采用复合吸附剂多功效热管型吸附制冷机.pdfVIP

中国‘r程热物理学会 T程熟力学≮能源利用 第1一届学术会泌 编呼：051005 采用复合吸附剂多功效热管型吸附制冷机 陆紫生 王如竹2 王丽伟 陈传涓 f：海交通人学制冷‘j低温T程研究所，I：海200030 摘要 趾计制造』’一台采用复台吸附剂(氮化钙和活性炭)氨T作对的双床多功散热管型吸附制冷机， 并进行，人量实验，获得r新型热管型吸附制冷系统的制冷特性。本系统分别采用丙酮域水为热管工 作液，以加热器加热米模拟渔船余热力¨热以及太掰1能加热。实验得{}j渔船制冰工况、船舶空调_T况、 太m能窄调T况、太阳能制冰等四种丁况下的单位质量吸附剂的制冷功率SCP和制冷系统COP。结果 旺尔水热管工质更适合于船舶余热施用，而W酮热管T顶较适合于太阳能应用。 关键词：热管；复合吸附剂；制冰机；卒调 O引言 采用天然T质作为制冷剂的吸附式制冷不仅具有ODP为零、GWP为零的环保优点， 而且具有可以充分利用低温余热、太阳能的优点，冈而已经受到制冷领域的广泛重视。 此外，这种系统还具有制造简单、无运动部件、低噪声、低维修费用等1：艺优点，所以 吸附制冷已经被认为是具有广‘泛的应用前景和价值的制冷技术lJ#J． 吸附制冷有物理吸附制冷、化学吸附制冷两种基本形式，以及以此两种为基础的复 合吸附剂吸附制冷。在物理吸附制冷研究方面，Tamainot-Telto．Z．等p J、Critoph}U Vogell4】、AntonioPralon等pJ、R．E．Critoph等州、q-德吕【，’等他们分别对散装活性炭． 氨、活性炭．甲醇、沸石．水、硅胶．水等T作对的吸附制冷特性进行了研究。研究表明物 理吸附工作对作为太阿J能吸附制冷l‘作对时具有典型优势。化学吸附剂优点是吸附量 火，典型的研究有Yanoma[81的金属氢化物．氢一I‘作对热泵系统和王丽伟等的氯化钙—氨工 怍对分离热管与复合交变热管渔船制冰机等㈣。化学吸附剂的缺点是传热性能差，气体 渗透性能著，同时吸附过程中会出现膨胀、结块等现象。而复合吸附剂的特点是兼顾了 多孔介质以及化学吸附剂的优点，典型的研究有：Mauranf：作组对石墨．化学吸附剂的 在复杂制冷循环研究方面，有回热循环、同质循环、两床、多床循环以及热波循环 SpinnerII 热循环相耦合，利用先回质、后同热的方式，对活性炭．甲醇系统进行了研究Il”。以上情 况较多属于两床系统。SheltonⅢ1]提出了相当于无穷多个吸附床同热的热波循环”…， Critoph【I”在热波循环基础上提出了强化吸附床传热与传质的对流热波循。 本文特点是采用复台吸附剂．氨二L：作对的多功效热管型吸附制冷机系统，和其他研究相 比，其主要特点为：1、采用了热管型同热过程，利川了热管高导热性，加快了吸附床 的冷却速度，改善了吸附性能，提高了制冷功率。同时，和其他回热同路相比，此回热 回路中，不需要另加回热媒体和网路，降低了系统复杂性，提高了系统可靠性；2、利 用热管原理，设计出海水间接冷却回路、避免了海水与吸附床的直接接触；同样利J_}；I热 管原理，以锅炉为热管加热端，吸附床为热管冷却端，设计出热管，驰加热同路； 3、加 edu．cn 2联系作者：rz、~．ang@sjtu 热、冷却回路有部分重叠，不需要加热冷却两套管路，既简化了管路义减少了金属热 容：4、采用氯化钙艏性炭复合吸附剂，通过合理T艺，可以避免CaCl2的膨胀结块 提高了对氨的吸附性能。本文主要报道其主要结构，实验数据，和结果分析。 1系统设计 1．1总体结构 本系统将热源、冷源和吸附床有机地结合在一起，即构成了多功效热管型吸附制冷 系统。如图l所示。其主要包括以下三个热管型工作回路：l、热管加热回路：加热吸 附床时，锅炉、吸附床、阀门等构成的回路；2、热管冷却回路：冷却吸附床时，吸附 床、冷却器、阀门等构成的回路：3、热管型回熟回路：两吸附床回热时，由充液容器、 吸附床、冷却器、阀等构成的回路：4、回质回路：吸附床l和吸附床2以及氨阀构成 的回质回路：5、海水回路：冷却海水经过冷却器、冷凝器、及其水阗、水泵等构成的 海水同路：6、氨回路：蒸发器、吸附床、