固体吸附式制冷强化传热研究进展
肋板式吸附式制冷系统试验研究
质 量 （ｇ ｋ）
２
１ ． 发 器 的设 计 ３蒸
蒸 发 器 通 道 的 肋 片 选 用 锯 齿 型肋 片 ，具 体 结 构 参数 见 表 ４ ，表 ５ 出 了蒸 发 器 中的 有 关 技 术参 给 数。
１一 ■ 论文广场 ２
一
２ 化 设 石１年 工 备 ０１ 第 油 与
１ 卷 ４
肋板 式吸附式 制冷 系统试验研究
徐进 ，邓艳芝
（ 江苏省特种设 备安全监督检验研究院张家港分 院 ，江苏 张 家港 ２ ５ ０ ） １ ６ ０
［ 要 ］ 搭建以活性炭一氨为工质对的单床吸附式制冷系统试验 台，对肋板式吸 附床在不同热源条件 下的基本Ｊ 摘 胜能参数进行 了测试。试验研究结果表 明：换热流体流量对床层温度 场分布的影响不大，但对整个系统 的热量利用效率有较大影响；循 环 最大解吸温度对吸附床层温度 和Ｃ Ｐ Ｏ 影响较 大。该试验结果可为新的吸附制冷 系统设计提供参考 。
１ 试验计 时 主要 考 虑 了吸 附床 的
传 热 、传质 强化 和 冷 凝 器 、蒸 发器 的传 热 强 化 以 及 机 组 整 体 结 构 的 紧凑 性 。现 就 主 要 部件 的设 计
作 一说 明 。
图１ 肋板式吸附床的外观设计图
１１吸 附床 设计 ． 本 系 统 采 用 了肋 板 式 床 ，吸 附床 的 外观 结 构
图２ 活性炭通道肋片
－●●●●●●●－●●●●●’… ●●●●● ● ●● ● － ● － ● ● ● ● ● ●－●●●●●●＿●●●●●●●●●●●●●●●●’●－●●●●●●●●●●●●●－’’●●●●●●●●● ● ● ●● … ●－ ● ●●’－＿●●●●●●●●… ●
第六章固体吸附式制冷要点
如图： 吸附床1解析终了冷 却之前-准备吸附；吸附 床2吸附终了加热之前准备解析；先将它们连 通，由于压差作用，吸 附床1中部分气体快速转 移到吸附床2，以至两床 压力平衡，完成了回质 过程，增加了循环解析 量。
吸附器1
吸附器2
冷却水
蒸发器
冷凝器
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谢谢大家 ！
工质对 硅胶-水 活性炭氨气 活性炭甲醇 活性炭乙醇 T0 Tk (OK) (OK) 278 268 268 268 308 303 303 303 Ta (OK) 303 303 303 303 Tj x0 (OK) (kg/kg) 373 363 383 373 0.07 0.15 0.171 0.145 ε 0.87 0.86 0.84 0.85 真空 度要 求 高 高 高 适中 抗压 性要 求 低 高 适中 适中 有无 毒性 无 有 有 无
吸附器1
吸附器2
冷却水
运行组成了一个完整的连续
制冷循环。
蒸发器
冷凝器
ห้องสมุดไป่ตู้
为了提高热能的利用率，在两个吸附器切换过程中，可通过循环 冷却水将正在吸附的吸附器冷却时释放的显热和吸附热传递给正在解 析的吸附器，以实现回热，从而减少了系统的能量输入，提高了循环 的效率。
9
（2）热波循环
多床循环的吸附床与吸附床之间存 在传热温差使系统的回热利用率不高，
比较成熟的有活性炭-甲醇、活性炭-氨、氯化钙-氨、沸石-水、金
属氢化物-氢。R.E.Critoph和Voge曾经比较了沸石、活性炭分别 与R11、R12、R22、R114做工质对的情况，发现活性炭是一种
较为理想的吸附剂。
目前用于太阳能等低温热源驱动的固体吸附式制冷工质对的 工作特性如下表所示。
第五节-吸附式制冷
制冷循环的种类
吸附式制冷
• 1、吸附制冷定义：
某些固体物质在一定的温度及压力下，
能吸附某种气体或水蒸汽，在另一温度及
压力下，又能将它释放出来。这种吸附与
解吸的过程引起的压力变化，相当于制冷
压缩机的作用。固体吸附制冷就是根据这
一原理来实现的。
吸附式制冷
➢ 吸附：物质内部的分子和周围分子有互
