算：hw＝0.023λ/dRe0.8（cwater/λ）0.4噴淋在管子上的液體，潤濕管子后形成薄膜滴下，蒸發(fā)僅在管子外圍的薄膜表面進(jìn)行，這樣薄膜可考慮成熱阻，其傳熱機(jī)理類似于降膜型蒸發(fā)器。采用水在管表面蒸發(fā)的經(jīng)驗(yàn)公式：hr（δ/λ）＝CePr1/3其中，Ce為根據(jù)蒸發(fā)器型式?jīng)Q定的比例系數(shù)；δ為降膜厚度；λ為液體導(dǎo)熱系數(shù)；Pr為普朗特數(shù)5）。四冷凝器與冷卻器的設(shè)計吸附式制冷系統(tǒng)的冷凝器主要包括風(fēng)冷和水冷兩種類型。它的設(shè)計方法與常規(guī)的壓縮式制冷系統(tǒng)的冷凝器設(shè)計方法相同。主要考慮系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷、冷凝壓力，使冷凝器的設(shè)計與吸附床的容量相匹配。同時又要考慮設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。在這個設(shè)計中，要特殊考慮的是吸附床解吸量的變化而引起的冷凝器冷凝負(fù)荷的變化。由于吸附床解吸過程中溫度的變化以及非平衡吸附過程的存在，使得吸附床的解吸量時刻變化。通常在吸附床最初的一段解吸時間內(nèi)，解吸量最大，這時冷凝器的冷凝負(fù)荷也緊大。因此在確定系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷時，必須考慮最大解吸量時所需要的最大的冷凝負(fù)荷。冷凝器的結(jié)構(gòu)形式可以選用常用的殼管式換熱器，換熱系數(shù)可達(dá)1400~2900W/（m2·K）。也可以選用結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱高效的板式換熱器，它的特點(diǎn)是：傳熱面積大，特別是比表面積大，達(dá)0.2m2/kg；另一方面，具有波紋型強(qiáng)化傳熱表面，可促進(jìn)流體換熱，換熱系數(shù)可達(dá)2000~6000W/（m2·K）。 五系統(tǒng)基本循環(huán)工作原理為了實(shí)現(xiàn)日夜不間斷制冷，整個循環(huán)系統(tǒng)分為兩大部分：一、日間工作系統(tǒng)；二、夜間工作系統(tǒng)。日間采用兩床交替式太陽能吸附連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)，夜間采用太陽冷熱聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。1日間工作部分為提高整個系統(tǒng)的制冷和供熱量，可將復(fù)合吸附床組成一個復(fù)合吸附床陣列進(jìn)行制冷及供熱循環(huán)。通過閥門的控制，該復(fù)合吸附床陣列可公用一個冷凝器、儲液器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器。冷媒水通過吸附床內(nèi)的冷卻水槽吸收下床的顯熱和吸附熱。上床解吸時，與其連接的水閥關(guān)閉；到達(dá)一定壓力和溫度時，與冷凝器相連接的熱力閥打開，解吸出來的制冷劑液體進(jìn)入冷凝器冷卻后，進(jìn)入蒸發(fā)器。與此同時，下床吸附，與其連接的水閥打開；達(dá)到一定壓力和溫度時，與蒸發(fā)器相連的熱力閥打開，從蒸發(fā)器中吸附制冷劑蒸氣。當(dāng)上床充分解吸后，旋轉(zhuǎn)180o交換位置，仍然是上床解吸，下床吸附。這樣在白天可連續(xù)制冷。下圖是基本工作原理圖：吸附/解吸往往是在最初階段速度最塊，然后逐漸減慢，因而利用其最初一段時間可以實(shí)現(xiàn)較高的制冷功率。