以硫化石墨为吸附剂基质的再吸附制冷性能分析

相比于传统的吸附式制冷,再吸附制冷作为一种新型的制冷方式,其结构更加简单,并且其制冷性能系数也比相同条件下的吸附式制冷系统要高,故有较好的应用前景。但受到吸附剂的传热传质性能的限制,难以实现高效的再吸附制冷。本文利用硫化石墨作为吸附剂的基质,对其导热系数以及渗透率进行了测试比较,优选吸附剂。并且针对再吸附制冷系统建立了相关数学模型,分析不同工况条件下吸附剂工质对的性能。对整个再吸附制冷过程进行模拟仿真,从而得到不同工况下的制冷性能。结果表明,采用新型复合吸附剂的再吸附系统,COP最大可达到0.3以上,SCP最大可达到161 W/kg。     

低温热源驱动的二级吸附冷冻循环实验研究与性能分析

在冷冻应用方面,传统的吸附式制冷工质对在热源温度低于90℃、冷凝温度高于25℃的条件下,很难实现-10℃以下的冷冻。为了实现100℃以下的太阳能或废热利用,这里提出了二级吸附式制冷循环,建立了性能测试实验台。采用CaCl2-BaCl2-NH3作为工质对,利用85℃热源驱动,测试不同蒸发温度与冷凝温度下吸附剂的吸附与解吸性能。结果表明,二级吸附式制冷能够实现-20℃下的冷量输出,同时,冷却水温度为25℃时,氯化钙的循环吸附量、二级吸附式制冷COP与SCP分别为0.598kg/kg,0.24,106.6W/kg。     

基于13X沸石分子筛/MgCl_2的复合吸附剂性能实验研究

复合吸附剂的吸附性能是吸附制冷循环过程中的一个重要参数,基于测试整体成型复合吸附剂吸附性能的需要,本文设计搭建了一种整体成型吸附剂性能测试装置,对复合吸附剂MgCl_2-13X进行了吸附性能测试实验。结果表明:该实验装置中吸附床外侧底部的温度变化速率较接近吸附床内部底部吸附剂的温度变化速率,二者温度变化速率相差0.01~1.9℃/min,整个吸附和脱附过程二者温度的平均值相差约3.24%,能够满足吸附剂性能测试实验的要求。吸附剂性能测试实验及电镜下吸附剂的微观结构表明:浸泡法制备的复合吸附剂的吸附性能与MgCl_2溶液的浓度有关,MgCl_2能够改善13X沸石分子筛的吸附性能,本实验测得当MgCl_2溶液的浓度为15%时所制得复合吸附剂MX3性能最优,其最大吸附量为0.32 g/g,最大吸附速率0.59 g/min,相比单一吸附剂13X沸石分子筛提高了20%。     

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。     

新型复合吸附剂在吸附式冷冻机组中的应用

研制了一台采用新型复合吸附剂的吸附式冷冻机组,并对该机组进行了性能测试.测试结果表明,新型复合吸附剂在加热过程和冷却过程中的导热系数分别为0.72W·m-1·℃-1和0.56W·m-1·℃-1,复合吸附剂的强导热性能结合吸附单元管翅片强化换热,使得吸附床在冷却和加热过程中的传热系数达到了745.4W·m-2·℃-1和832.6W·m-1·℃-1,与以前类似的系统相比,性能分别提高了265%和300%.吸附剂的平均吸附速度达到了3.5×10-4kg·kg-1·s-1,比文献中的平均吸附速度提高了30%.说明新型复合吸附剂不仅可以提高吸附床的传热性能,而且可以提高吸附剂的传质性能,大大缩短了吸附式冷冻系统的循环周期,提高了机组单位质量的制冷量. ℃<'-1>,复合吸附剂的强导热性能结合吸附单元管翅片强化换热,使得吸附床在冷却和加热过程中的传热系数达到了745.4W·m<'-2>·℃<'-1>和832.6W·m<'-1>·℃<'-1>,与以前类似的系统相比,性能分别提高了265%和300%.吸附剂的平均吸附速度达到了3.5×10<'-4>kg·kg< -1>·s<'-1>,比文献中的平均吸附速度提高了30%.说明新型复合吸附剂不仅可以提高吸附床的传热性能,而且可以提高吸附剂的传质性能,大大缩短了吸附式冷冻系统的循环周期     

一种太阳能吸附制冷用复合吸附剂的研究

利用分子筛巨大的比表面积以分子筛为载体通过浸泡CaCl2溶液的方法制备复合吸附剂,在模拟实际使用条件下,对不同浓度CaCl2溶液制备的复合吸附剂的吸附、解吸性能进行了测定.并将吸附解吸性能最好的复合吸附剂在自制的模拟制冷装置上进行了制冷实验.结果表明,复合吸附剂具有良好的吸附、解吸性能,最大吸附量达46.93%,在自制模拟装置上系统COP达0.25,SCP为0.078w/g,符合太阳能吸附制冷的要求.     