破坏臭氧层的物质，值得开发。
（2）吸附式制冷可采用余热驱动，不仅对电力的紧张供应
可起到减缓作用，而且能有效利用大量低品位热能，如
太阳能，清洁没有污染。
（3）太阳能吸附式制冷具有结构简单，无运动部件，噪声
低，寿命长等特点。
吸附式制冷
3、吸附式制冷的缺点
（1）固体吸附剂为多微孔介质，比表面积大，导热性能很低
吸附式制冷
，因而吸附/解吸时间长。（可以开发新型吸附剂，从吸收
式制冷系统采用液体工质中是否可以有所启发？）
（2）单位质量吸附剂的制冷功率较小，使得制冷机尺寸较
大，吸附式制冷系统的功率远不如吸收式制冷系统，原因何
在？（强化传热，提高附剂的传热性能和单位吸附剂的制
冷功率，减小制冷机的尺寸 ）
吸附式制冷
吸附制冷技术的应用
吸收热量达到一定的温度或温度范围来
克服作用力。
吸附式制冷
吸附式制冷
太阳能吸附制冷原理图
一个基本的吸附式制冷系统由吸附床
(集热器) 、冷凝器、蒸发器和阀门等构成。
工作过程由热解吸和冷却吸附组成。
基本循环过程是利用太阳能或者其他热源,
使吸附剂和吸附质形成的混合物(或络合物)
在吸附器中发生解吸, 放出高温高压的制冷
剂气体进入冷凝器,冷凝出来的制冷剂液体
制冷空调用换热器研究进展
制冷空调用换热器研究进展摘要：随着我国科技的飞速发展，制冷空调用换热器方面有了很大突破。
为实现制冷空调行业的节能减排目标,研究具有轻量化、小型化和高效化的制冷空调用换热器至关重要。
本文主要介绍强化换热技术在制冷空调用换热器中的应用,包括风冷式换热器、水冷式换热器和蒸发式冷凝器,以及适应低制冷剂充注量、低GWP工质的紧凑型高效换热器的研发进展,为换热器的优化设计提供借鉴。
关键词：制冷空调；换热器；研究引言制冷空调技术的出现使得人类掌握了自主调节温度变化、创造人工环境的能力,已成为决定现代社会中食品安全、卫生健康、芯片技术、航空航天、高科技船舶、新能源汽车等重要科技领域发展水平的必不可少的支撑技术。
制冷空调设备的生产和使用消耗了大量的材料和能源,如空调的使用可消耗城市峰值用电的60%,通过制冷空调装置优化设计实现其节能节材,是减少碳排放的重要环节。
1制冷空调装置对于换热器的要求实际制冷空调装置除了蒸发器、压缩机、冷凝器、节流元件,还需要有其他部件协同工作。
为构成一个典型的热泵型空调器的主要部件及影响各自发挥的主要因素。
蒸发器用于实现制冷剂的冷量向空气传递,其中空气的流动依靠风机,风机由电机驱动;冷凝器是散热部件,其风机用于输送空气与冷凝器进行热交换,并由电机驱动;压缩机用于压缩蒸发器出来的制冷剂气体并排向冷凝器,现在主流的空调压缩机都是变频压缩机,带有变频器,用于实现压缩机转速调节;节流装置用于控制制冷剂流量大小;国内销售的空调器绝大多数是热泵型空调器,依靠四通阀使得制冷剂流向切换,以分别实现制冷与制热功能。
2制冷空调装置的基本性能2.1足够的冷热量、能效高对于冷热量提升,蒸发器和冷凝器承担冷热量的传递,无疑是最直接的影响部件。
对于能效提升,关注的重点大多会放到压缩机、风机这些直接耗能部件上。
但针对产品的调研发现,目前压缩机和风机的效率都已经做到很高,比如它们的电机效率可以达到90%以上,所以提升的空间有限。
固体吸附式制冷新技术
固体吸附式制冷新技术
王如竹
【期刊名称】《制冷技术》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】固体吸附式制冷技术是充分利用低品位能源的一种有效手段，本文结合作者的实验室研究成果，对吸附式制冷系统及其在能量综合利用中的一些新技术进行了总结及探讨。
【总页数】5页(P4-7,12)
【作者】王如竹
【作者单位】上海交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB616
【相关文献】
1.太阳能固体吸附式制冷技术在制冷空调装置中的应用 [J], 刘涛
2.固体吸附式制冷系统制冷剂的解吸特性 [J], 刘佳星;季旭;李明;李海丽;范荣康;许强强