在白天吸附系統(tǒng)中，為了爭取更大的制冷功率，可以不用等上下床都達(dá)到解吸和吸附平衡時才進(jìn)行解吸和吸附制冷劑。如此一來，雖然系統(tǒng)的COP理論上會降低，但是由于吸附和解吸過程集中在制冷功率最高的那段時間，所以相當(dāng)于縮短了系統(tǒng)的循環(huán)時間，增加了吸附劑和制冷劑的利用率。這對于減少場地的利用是非常有意義的，而且對于等量的吸附劑和制冷劑來說，可以在一定的時間里產(chǎn)生更多的冷量。（1）各個子系統(tǒng)瞬時能量平衡方程的建立a、對于上床：I（τ）Aη＝（Macpa+x1Macprl+Mbcpb）dT1/dτ其中，I（τ）——太陽輻射強(qiáng)度，w/m2；A——上床集熱面積，m2；η——上床集熱效率；Ma——吸附劑封裝質(zhì)量，kg；cpa——吸附劑定壓比熱，J/（kg?k）；x1——上床中單位質(zhì)量吸附劑對制冷劑的吸附質(zhì)量，kg/kg；cprl——制冷劑液體的定壓比熱，J/（kg?k）；Mb——吸附床的殼體質(zhì)量，kg；cpb——吸附床殼體的定壓比熱，J/（kg?k）；hd——指冷劑的解吸熱，J/kg。x1，hd分別按以下兩式進(jìn)行計算：x1＝x0exp（－k1（T1/Tco－1）n1）式中，k1，n1——與吸附工質(zhì)對脫附時有關(guān)的參數(shù)；x0——吸附劑對制冷劑的最大吸附質(zhì)量，kg/kg；Tco——制冷劑的冷凝溫度認(rèn)為等于環(huán)境溫度k。hd＝L×（T1/Tco）式中，L——指冷劑的蒸發(fā)潛熱，J/kg。b、對于下床：Gwcpw（Twin－Twout）+αA（Tam－T2）＝（Macpa+x2Macprl+Mbcb）dT2/dτ+haMad（x2/dτ）式中，Gw——冷媒水的流量，kg/s；cpw——冷媒水的定壓比熱，J/（kg?k）；Twin——冷媒水進(jìn)入冷卻水槽時的溫度，k；Twout——冷媒水流出冷卻水槽時的溫度，k；Tam——環(huán)境溫度，k；α——下床與環(huán)境的換熱系數(shù)，W/（m2·K）；x2——吸附床中單位質(zhì)量吸附劑對制冷劑的吸附質(zhì)量，kg；ha——吸附劑對制冷劑的吸附熱，J/kg。x2，ha分別按以下兩式進(jìn)行計算：x2＝x0exp（－k2（T2/Tev－1）n2）式中，k2，n2——與吸附工質(zhì)對吸附時有關(guān)的參數(shù)；Tev——制冷劑的蒸發(fā)溫度，k。ha＝L×(T2/Tev)c、對于水箱：Gwcpw（Twin－Twout）＝Mwtcpw（Twt/dτ）式中，Mwt——水箱中水的總質(zhì)量，kg；Twt——水箱中水的混合平均溫度，k。d、對于冷凝器：Qco＝Ma(dx1/dτ)（cprg(Tco－T1)－L）式中，Qco——制冷劑蒸汽在冷凝器中的放熱量，J；cprg——制冷劑蒸汽的定壓比熱，J/（kg?k）。e、對于蒸發(fā)器：Qcooling=Ma(dx2/dτ)（L－cprl(T2－Tev)）式中，Qcooling——制冷劑液體在蒸發(fā)器中的質(zhì)量量，J。（2）系統(tǒng)的性能參數(shù)制冷系數(shù)：COPcooling＝∫Qcoolingdτ/∫I（τ）Adτ2夜間工作部分：夜間工作系統(tǒng)是間歇性系統(tǒng)，吸附床白天吸收太陽能解吸制冷劑，夜間冷卻吸附制冷劑蒸汽，產(chǎn)生冷量。系統(tǒng)的關(guān)鍵在于發(fā)生器的設(shè)計。發(fā)生器由三部分組成：保溫外殼、吸附床、循環(huán)水系統(tǒng)。由于采用了水裕式吸附制冷系統(tǒng)，所以可以在保溫外殼內(nèi)設(shè)置大量吸附床，這樣就相當(dāng)于在同樣大小的空間內(nèi)成倍的增加了系統(tǒng)的循環(huán)量，也可以說是大量節(jié)省了空間。