吸附式制冷工质对的吸附性能测试研究

吸附剂的性能是吸附制冷技术中最重要的参数之一,而吸附量和吸附速率是吸附剂性能的2个重要指标。准确测定吸附剂的性能对于吸附制冷机的设计起着至关重要的作用。本文结合国内外对吸附剂性能的测试方法以及本课题对汽车余热吸附制冷所用吸附剂的性能进行测试,着重阐述吸附剂性能测试所用方法的特点以及使用范围,旨在为吸附剂性能的准确测试提供参考。     

低温驱动沸石-水吸附式制冷机的性能研究

本文研究的合成沸石-水吸附式制冷机采用FAMZ01沸石作为吸附剂,吸附床选择翅片涂抹式吸附床,通过实验研究该制冷机的制冷功率、制冷性能系数(COP)随热源温度、冷冻水进口温度的变化规律。结果表明,该吸附式制冷机在55℃的热源下就可以稳定输出制冷量,并在驱动热源为65℃左右展现其较佳的性能。     

吸附制冷系统中固化吸附剂性能的实验研究

在吸附制冷系统中,常用的吸附剂为粉末或颗粒形态,吸附剂颗粒之间的热阻和吸附剂与传热面之间的接触热阻很大,而采用固化吸附剂可以有效提高吸附剂的导热性能。本文以硫化膨胀石墨(ENG-TSA)为基质制备了固化活性炭(AC)吸附剂和固化氯化钙(Ca Cl2)吸附剂,针对固化吸附剂设计了无翅片的吸附床结构,并建立了一个低压蒸气驱动的吸附式制冷系统。通过实验对固化吸附剂的性能进行了测试,分析了吸附剂的传热性能、循环时间和蒸发/冷凝温度对吸附制冷系统性能的影响。结果表明:采用AC/ENG-TSA吸附剂,系统COP、SCP和体积制冷密度分别达到0.140,86.1 W/kg和16.11 k W/m~3;采用CaCl_2/ENGTSA吸附剂,系统COP、SCP和体积制冷密度分别达到0.279,288.6 W/kg和54.03 k W/m~3,性能较传统的吸附剂有明显的提高。     

以膨胀硫化石墨为基质的氯化钙/氯化钡-氨两级复合吸附式制冷循环实验研究

相对于单级吸附式制冷,两级吸附式制冷对热源温度和环境冷却温度适用范围更广。本文采用膨胀硫化石墨为基质,研制了氯化钙/氯化钡-氨两级吸附式制冷系统并进行了实验研究。吸附床采用传热传质强化后的新型固化吸附剂,利用新型非翅片式填充方式,有效降低了吸附系统的质量,增加了紧凑性。结果表明:两级吸附式制冷系统可以很好地适应热源温度低于100℃的工况,其性能在多数工况下高于单级吸附式制冷,系统COP与SCP随氯化钙解吸时间先增加后减小,COP最大可达0.27,SCP最大可达132.5 W/kg。     

一种新型吸附性制冷吸附剂的性能研究

吸附剂在吸附式制冷中起着至关重要的作用,13X沸石分子筛作为物理吸附剂具有稳定和安全的特点。本文通过闭式吸附测试系统对分别浸泡5%,10%,15%,20%CaCl_2溶液的13X沸石分子筛进行吸附性能测试,得出通过浸泡一定浓度的CaCl_2溶液可以提高13X沸石分子筛的吸附能力,但是一旦超过临界浓度,浸泡高浓度CaCl_2溶液会减弱13X沸石分子筛的吸附能力。     

基于太阳能空气取水复合吸附剂硅胶-CaCl_2吸附特性研究

本文介绍了一种太阳能吸附式空气取水方式,并利用粗空型硅胶及氯化钙粉末合成了硅胶-CaCl_2复合吸附剂,使用四种不同质量分数氯化钙分别制成复合吸附剂样品A、B、C、D,并测试了其在相对湿度相同,不同温度的三个阶段的开式吸附性能,实验结果表明:随着复合吸附剂中氯化钙含量的增加,其吸附速率和吸附量明显的增加,浸泡CaCl_2的浓度为54.18%的复合吸附剂,其吸附量达到48.22%。随着吸附温度的升高,各吸附剂的吸附速率明显增高,浸泡CaCl_2的浓度为54.18%的复合吸附剂,在50℃60%的吸附速率约为10℃60%的5.42倍。     