3.太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展 [J], 刘家林;郑学林
4.制冷低温技术的节能应用与太阳能固体吸附式制冷技术研究 [J], 李明;王六玲
5.固体吸附式制冷系统中吸附剂粒径及吸附床总孔隙率对吸附床传热性能的影响研究 [J], 陈思宇;程远达;高敏;贾捷;杜震宇
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空调蓄冷相变材料强化传热的研究进展
空调蓄冷相变材料强化传热的研究进展摘要相变材料在蓄冷空调中的应用越来越受到重视，然而多数相变蓄冷材料均具有极低的导热系数，因此相变蓄能材料的应用就要求热传导技术的提高。
概述了近年来关于相变蓄冷材料的研究和强化传热两方面的研究进展。
关键词相变蓄冷材料；强化传热；导热系数在能源危机越来越尖锐的形势下，节能己成为现代科技界研究的问题之一。
作为国民经济基础产业之一的电力工业的节能在其中具有重要的地位，解决电力不足的问题，一方面是靠增加对电力的投入，加快电力建设的步伐；另一方面则是通过国家对电力政策的调整，节约用电、移峰填谷，是解决电力供需矛盾的有效方法，蓄冷技术正是在此背景下在70年代后获得了较大发展。
使用蓄冷空调系统的目的就是使制冷机在夜间用电低谷时段制冷蓄冷，在白天用电高峰时段释冷，籍以全部或者部分转移用电高峰时段空调用电负荷，实现“削峰填谷”，合理利用能源的目的。
由于能量的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性，为了合理地利用它，人们常需要把暂时不用的能量储存起来，在需要的时候释放出来。
因此，相变蓄能材料的利用在最近几年受到极大的重视，这是因为相变蓄能材料在转熔过程中具有极大的蓄能能力和等温性能。
然而具有高蓄能密度的多数相变蓄能材料均具有极低的导热系数，因此相变蓄能材料的应用就要求热传导技术的提高。
1相变材料在空调中的应用相变材料（PCM）在蓄冷方面的应用较为成熟的技术是主动式蓄冷，即蓄冷系统和空调系统相结合，组成空调蓄冷系统。
所谓空调蓄冷系统是指在电价低、空调负荷低的时间内蓄冷，在电价高、空调负荷高时释冷，以此从时间上全部或局部转移制冷负荷的空调系统。
蓄冷用相变材料主要包括水、冰、无机盐相变材料和有机物相变材料。
水是自然界的主要资源，用水作为蓄冷剂投资省，技术要求低、维修费用少。
但由于水的贮能密度低，占地面极大，冷耗较大，所以不是蓄冷的最佳选择；冰作为蓄冷物质，蓄冷密度较大，蓄冷温度恒定，与水蓄冷相比，其蓄冷密度约为水蓄冷的18倍以上，而且占地面较小，因此具有广泛的应用范围，它特别适合于冷负荷变化较大的场所。
太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机吸附工质的选择的开题报告
太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机吸附工质的选择的开题报告一、研究背景和意义随着人类社会的发展，对能源的需求不断增加，同时能源的消耗也日益加剧，严重威胁着全球能源安全。
太阳能是一种无限、清洁、绿色的能源，具有广泛的应用前景。
太阳能驱动的制冷机是太阳能利用的重要领域之一，可以用于冷藏、冷冻、空调等应用。
固体吸附式转轮制冷机是利用吸附剂的吸附与脱附来实现制冷的一种制冷机型。
相较于传统的制冷机，固体吸附式转轮制冷机具有能源消耗低、环保、低噪音等优点，因此在太阳能驱动制冷机领域也受到了广泛的关注。
本文将围绕太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机中吸附工质的选择进行研究。
吸附工质是固体吸附式转轮制冷机中至关重要的组成部分，直接影响着制冷机的制冷性能和经济性。
因此，在制冷机的性能和经济性方面进行研究，对于制冷机的优化设计和产业化应用具有重要的意义。