這對太陽能吸附式制冷這種要求大面積集熱場地的制冷方式來說是非?？少F的。更由于系統(tǒng)白天只進(jìn)行吸熱解吸過程，這使得太陽能集熱器有足夠的時間加熱保溫殼里的循環(huán)水，使浸泡在水中的吸附床順利進(jìn)行解吸運(yùn)動。而且，由于系統(tǒng)循環(huán)一次的時間是24小時，這么長的循環(huán)時間使得吸附和解吸運(yùn)動更加充分，這樣有利于提高系統(tǒng)的COP值。該聯(lián)合循環(huán)方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：系統(tǒng)的工作過程如下：循環(huán)從早上開始，關(guān)閉真空閥門15，16，打開水閥14，處于初始溫度的太陽能集熱器被加熱，吸附發(fā)生器中的循環(huán)水循環(huán)于發(fā)生器與集熱器之間。循環(huán)水在集熱器被加熱，然后流到吸附發(fā)生器中加熱吸附床，一開始吸附床內(nèi)只有少量的制冷劑脫附出來，當(dāng)達(dá)到一定溫度和壓力時，打開真空閥15，吸附床進(jìn)入解吸狀態(tài)，所解吸出的制冷劑通過放置于水箱5內(nèi)的冷凝器20，被冷凝為液體進(jìn)入儲液器6中，并通過自重節(jié)流閥8進(jìn)入到蒸發(fā)器7中。冷凝器中制冷劑蒸汽冷凝時所釋放出的熱量通過冷凝器水箱5回收到熱水箱2中。當(dāng)日間太陽輻射旺盛，提供的熱量大于加熱吸附床所需的熱量時，可以打開水閥12，讓一部分的循環(huán)熱水流入熱水箱中，為用戶提供熱水。這個過程一直持續(xù)到太陽輻射消失，此時經(jīng)過一天的解吸運(yùn)動，吸附床基本已經(jīng)達(dá)到解吸平衡。傍晚，當(dāng)太陽輻射消失后，關(guān)閉真空閥門15和水閥14，打開連接吸附發(fā)生器與外接水箱的閥門13，將冷水注入發(fā)生器，讓冷水冷卻發(fā)生器中的吸附床。由于發(fā)生器與熱水箱直接連通，不可將吸附床的顯熱有效地交換到熱水箱2中。在這一過程中，傳質(zhì)通道中的壓力下降到冷凝溫度所對應(yīng)的制冷劑工質(zhì)對的飽和壓力。在吸附發(fā)生器與熱水箱之間裝有溫度控制儀，并設(shè)有控制溫度檔（如45℃、50℃）。當(dāng)發(fā)生器內(nèi)水的溫度達(dá)到控制溫度時，打開閥門11，將發(fā)生器中的熱水注入熱水箱2中以供用戶使用，然后關(guān)閉閥門11，再一次將外接水箱內(nèi)的冷水注入發(fā)生器中繼續(xù)冷卻吸附床，對吸附床進(jìn)行充分冷卻。到晚上時，打開真空閥門15和16，蒸發(fā)器中的制冷劑液體因壓力驟減而沸騰，開始蒸發(fā)制冷過程，所產(chǎn)生的冷量傳遞給冷媒工質(zhì)水，通過蓄冷裝置22可長時間對外提供冷量。在吸附過程中會產(chǎn)生大量的吸附熱量，但由于冷水不斷由外接水箱注入吸附發(fā)生器中，故吸附熱量能有效地被循環(huán)到熱水箱2中。這不但克服了傳統(tǒng)平板式太陽吸附制冷系統(tǒng)夜間吸附床散熱難的困難，同時可有效地回收吸附過程中的吸附熱。吸附過程一直進(jìn)行到第2天早上。這樣就完成了一個循環(huán)。六吸附式制冷系統(tǒng)的優(yōu)化9）吸附式制冷系統(tǒng)的優(yōu)化是一個比較復(fù)雜的問題，即涉及系統(tǒng)設(shè)計，又涉及系統(tǒng)運(yùn)行。前面已經(jīng)對系統(tǒng)設(shè)計上的優(yōu)化有了說明，下面主要討論一下系統(tǒng)運(yùn)行上的優(yōu)化。吸附式制冷系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)動涉及到循環(huán)時間的優(yōu)化、加熱/冷卻控制、理想工況的實(shí)現(xiàn)等。