船用轮机尾气余热吸附式冷管的实验研究

船用轮机尾气余热吸附式冷管实验以船舶轮机余热利用为背景,基于吸附制冷原理,在一支密闭管内通过吸、脱附循环获得冷量的吸附式制冷单元管;该冷管采用13X沸石分子筛-水工质对,在脱附温度为200℃,吸附温度为12℃工况下,蒸发温度达到了3℃,获得了198.8KJ制冷量,有效地实现了轮机尾气余热的再利用,是一种对环境友好、没有温室效应和臭氧破坏势的制冷方式,该研究具有潜在的应用价值,具有环保和节能的特点。     

沸石分子筛吸附式制冷 Ⅰ.沸石分子筛体系的选择

用高真空吸附重量法测定了水和乙醇在 NaY、13X、5A 等沸石分子筛上的吸附等温线,吸附温度范围从25℃到300℃。阐述了沸石分子筛用于吸附式制冷的吸附理论基础,根据液-气-沸石的稳态平衡方程对液体-沸石吸附体系制冷的物理化学性质进行了描述。按照不同用途的制冷要求对吸附体系进行了选择。发现乙醇液体-沸石体系(如乙醇-5A 体系)可用于小循环量的低温制冷如制冰、冷冻机等,而水-沸石体系(如水-NaY 体系)可用于大循环量的制冷如空调、冰箱等。     

循环周期对吸附制冷管性能的影响与分析

设计制作了一种类似于热管、以13X分子筛-水为工质对的吸附制冷单管,吸附制冷单管直径为19 mm,吸附制冷单管由吸附床段和蒸发\冷凝段组成,其中吸附床段长800 mm,蒸发冷凝段长260 mm。吸附制冷系统由吸附制冷单管、管式电炉和数据采集装置组成,利用本装置对影响吸附制冷单管性能的循环周期、吸/脱附时间比进行了一系列实验研究,并利用数值模拟对分析结果进行了理论分析。研究表明:当吸附时间和脱附时间相等时,在不同脱附温度下,循环周期存在一个相应的最佳值,脱附温度越高,相应的最佳循环周期越长;适当增加一个循环周期内吸附时间所占比例可有效提高单元管制冷功率。对于此吸附单元管,在脱附温度为310℃时,吸附时间35 min、脱附时间25 min时,吸附制冷单管制冷功率达到最大值4.97 W,其单位质量吸附剂的制冷功率SCP为57.73W/kg,比吸附时间和脱附时间均为30 min时的制冷功率提高6.65%。     

吸附制冷用吸附剂性能测试及实验研究

研究吸附工质对的性能对于吸附式干燥、除湿、制冷具有重要作用,而吸附剂的吸附量、导热系数和吸附材料的性质、温度、压力等许多因素有关,因此用实验来测定就变得十分的有必要。本文以3A作为吸附剂,水作为制冷剂,组成吸附式制冷工质对,通过液位法对工质对的吸附制冷性能进行了研究。结果表明:它的最大吸附量为24.5g,最大吸附率为0.112g/g。本实验吸附床中3A沸石分子筛的量为218.5g,在脱附温度为260℃,吸附环境温度为25℃时,根据已有的对太阳能冷管的改进实验,选用同样材料的太阳能冷管计算时,可得其制冷量为147.864J,制冷系数COP为0.116。     

太阳能吸附式制冷管的实验研究

本实验在室内用碘钨灯代替太阳辐射,通过改变碘钨灯与太阳能冷管之间的距离来调节太阳辐射强度。整个周期太阳辐射强度范围为400~1000W/m~2,室内环境温度范围在19~25℃,湿度维持在40%左右。太阳能冷管吸附床脱附过程中的最高温度为120℃;吸附过程中温度下降至20℃左右;太阳能冷管一个周期内单根冷管的制冷量为160k J,制冷系数约为0.15。太阳能冷管可以有效地利用太阳能制冷,是一种对环境友好、没有温室效应和臭氧破坏势的制冷方式,该研究具有潜在的应用价值,具有节能环保的特点。     

太阳能固体吸附式制冷的应用与发展

本文在综合前人研究成果的基础上,分析了太阳能固体吸附式制冷的特点,简述了太阳能吸附式制冷的发展现状,并介绍了其基本原理和两种循环类型,及太阳能集热器的一些情况。对硅胶—水,沸石分子筛—水为吸附工质对的系统进行了理想循环计算,发现前者比后者更适合于太阳能吸附制冷系统,提出了新的观点。     

沸石吸附式制冷技术的研究进展

综述了国内外沸石分子筛吸附式制冷技术的研究进展,主要包括沸石分子筛制冷的特性、研究现状及存在问题,并介绍了今后的研究重点和方向。     

ZSM-5沸石在空调应用中的吸附脱附性能研究

针对固体吸附式制冷在空调领域的应用,建立了一套采用ZSM-5沸石-水作为吸附工质对的实验研究系统,对其吸附脱附性能进行了实验研究,得到了吸附脱附性能曲线。比较了不同吸附床温度以及吸附床有无保温情况下,ZSM-5沸石分子筛对水的吸附情况:低温情况对水蒸气的吸附量随吸附时间明显增加,但吸附率逐渐变慢;床温升高,吸附剂达到吸附平衡所需时间缩短,平衡吸附量则有所降低。     

新型太阳能冷管吸附制冷的实验研究

根据固体吸附式制冷原理,利用太阳光作为热源,对一种新型太阳能冷管的制冷性能进行试验研究。该冷管冷凝器采用薄壁不锈钢材料,利用沸石分子筛—水作为吸附工质对。实验结果表明:在太阳辐射强度为21.01~22.90MJ/m2,室外环境温度最高为31℃时,该太阳能冷管的单支制冷量大约为145k J,制冷温度为11℃,制冷系数约为0.118。     

新型太阳能吸附制冷系统性能实验研究

采用新型吸附床结构建立一套太阳能固体吸附式制冷系统,利用ZSM-5沸石分子筛-水作为工质对进行空调应用领域吸附脱附制冷性能研究。通过实验测得吸附床内温度可达130℃,与太阳辐照度有密切的关联,床内沿轴线有温差分布,周向温度分布均匀。吸附过程沿制冷剂进口方向有时滞后,吸附床温度对吸附过程有影响,实验系统COP变化范围为0.02~0.05之间。