二、研究目的和内容本研究的目的是在太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机的基础上，通过对吸附工质进行研究，探究不同吸附工质对制冷机性能的影响，从而为制冷机的优化设计和产业化提供依据。
具体研究内容如下：1. 固体吸附式转轮制冷机中吸附工质的种类和特性介绍；2. 不同吸附工质在太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机中的应用情况；3. 不同吸附工质对制冷机性能的影响及其机理；4. 对比分析不同吸附工质在制冷机应用中的优缺点；5. 结合制冷机的实际需求，选择合适的吸附工质。
三、研究方法和技术路线1. 文献调研法：采用文献检索的方法，对太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机及吸附工质相关研究进行综述，总结目前研究的热点和趋势。
2. 实验方法：利用制冷机实验台进行实验，比较不同吸附工质对制冷机性能的影响，研究吸附工质的吸附性能等关键参数。
3. 计算模拟法：采用数值模拟的方法，建立太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷机模型，分析吸附工质的吸附与脱附过程，预测制冷机的制冷性能。
4. 综合分析法：通过实验和计算模拟，综合分析不同吸附工质在制冷机应用中的优缺点及其对制冷机性能的影响，选取最适合的吸附工质。
吸附式制冷原理
吸附式制冷吸附式制冷基本结构由太阳能集热器、冷凝器、储液器、蒸发器和阀门五个模块组成。
吸附式制冷系统的运作机制为：在白天，集热器温度随着气温的升高而升高，制冷剂蒸发集热器中压力升高，气体进入冷凝器并冷凝、制成液体；在晚上，温度降低，吸附剂会吸收制冷剂蒸汽，蒸发器中压力降低，于是会有更多液体气化，蒸发中吸收热量降温。
摘要 2一吸附床的设计 52 结构 6（1）床内结构特点 7（2）太阳能集热器的选择 74 太阳能集热器的性能指标5） 9（1）集热性能 9太阳能集热器性能通过集热效率和集热温度量个指标来反映。
集热效率是指太阳能入射能量中转变为热能的部分与实际太阳辐射能之比。
9（2）制冷性能 95 太阳能平板型吸附床强化传热的分析和方法 10（1）吸附床中嵌入肋片 11（2）提高吸附剂的导热系数 11（3）的金属热容比与系统运行性能 13二工质对的选择 14三蒸发器的设计 17四冷凝器与冷却器的设计 19五系统基本循环工作原理 191 日间工作部分 19（1）各个子系统瞬时能量平衡方程的建立 21（2）系统的性能参数 222 夜间工作部分： 22六吸附式制冷系统的优化9） 24七系统运行参数与系统动态性能 251 循环周期与系统动态性能 252 热源温度与系统运行性能 263 系统运行的环境——冷却水温度与系统动态性能 26八吸附式制冷系统运行控制10） 261 安全保护系统 26（1）吸附床的安全保护 26（2）冷凝器的安全保护 27（3）泵的安全保护 272 微机控制系统 27（1）检测功能 27（2）记忆功能 27（3）预报功能 28（4）执行系统 28九参考文献 28总结 29摘要每年到达地球表面的太阳辐射能为5.57×1018MJ，相当于190万亿吨标准煤，约为目前全世界一次能源消费总量的1.56×104倍。
太阳能取之不尽，用之不竭，还具有清洁安全、无需开采和运输等优点。
制冷系统的传热强化与削弱
17:27
6
6.5 制冷系统的传热强化与削弱
6.5.4 制冷系统中的隔热
1. 隔热目的：减少冷量损失，提高经济性；表面高于露点温度，防凝露或结霜； 2. 理想隔热材料：热导率小，抗湿性强，耐火性强，不易霉烂并能避免虫蛀鼠
咬，持久耐用，便于加工和施工；
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6.5 制冷系统的传热强化与削弱