循環(huán)時間是優(yōu)化運(yùn)行中一個非常重要的參數(shù)，吸附和解吸過程都是時間關(guān)聯(lián)的動態(tài)過程過長的循環(huán)時間可確保吸附和解吸過程的充分進(jìn)行，因而理論上來說系統(tǒng)COP可得到提高。但是，若是考慮熱力系統(tǒng)的漏熱（吸附床向環(huán)境漏熱，環(huán)境向蒸發(fā)器的滲入熱），則循環(huán)時間過長是不利的；另一方面，循環(huán)時間實(shí)際反映了吸附式制冷系統(tǒng)的能量密度，循環(huán)時間越長則對于某一設(shè)計制冷功率的吸附式制冷系統(tǒng)所要求的吸附劑質(zhì)量越多。吸附床內(nèi)增強(qiáng)傳熱至關(guān)重要，定濃度冷卻時間的縮短直接影響吸附制冷系統(tǒng)的單位質(zhì)量吸附劑的制冷功率。在以縮短循環(huán)時間為目的的吸附式制冷系統(tǒng)中，采用板翅式換熱器，螺旋板式換熱器作為吸附器將具有明顯的優(yōu)勢。在考慮吸附式制冷系統(tǒng)的實(shí)用化方面，須以實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)函數(shù)，考慮COP、循環(huán)時間、金屬材料耗量與吸附劑耗量、初投資、地域經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，吸附劑價格和吸附器價格等因素，運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)的管道進(jìn)行吸附式制冷系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。七系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)與系統(tǒng)動態(tài)性能1循環(huán)周期與系統(tǒng)動態(tài)性能上面已經(jīng)提到，系統(tǒng)的循環(huán)周期是一個重要的運(yùn)行參數(shù)。通常系統(tǒng)的循環(huán)周期越短，單位時間制冷量越大，但是如果循環(huán)周期太短，從動態(tài)的角度來分析，吸附劑沒有足夠的時間加熱或冷卻，解吸與吸附過程也就不圓滿。從非平衡吸附的角度來分析，吸附劑沒有足夠的時間進(jìn)行吸附與解吸，不能發(fā)揮吸附床應(yīng)有的功能。這樣會使單一周期內(nèi)的制冷量減小，同樣會影響系統(tǒng)的SCP和COP。因此循環(huán)周期的選擇對于最大限度地利用系統(tǒng)的潛力是非常重要的。即要考慮機(jī)組所獲得的制冷量，又要考慮機(jī)組實(shí)際運(yùn)行吸附、解吸過程所需要的時間，這與吸附床的傳熱傳質(zhì)性能有關(guān)，還與冷凝器和蒸發(fā)器的新能有關(guān)。要使得COP具有較優(yōu)的值，就要保證吸附床比較完善地運(yùn)行。而吸附床完善運(yùn)行的條件是保證一定的循環(huán)周期。但較長的循環(huán)周期不可能具有較高SCP值。因此可以看出，盡管某一循環(huán)周期保證了SCP達(dá)到最大值，但不可能保證COP達(dá)到最大值。解決這一矛盾的方法就是要提高吸附床的換熱性能。2熱源溫度與系統(tǒng)運(yùn)行性能機(jī)組時間運(yùn)行的解吸溫度是另一個重要的運(yùn)行參數(shù)。通常系統(tǒng)的熱源溫度越高，吸附床的升溫速率越快，解吸溫度越高，因此同樣循環(huán)周期下的制冷功率也越大。但系統(tǒng)的COP則有一個最佳的熱源溫度。由于熱源溫度的增加使得吸附床在同樣的循環(huán)周期下能夠更完善的工作，必然要提高系統(tǒng)運(yùn)行的SCP，但是熱源溫度的提高也同時增加了系統(tǒng)的加熱量，并不一定使得系統(tǒng)的COP也提高，系統(tǒng)COP存在一個最優(yōu)的吸附溫度。