固体吸附制冷系统中气液回热研究.pdfVIP

中用_T程≈}蜘理乎台 T牲点I力学与能源n川 帮}届年会 论文蝙号011035 固体吸附制冷系统中的气液回热研究 王文曲夭非邓亚琳李中华王如竹 』二海交通大学制冷与低温研究所200030 cn．corn Tel：021E-mail：sorption@21 0前言 固体吸附制冷采用的工作介质一般对大气环境无污染，而且可用70C以上的热源驱动。 因此可在太阳能热利用以及余热同收等领域获得广泛的应用。近年来，吸珩制冷研究的方向 之一是发展新的、高效的循环，以及提高现有循环的运行性能。例如对于连续吸附制冷循环， 两个吸附床间的回热以及回质技术已被理论和试验证明是提高循环性能的有效手段。 制冷循环的回热与吸附制冷循环通常所说的回热不同。后者指固体吸附制冷在吸附床的 吸附／解吸状态转变前时．高温的解吸床与温度较低的吸附床之间进行热量交换．从而节省 对吸附床必需的加热量和冷却量，使吸附制冷循环的性能系数提高Ⅲ，回收的热量主要来自 吸附床的显热，也有部分来自吸附解吸反应热。通常制冷循环的回热应称为气液回热，一般 指制玲荆回路中温度较低的蒸发气体与温度较高的冷凝液体之间的能量回收，从而使节流元 件前的制冷帮液体继续过冷．而从蒸发器出来的制冷剂气体过热。在压缩制冷系统中，气液 回热虽然使循环的制冷量有所增加，但也使驱动循环的比功增加。因此，从循环性能系数看． 同热的好坏与循环的制冷剂有很大关系。例如，对于HCFC22和NH；系统，圆热会使循环 的制冷系数和容积制冷量降低，而CFC】2系统采用同热后上述指标则有一定程度升高口。3】。 对于吸附制冷系统来说，气液回热一方面增加了循环制冷量，另一方面对驱动循环运千亍 的加热量影响非常小，因此不会出现部分压缩制冷循环中出现的负面效果：对于连续型吸附 Dc， 制冷循环(通常系统有两个以上的吸附床)，经过冷凝器的制冷剂液体温度一般35-50 oc)。如果让冷凝液直接进入蒸发器，则 远远大于蒸发器出口的气体制冷剂温度(小于10 需要消耗一部分冷量以降低制冷剂液体温度，所以对丁提高循环制冷量不利。因此．吸附制 冷系统结构中，气液回热是将蒸发器和吸附床间的制冷剂蒸汽与冷凝器和与节流元件间的制 冷剂液体进行热交抉。下面通过定量分析和试验来深入说明气．液回热与循环性能闻的关系n 1．气-液回热的理论分析 l_1气液回热有利于提高吸附制冷搪环的COP 气液回热量与蒸发气体和冷凝液体的温差密切相关，为了便于分析，这里定义一个气液 月热的回热度R： R：三．三 (】) t—t 其中．T是冷凝液在同热器出口的温度，Tc和Te分别是冷凝温度和蒸发温度。分析中 忽略流体流动过程中的散热损失。R=0时，T=Te，无回热：而R=I时，T=Tc，极限回热，这 在实际运行时不可能达到。 对 假定冷凝液在Tc和Te间的显热是Q。，对吸附床加热以再生吸附剂所需总热量Q。， 吸附床冷却使吸附剂吸附制冷剂需要带走热量Q。，制冷荆蒸发所产生的冷量Ck，在简单吸 423 附制冷循环中与在具有气液回热的循环中的性能系数(c0P)分别为 ∞P：堕二竺 B ∞P：坠二型二旦 (3)