文档介绍：太阳能固体吸附式制冷空调原理及前景
前言
随着人们生活水平的大幅提高,空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器,另一方面,大
范围地使用传统制冷方式已经给环境造成了极大的破坏。首先是臭氧层空洞问题。传统制冷
机广泛采用氯氟烃类制冷剂简称 CFC,HCFC,它们会催化分解臭氧,削弱对紫外线的阻挡,
威胁人类健康;其次,每年常规高能耗的制冷需求占用国家电力消耗的比例迅速增加,引起
电力紧张,各地兴建各类发电站,火力占主要,大量烧煤增排CO2 增强温室效应,引起全球
升温;再次,能源短缺已然成为世界性的问题,普通空调器的普及显然是不利与于能源节约
的,近几年来夏季我国各地特别是沿海停电现象严重,拉电限电十分普遍。
基于以上的问题,人们已经逐渐认识到可持续发展的重要性,同时也积极开发对能源有
效利用和保护环境的新技术。太阳能固体吸附式制冷技术作为一种以太阳能为能源并且对环
境无破坏作用的新型技术备受关注。
国外于二十世纪六七十年代就开始了对吸附式循环的研究。国内的研究开始于八十年代
初,严爱珍等人曾在1982 年对吸附式制冷作过研究,使用的工质是沸石分子筛-水和沸石分
子筛-乙醇。1992 年巴黎国际吸附式制冷会议带动了该技术的研究,在接下来的国际会议上
均有上百篇论文发表,该项技术得到不断发展。
工作原理
固体吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。
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左图是脱附过程的简单模型图。吸附床
内充满了吸附剂,吸附有制冷剂,冷凝
器与冷却系统相连,一般冷却介质为水。
工作时,太阳能集热器对吸附床加热,
制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从
吸附剂表面脱附,进入右边管道,系统
压力增加,C1 导通,C2 关闭。当压力与
冷凝器中对应温度下的饱和压力相等
时,制冷剂开始液化冷凝,最终制冷剂凝结在蒸发器中,脱附过程结束。在这个过程中,太
阳能集热器供能 Q1,冷凝器放热 Q4 由冷却水排除到系统之外。
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右图是吸附过程的简单模型图。冷却系统
对吸附床进行冷却,温度下降,吸附剂开
始吸附制冷剂,左边管道内压力降低, C2
导通,C1 关闭,蒸发器中的制冷剂因压力
瞬间降低而蒸发吸热,达到制冷效果,制
冷剂达到吸附床,吸附过程结束。在此过
程中,吸附床放热 Q2,被冷却水排除到系
统之外,蒸发器从环境中吸收 Q3 的热量。
以上只是最简单的模型图,由上可知单台吸附床工作时制冷是间歇式的,不能连续制冷,要
达到连续制冷的效果,必须使用两台或两台以上的吸附床,交错运行,制冷的循环就连续了。
优点和缺点
要了解吸附式制冷技术的优点和缺点,有必要将其与吸收式制冷技术进行比较,由于两
者是十分相近的制冷方式,但是在产业化方面,吸收式制冷技术明显优于吸附式制冷技术,
通过比较可能会获得有用信息。
两者既有相同之处也有相异之处,下面先从原理,工质的环保,能量来源三方面简单讲
述相同之处:
,吸附式制冷与吸收式制冷是两个循环特性十分相近的制冷方式,其制冷原理
为:制冷剂在低压(相对)下蒸发,从环境中吸热制冷,两者都是利用物质的吸附(吸收)
作用,吸附(吸收)制冷剂蒸气,所释放的吸附(吸收)热被冷却介质排除于系统之外,经
加热后制冷剂蒸气