通過試驗(yàn)可獲得這個溫度。3系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境——冷卻水溫度與系統(tǒng)動態(tài)性能吸附溫度與吸附床冷卻水進(jìn)口溫度密切相關(guān)，通常吸附床冷卻水進(jìn)口溫度越低，吸附床的降溫速率越快，吸附溫度越低，同樣循環(huán)周期下的制冷功率越大。冷卻水溫度即影響了系統(tǒng)的解吸量，也影響了系統(tǒng)的吸附量。八吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行控制10）吸附式制冷系統(tǒng)的運(yùn)行控制主要涉及程序控制、能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)以及微機(jī)控制系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)包括機(jī)組的正常開機(jī)、正常與非正常關(guān)機(jī)程序等，它是使系統(tǒng)能夠正常工作的必要條件；能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)保證機(jī)組冷量正常輸出，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷量與外界熱負(fù)荷相匹配；安全保護(hù)系統(tǒng)保證機(jī)組發(fā)生異常情況的時候能夠及時處理；微機(jī)控制系統(tǒng)完成機(jī)組的狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測、安全保護(hù)、能量調(diào)節(jié)以及程序控制功能，它是整個系統(tǒng)的指揮中心。下面介紹一下安全保護(hù)系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)。1安全保護(hù)系統(tǒng)（1）吸附床的安全保護(hù)處于加熱狀態(tài)的吸附床要進(jìn)行高溫保護(hù)，這是因?yàn)槲绞街评湎到y(tǒng)所使用的各個工質(zhì)對均有其工作的溫度范圍，吸附床的設(shè)計是根據(jù)這個工作范圍來確定的。因此要保護(hù)吸附床的安全工作，必須進(jìn)行吸附床的高溫保護(hù)。發(fā)生超高壓現(xiàn)象的主要原因包括：熱源調(diào)節(jié)因失控而開啟過大；系統(tǒng)存在不凝性氣體；冷卻水溫度過高等。采用的保護(hù)方法有：檢測加熱狀態(tài)吸附床的溫度和壓力，當(dāng)他們超過規(guī)定值時，啟動報警信號，同一時間關(guān)閉熱源，停止機(jī)組運(yùn)行。待排除故障以后，機(jī)組再重新啟動運(yùn)行。（2）冷凝器的安全保護(hù)冷凝器是將吸附床解吸出來的制冷劑蒸氣冷卻成液體，這一過程中冷卻水起到了重要的作用。一旦冷卻水溫度過高或出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，將導(dǎo)致機(jī)組的癱瘓。因此必須對冷卻水的溫度和流道采取安全保護(hù)措施，具體如下：1）在冷卻水管道上安裝流量控制器，當(dāng)冷卻水的流量小到一定值時（例如減小到額定值的70％以下）啟動報警信號，同時切斷熱源，機(jī)組停止運(yùn)行；2）檢測冷卻水的進(jìn)口溫度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高，則啟動報警信號，同時切斷熱源，機(jī)組停機(jī)。（3）泵的