采用固化复合吸附剂的热化学吸附式低温冷冻系统的性能

设计了一种以氯化锰-氨为吸附工质对的热化学吸附式低温冷冻系统,利用膨胀石墨的多孔特性作为复合反应物的添加剂来提高吸附剂的传质性能,同时采用压块固化技术以提高吸附剂的传热性能。实验结果表明,膨胀石墨的添加有效防止了吸附剂的结块和吸附性能的衰减,复合吸附剂吸附量高达0.47 kg NH₃•（kg salt）^-1;吸附剂与制冷剂之间的化学反应对反应器温度的变化有较大影响,蒸发温度不同导致吸附剂的吸附平台温度不同,且蒸发温度越低,吸附剂吸附合成反应速率越低;当蒸发温度从-35℃上升到0℃时,单位质量吸附剂制冷功率SCP（specific cooling power）从206 W•kg^-1增大到706 W•kg^-1。冷却水温度为25℃、蒸发温度为-30℃时,采用该固化复合吸附剂的吸附式低温冷冻系统SCP和COP分别高达350 W•kg^-1和0.34。     

采用回质回热的活性炭-氨吸附制冷循环性能

回质是改善吸附循环性能的重要手段 ,回质过程大幅度提高了每循环单位质量吸附剂的制冷量 ;根据工况的不同 ,回质过程有可能在一定范围内提高或降低系统的性能系数 ;回质过程对循环的作用对金属及流体热容变化不敏感 ;回质回热复合循环具有较高的性能系数     

MnCl2/CaCl2-NH3再吸附系统的制冷性能

利用膨胀硫化石墨为基质研制了固化混合吸附剂,并搭建了低品位热能驱动的MnCl₂/CaCl₂-NH₃为工质对的再吸附制冷系统。对该系统进行实验研究,结果表明：160℃热源温度为制冷性能系数（COP）的拐点温度,最大制冷功率为2.98 kW。当热源温度高于160℃时,系统显热负荷增大,继续加热高温床会降低制冷效率。当制冷温度为15℃时,系统COP为0.284~0.396;单位质量吸附剂的制冷功率（SCP）为100.3~338.8 W·kg^-1。SCP随热源温度的升高而逐渐升高。     

固体吸附制冷工质对的性能研究

选用水和乙醇作为吸附质,开发了性能优良的吸附剂NA和NB,在自制的吸附制冷模拟实验装置上,对NA－水和NB－乙醇等吸附工质对的吸附制冷性能进行了研究。结果表明：自制吸附剂NA对水的最大吸附量达到0.7kg/kg以上,吸附剂NB对乙醇的最大吸附量为0.68kg/kg,NA-水和NB－乙醇工质对有着较低的吸附热,NA－水工质对的制冷量可达992kJ/kg,NB-乙醇工质对的制一大约为活性碳－甲醇的2．4倍,是一种环境友好型,无公害的工质对。     

离子液体基工质对的吸收制冷循环性能实验研究

分别对以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯[Emim][DEP]为吸收剂的二元工质对[Emim][DEP]+H₂O和以[Emim][DEP]+LiBr为吸收剂的三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的吸收制冷循环性能进行了实验研究,用于评价这种新型的工质对的制冷性能。实验结果表明,二元工质对[Emim][DEP]+H₂O具有吸收制冷性能,但与LiBr+H₂O工质对相比,其制冷系数较低。当发生温度为90℃、循环水温度为30℃、蒸发温度在10～15℃时,制冷系数仅为0.16～0.28。主要原因是[Emim][DEP]+H₂O工质对具有较高的黏度和较低的热导率,导致吸收器降膜吸收传热系数较低,吸收器吸收水蒸气的能力不足。为了强化其制冷效果,在[Emim][DEP]+H₂O工质溶液中加入少量LiBr水溶液,构成三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O。实验结果表明,三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的制冷性能优于二元工质对[Emim[DEP]+H₂O,在上述蒸发温度范围内,制冷系数能够达到0.17～ 0.34,并且制冷温度更低。     