非平衡吸附特征的吸附床传热传质特性

建立椰壳活性炭-甲醇吸附式制冷系统吸附床传热传质数学模型,应用该模型进行具有非平衡吸附特性的吸附床传热传质研究,利用数值方法对数学模型进行求解,讨论了吸附床在冷却过程中吸附剂温度、吸附速率、吸附量、制冷系数以及单位质量吸附剂制冷功率与时间的关系,吸附床在加热过程中吸附剂温度、脱附速率及脱附量与时间的关系.研究结果表明:吸附床在整个吸附过程中的吸附速率存在一个峰值0.001 2 ks/s,吸附床在整个脱附过程中的脱附速率存在一个峰值0.001 7ks/s,吸附剂温度变化率在换热阶段趋于平缓,制冷系数值在吸附阶段近似呈线性增长,而单位质量吸附荆制冷功率在吸附阶段存在一个峰值35 kW/kW.     

氨吸附制冷特性的实验研究

对以ＮＨ３为制冷剂,ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２和活性炭为吸附剂所组成的吸附式制冷工质对的基础吸附性能进行了实验研究,得到了吸附等温线。实验结果表明,ＣａＣｌ２－ＮＨ３、ＳｒＣｌ２－ＮＨ３、工质对性能较佳,具有商业开发价值。本还研究了活性炭浸渍ＳｒＣｌ２及加入导热促进剂石墨的混合吸附剂对ＮＨ３的吸附性能。     

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。     

单级吸附制冷循环的热力学模拟

吸附式制冷是一种既可以有效利用余热又对环境友好的制冷方式,近年来吸附式制冷的研究倍受国内外的专家学者的关注。目前,由于吸附式制冷系统的性能参数COP较低、制冷机体积庞大和吸附器结构复杂等因素限制,尚无法推广应用。为此有必要对吸附工质对的优选,性能参数的影响因素以及系统的优化组织等方面进行更深入的研究探讨。鉴于此,建立了单级吸附系统的循环热力学模型,以寻求最佳工质对并获得影响循环性能的主要因素以及评价。     

吸附式制冷中固定床导热性能改进研究

本文对吸附式制冷系统中固定床的传热机理进行了实验探索.利用苯胺单体在吸附剂颗粒表面化学氧化聚合,形成均匀连续的高分子导热网,使吸附剂的有效导热系数提高到原来的4-10倍,对吸附剂的吸附性能无明显影响.实验分析了改性的吸附剂挤压成型强化吸附床层的传热,利用导热胶降低吸附剂与吸附换热器表面间接触热阻的效果,获得了一种较全面改进热交换性能的技术方法,在强化传热和热传导的同时,未影响吸附剂的传质性能,为吸附式制冷系统的产业化提供了新的技术路线.     

双效双重热化学吸附制冷性能实验研究

建立了基于吸附-再吸附原理和内部回热技术的双效双重热化学吸附制冷实验系统,对其可行性及工作性能进行了实验研究。测试结果表明:双效双重热化学吸附制冷热力循环技术用于制冷空调领域是完全可行的,在每次循环过程中由外界热源输入一次高温解吸热可实现四次冷量输出;当采用NiCl2为高温盐吸附剂、MnCl2为中温盐吸附剂、BaCl2为低温盐吸附剂、NH3为制冷剂时,在加热温度为265℃、制冷温度为15℃、冷却温度为30℃的工况下,双效双重热化学吸附制冷循环的COP达到1.1。在此基础上分析了吸附制冷阶段和再吸附制冷阶段冷量输出过程的制冷功率变化特性,发现再吸附过程吸附反应强于吸附反应。     

吸附式制冷研究概况

介绍了吸附式制冷近期成为研究热点的背景，讨论了基本循环方式及其ＣＯＰ，给出了国产活性炭吸附甲醇的Ｄ—Ｒ方程，提出了几种改善吸附式制冷机性能的方法，最后还介绍了吸附式制冷的发展动向．     

氯化钙/膨胀硫化石墨复合吸附剂非平衡吸附性能

研究中采用膨胀硫化石墨作为基质,研制了一种新型氯化钙复合吸附剂,研究中测试了氯化钙复合吸附剂的非平衡吸附性能。研究表明：当冷凝温度由25℃变化到35℃,蒸发温度由-10℃变化到15℃时,密度为400kg/m3、质量分数为80%的氯化钙复合吸附剂样品的吸附量变化范围是0.4015kg/kg~0.4585kg/kg,与采用膨胀石墨为基质的复合吸附剂相比,吸附量变化不大。实验中氯化钙/膨胀硫化石墨的吸附/解吸时间约为3300s,与采用普通膨胀石墨相比,循环时间缩短了33%。在冷凝温度为30℃条件下,密度为400kg/m3、质量分数为80%氯化钙复合吸附剂最大SCP(单位质量吸附剂制冷功率)为65.75 W/kg,与采用普通膨胀石墨相比,SCP提高了48%。