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機(jī)房制冷技術(shù):吸附式制冷

更新時間:2018-01-11  |  點(diǎn)擊率:2078

(1)間歇型吸附式制冷系統(tǒng)
間歇型吸附式制冷時利用太陽能驅(qū)動的制冷劑,主要由吸附床、冷凝器和蒸發(fā)器組成一個封閉系統(tǒng)。白天,處于環(huán)境溫度的吸附床被太陽能加熱,吸附劑溫度升高后開始解析,制冷劑從中脫附出來,系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑蒸氣壓力逐漸升高,當(dāng)達(dá)到與環(huán)境溫度對應(yīng)的飽和壓力時,制冷劑蒸氣在冷凝器中凝結(jié),同時放出潛熱,冷凝下來的液體進(jìn)入蒸發(fā)器中貯存。晚上,吸附床被冷卻,吸附劑的吸附能力提高,于是開始吸附蒸發(fā)器中的制冷劑蒸氣,造成系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低,此時蒸發(fā)器中的制冷劑便在低溫下不斷蒸發(fā)出來,吸收被冷卻物質(zhì)的熱量,達(dá)到制冷的目的。如果采用其他熱源,只要對吸附床間歇地進(jìn)行加熱和冷卻,使吸附劑周期性地產(chǎn)生脫附和吸附作用,同樣能達(dá)到制冷的目的。由上述可知,吸附式制冷也屬于液體汽化制冷。與蒸氣壓縮式制冷機(jī)相類比,吸附床利用溫度的變化引起吸附量的較大變化,導(dǎo)致封閉系統(tǒng)中壓力的較大變化,從而起到壓縮機(jī)的作用。但上述吸附系統(tǒng)間歇性制冷,吸附器處于吸附過程中產(chǎn)生冷效應(yīng),吸附結(jié)束后必須有一個脫附過程使吸附劑狀態(tài)還原,這時將停止制冷。
(2)連續(xù)型吸附式制冷系統(tǒng)
由兩個(或以上)吸附床組成的吸附式制冷機(jī)只需交替完成吸附和脫附過程,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。假定對吸附床A加熱,對吸附床B冷卻,當(dāng)A床充分脫附,B床吸附飽和后,再使吸附床A冷卻,吸附床B加熱,二者交替運(yùn)行組成了一個完整的連續(xù)制冷循環(huán)。同時,在兩過程切換中,還可以利用脫附剛結(jié)束的熱床的排熱加熱另一個吸附剛結(jié)束的冷床,從而使熱能充分利用,提高制冷循環(huán)的效率,這樣就構(gòu)成連續(xù)回?zé)嵝脱h(huán)。
(3)吸附制冷工質(zhì)對
吸附劑制冷劑工質(zhì)對的選擇是影響吸附式制冷機(jī)性能的重要因素之一。理想的工質(zhì)對是要求在工作范圍內(nèi)吸附性能強(qiáng)、吸附速度快、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。目前,對吸附工質(zhì)對的研究正在不斷深入和發(fā)展。比較成熟的有沸石-水,硅膠-水,活性炭-甲醇,金屬氫化物-氧,氯化物鹽類-氨等。由于水的汽化潛熱比較大,而且在0℃以下易結(jié)冰,所以沸石-水、硅膠-水比較適合蒸發(fā)溫度為0℃以上的空調(diào)系統(tǒng)。活性炭對甲醇的吸附容量比較大,而且吸附容量對溫度變化比較敏感,甲醇的汽化潛熱大,冰點(diǎn)低,沸點(diǎn)比室溫高,對銅鋼等金屬材料不腐蝕,因此活性炭對甲醇適合太陽能或其他低溫?zé)嵩打?qū)動的一般制冷系統(tǒng)。但由于甲醇在150℃左右易分解,其工作溫度應(yīng)低于150℃。
(4)吸附式制冷的特點(diǎn)
與蒸氣壓縮式制冷相比,吸附式制冷具有以下優(yōu)點(diǎn):
①可以利用各種熱能驅(qū)動。除利用鍋爐蒸汽、燃油燃?xì)猱a(chǎn)生的熱能外,還可以利用太陽能和各種廢熱、廢氣、廢水等低品位熱源。
②可以大量節(jié)約用電,削減空調(diào)季節(jié)電網(wǎng)的峰值負(fù)荷。
③結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行部件少,安全可靠。
④以水、氨、甲醇等為制冷劑,對環(huán)境和大氣臭氧層無害。
盡管吸附式制冷具有極大的應(yīng)用前景,但它的一些缺陷也大大降低了它的市場競爭力,主要表現(xiàn)在:吸附和脫附過程比較緩慢,制冷循環(huán)周期較長;與蒸氣壓縮式和吸收式制冷機(jī)相比,制冷量相對較小,熱力系數(shù)一般為0.5~0.6。

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