回质回热吸附式制冷循环的热力学分析与方案优选

吸附式制冷是一种能利用低品位热能的节能环保的制冷方式。在空调工况下,硅胶-水回质回热系统应用最多。为了解在特定工况下选择何种循环能提升系统性能,应用热力学第一与第二定律评价指标分析了基本循环、回质循环、回质回热循环的COP、(火用)效率、循环熵产。分析表明,回质循环存在推荐最高热源温度和最优热源温度,回质回热循环存在推荐最低热源温度和最优热源温度。例如对于典型夏季空调工况热源温度90℃、蒸发温度10℃、冷凝温度40℃,回质循环的推荐最高热源温度为93℃,高于实际热源温度90℃,选用回质循环更合适而非回质回热循环。最后,对制冷机组的分析表明给出的方法和推荐工作温度区间能针对实际系统给出方案优选和系统控制的指导性建议。     

中低温热源近共沸工质有机朗肯循环热力性能分析

通过对比分析纯工质和近共沸工质有机朗肯循环(ORC)的热力性能,探讨了近共沸工质在有机朗肯循环中的适用性.以200℃烟气为热源,基于热力学理论,选用R601、R123及其混合物分别建立了有机朗肯循环热力模型.分析了不同热源工况下R601、R123和R601/R123循环的主要热力参数及热力性能.结果表明:质量配比分别为...     

变热源工况下非共沸工质有机闪蒸循环热性能分析

有机闪蒸循环（OFC）能有效利用中低温热能,非共沸工质的变温相变特性可以改善循环和换热器之间的匹配性。为了提高系统的循环性能,本文基于Matlab2018b构建了一种采用正丁烷/1,1,1,3,3-五氟丙烷（R600/R245fa）制冷剂非共沸混合工质的OFC热力学模型,以100℃～200℃地热水作为热源,研究了非共沸工质摩尔分数和热源温度对系统净输出功率、热效率、煤用效率和总煤用损的影响。结果表明：热源温度为200℃,R600摩尔分数为0.4时,系统净输出功率和热效率达到最大值,分别为48.92 kW和7.12%;当热源温度超过一定值,煤用效率开始减小;热源温度为150℃,R600摩尔分数为0.4时,煤用效率最大为32.44%。采用非共沸工质能有效提高系统净输出功率、热效率和煤用效率,同时也能降低系统总煤用损。     

基于吸收式制冷循环的CaCl2-LiCl/H2O工质对研究

利用低品位的太阳能热、地热或者工业领域低温余热废热进行吸收式制冷是实现节能减排的一个有效途径。对具有良好制冷吸收特性的工质对CaCl₂-LiCl/H₂O进行了实验研究,通过测定不同质量比的CaCl₂-LiCl/H₂O溶液的饱和蒸气压,得出了CaCl₂与LiCl的质量比为2∶1的工质对即CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O的制冷吸收特性最佳。CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O与常规的工质对LiBr/H₂O相比,在大幅降低工质对成本的同时,在同一制冷工况下所需驱动热源温度即发生温度降低了5.8℃,而制冷COP提高0.041,?效率提高0.052。还系统测定了CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O的结晶温度、密度、黏度、比热容、比焓以及腐蚀性。结果表明,相较于其他几种以CaCl₂为主要成分的工质对,CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O具有较低的黏性,且对碳钢和紫铜的腐蚀性也较小,可满足实际工程应用的要求。     

离心式制冷压缩机二级压缩的优势分析

离心式二级压缩机由于其较大的操作范围,良好的稳定性及较高的经济效益,在未来将成为离心式制冷压缩机的主流。     

CO2跨临界双级压缩制冷循环的热力学分析

Two-stage vapor compression refrigeration cycle was accomplished with an intercooler.The state of the refrigerant vapor leaving the intercooler affects the system performance.The thermodynamic analysis of the trans-critical two-stage refrigeration cycle using CO₂ as the refrigerant was made with a condensing temperature of 35℃.When the intercooler operated at about the geometric mean of the evaporating and condensing pressures,compared with the single stage cycle,the coefficient of performance（COP）of the two-stage cycle was improved.As the degree of superheating of the CO₂ vapor leaving the intercooler increased,the COP of the two-stage system decreased.     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附等温线推算