6.5.3 添加纳米颗粒强化传热
1. 纳米颗粒与流体混合，制成纳米颗粒悬浮液，强化传热，降低输送功耗； 2. 纳米颗粒强化传热机理：金属及其氧化物纳米颗粒后，悬浮液导热系数增大；
颗粒之间、颗粒和流体间、颗粒与壁面间相互作用；颗粒增加湍流强度，截 面温度均匀，减小层流底层厚度； 3. 纳米悬浮液配置及强化换热特性：纳米颗粒小尺寸效应，颗粒表面有较强极 性，易团聚在一起，形成聚合体而沉淀，悬浮稳定性很关键；可加分散剂， 或超声波震荡，打散聚合体；
1. 强化传热方法： （1）制冷剂凝结和沸腾换热强化： a.内微肋管，对于流动凝结，微肋可使凝结液膜变薄并增大换热面积；对于流 动沸腾，微肋提供汽化核心、增加表面张力，增大传热面积。 b.强化管外凝结换热的低肋管及横纹管，氟利昂卧式壳管式冷凝器，低肋铜 管；氨采用横纹管，节距合适，表面张力对凝结液起控制作用，凝结液由 沟槽处滴落，光滑液膜薄效果好，节距太大，重力起控制作用，冷凝液从 光滑段滴落，而非沟槽，效果差； c.管外沸腾强化换热：T字型槽道，T与T的顶部间距0.2～0.25mm，底部有 较宽的螺旋形槽道，底部槽道气泡运动会冲刷壁面生长的气泡，增加气泡 脱离频率
2. 评价的困难：表面传热系数增大效果和伴随的流体泵功耗增大相比是否合 适？即收益和代价的比值。
3. 单相对流传热，有如上公式，大于1，则强化措施有价值。 4. 蒸发或冷凝相变换热，工质压降对蒸发或冷凝温度有影响，影响了换热量，
强化传热技术与新型高效换热器研究进展_方书起
强化传热技术与新型高效换热器研究进展方书起 祝春进 吴 勇 牛青川 赵银峰(郑州大学)摘 要 简述了国内外实用强化传热技术的研究状况。
介绍了国内外开发的强化传热元件以及国内外推出的各种新型高效换热器。
关键词 强化传热 传热元件 管壳式换热器 新型高效换热器中图分类号 T Q051 5 文献标识码 A 文章编号 0254 6094(2004)04 0249 05换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。
据统计,在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的30%,在炼油厂中换热器占全部工艺设备的40%左右,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的[1]。
上个世纪70年代初发生的世界性能源危机,有力地促进了传热强化技术的发展。
为了节能降耗,提高工业生产的经济效益,要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备[2]。
而强化传热元件的研究是新型高效换热设备设计制造的基础。
因此,二十余年来,强化传热技术和换热器的开发与研究始终是人们关注的课题[3]。
当今换热器的发展以计算流体力学、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发形成了一个高技术体系[4]。
1 强化传热技术换热器的强化传热就是力求使换热器在单位时间内,单位传热面积传递的热量达到最多[5]。
应用强化传热技术的目的是:提高现有换热器的换热能力;减小设计传热面积,以减小换热器的体积和质量;减小换热器的阻力,以减小换热器的动力消耗;使换热器能在较低温差下工作。
强化传热主要有3种途径:提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差。
2 管壳式换热器目前,管壳式换热器仍是石油、化工、冶金和制冷等工业部门中应用最普遍(约占70%),理论研究和设计技术最完善,运用可靠性良好的一类换热器。
其研究包括了管程和壳程两侧的传热强化研究。
2.1 管程强化传热研究人们想尽各种办法实施强化传热,归结起来不外乎两条途径:改变传热面的形状和在传热面上或传热流路径内设置各种形状的插入物。