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制冷学报 2016年第1期37卷 65-69页

作者：王南南刘再冲邓立生何兆红窪田光宏大坂侑吾黄宏宇陈颖中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院大学北京100049 广东工业大学材料与能源学院广州510006 日本名古屋大学名古屋4648603 日本金泽大学金泽9201192

本文研究的合成沸石-水吸附式制冷机采用FAMZ01沸石作为吸附剂,吸附床选择翅片涂抹式吸附床,通过实验研究该制冷机的制冷功率、制冷性能系数(COP)随热源温度、冷冻水进口温度的变化规律。结果表明,该吸附式制冷机在55℃的热源下就可以... 详细信息

本文研究的合成沸石-水吸附式制冷机采用FAMZ01沸石作为吸附剂,吸附床选择翅片涂抹式吸附床,通过实验研究该制冷机的制冷功率、制冷性能系数(COP)随热源温度、冷冻水进口温度的变化规律。结果表明,该吸附式制冷机在55℃的热源下就可以稳定输出制冷量,并在驱动热源为65℃左右展现其较佳的性能。

关键词：吸附式制冷机涂抹式吸附床 COP 热源温度

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低温热源驱动沸石—水吸附式制冷机的实验研究

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作者：刘再冲广东工业大学

学位级别：硕士

吸附式制冷作为一种绿色环保的制冷方式,目前已经成为国内外研究的重点。其利用低品位的热能驱动而获得冷量,提升能源的品位,减少了余热、废热对环境的热污染。目前在低于100℃的热源驱动下,普遍采用硅胶-水吸附式制冷机,但由于硅胶-水... 详细信息

吸附式制冷作为一种绿色环保的制冷方式,目前已经成为国内外研究的重点。其利用低品位的热能驱动而获得冷量,提升能源的品位,减少了余热、废热对环境的热污染。目前在低于100℃的热源驱动下,普遍采用硅胶-水吸附式制冷机,但由于硅胶-水吸附工质对的循环有效吸附量小,造成系统庞大、循环时间长、性能受环境温度变化影响大的特点,对其应用造成一定的瓶颈。因此,本文从吸附剂的筛选角度出发,筛选出合适的吸附剂进行性能测试,然后将其应用于吸附式制冷系统中,最后对吸附式制冷系统进行性能测试,以及对系统的有效能利用率和经济性进行分析,探讨其应用前景,试图实现吸附式制冷系统的小型化并提高其性能。首先,针对驱动温度为60℃-90℃,对四种吸附剂进行初步筛选,选择出循环有效吸附量大的两种吸附剂A型硅胶和合成沸石FAM ZOl (Functional Adsorbent Material ZOl),然后对这两种吸附剂的吸附性能进行测试,比较其在吸附式制冷机实际运行压力下的循环有效吸附量,结果发现合成沸石FAM Z01在70℃脱附,30℃吸附其有效吸附量是A型硅胶的2.6倍,体现了吸附剂FAM Z01的高效性,有望实现吸附式制冷机的小型化。然后,对筛选出来的吸附剂搭建一套吸附式制冷系统,确定系统的结构,对系统的各个主要部件进行选型,包括涂抹式吸附床、喷淋式蒸发器、管壳式冷凝器。搭建起一套制冷量为10kW的吸附式制冷机测试装置,通过稳定性测试发现系统的运行稳定性好,重复性强,循环周期短。最后,对吸附式制冷机进行性能测试,发现系统在驱动热源为55℃时,就能产生2.3-4.5kW的制冷量,这比硅胶系统的驱动热源温度要低。制冷机的性能在驱动热源为65℃开始发挥其优势,65℃时平均制冷量达到8.2kW,COP达到0.43。在研究不同季节冷却水温度工况变化时,发现冷却水的温度变化对系统的性能影响较小,对环境温度变化适应性强。对循环流路的流量变化进行研究时,发现热源和冷冻水流量的增大有利于系统性能的增加,但是随着两者流量的增加,性能提高的幅度越来越小,因此考虑到循环水泵的功率,应该让系统在合适的流量范围内运行才体现其经济性。此外,本文还对系统的热力过程进行分析,并从热力学第二定律的角度讨论了其有效能利用率。与技术成熟的压缩式制冷相比,吸附式制冷的COP虽然比较低,但其有效能利用率高于机械压缩制冷。最后对吸附式制冷与机械压缩式制冷进行经济性分析,由于目前吸附式制冷系统的造价比较昂贵,回收周期较长,但随着技术的发展和推广,吸附式制冷的应用前景非常广阔。

关键词：吸附式制冷涂抹式吸附床传热传质高效吸附剂合成沸石FAM Z01

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