用真空重力法测定了水和乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。采用由微孔填充理论导出的吸附平衡方程对所测得的等温线进行了拟合,计算相应的吸附热;对用Clausius Clapeyron方程推算吸附等温线的方法进行了讨论,并推算有关吸附等温线。结果表明:水在自制复合吸附剂M1 0001和M1 9906上平衡吸附量的推算值与实测值之间的相对误差<10%;乙醇在自制复合吸附剂上的推算误差<15%。给出了推算等温线和获得等压线的简便方法。     

中间完全冷却CO_2跨临界双级压缩节流循环

双级压缩是提高CO2跨临界制冷循环性能系数COP的有效途径,且中间完全冷却形式的性能优于中间不完全冷却形式。对于中间完全冷却CO2跨临界双级压缩节流循环,节流形式有一次节流(STDC循环)和两次节流(DTDC循环)。分析了高压压力和气体冷却器出口温度对STDC循环和DTDC循环的性能影响,并与CO2跨临界单级压缩(STSC)节流循环进行了比较。结果表明:在给定条件下,DTDC循环的COP值最大、STDC循环的最优高压压力值最高;随着气体冷却器出口温度的升高,3个循环的最大COP均减小,最优高压压力均升高,压缩机的等熵效率均降低。对于DTDC和STDC循环,最优中间压力值偏离高压压力与低压压力的几何平均值,但是对系统的性能系数影响不大。     

采用新型循环方式的硅胶-水吸附式制冷机

The paper proposes an adsorption refrigeration system using silica gel and water as working pair with novel design. In this system, the adsorber, condenser and evaporator are housed in one vacuum chamber, forming an adsorption refrigeration unit. Two such units work alternatively to supply cooling continuously. The construction, parameters of the adsorber, condenser and evaporator and characteristics of the cycle are given. The experimental results demonstrate that the mass recovery process can significantly improve the cooling capacity and COP. The effects of evaporating temperature and cooling water inlet temperature on chiller performance are analyzed. Comparison of the novel system and conventional ones demonstrates that the novel system has a higher performance than the conventional ones with heat recovery process if the problem of cooling loss can be resolved.     

High-temperature CO2 adsorption over Li4SiO4 sorbents derived from different lithium sources

Li₄SiO₄ is a promising sorbent for high temperature CO₂ capture. It could be synthesized from three different Li sources (LiNO₃, LiOH, and Li₂CO₃) by using the solid state reaction method. The effects of Li sources on the structure and CO₂ adsorption/desorption properties of Li₄SiO₄ sorbents were analyzed in this work. The results showed that Li₄SiO₄ sorbents could be synthesized at a lower temperature by using LiNO₃ and LiOH as the starting materials, which could reduce the sintering during the synthesis process and increase the surface area of synthesized Li₄SiO₄. During the CO₂ adsorption/desorption cycles, Li₄SiO₄ sorbents derived from LiNO₃ and LiOH presented higher initial CO₂ adsorption capacities than those from Li₂CO₃. After 15 cycles, the adsorption efficiency of Li₄SiO₄ derived from LiNO₃ showed no or slight decrease, while that from LiOH rapidly decreased to 20% of the initial value. This was because Li₄SiO₄ derived from LiNO₃ had high surface area and porosity before CO₂ adsorption/desorption cycles, and its surface area even increased after cycles. However, the surface area of Li₄SiO₄ derived from LiOH decreased greatly due to serious sintering. For Li₄SiO₄ derived from Li₂CO₃, its morphology and surface area were almost unchanged before and after CO₂ adsorption/desorption cycles.     

一种新型太阳能吸附式制冷系统的设计及性能模拟

为了解决传统的双床连续吸附制冷系统中因在制冷剂环路使用真空挡板阀而存在的制冷剂压降的问题,使吸附式制冷系统更适合于应用太阳能,提出了利用硅胶-水作为吸附工质对的新型太阳能制冷系统.系统热源由40 m²的热管式真空管集热器提供,制冷机为特殊设计的吸附制冷系统,在上海典型日照条件下该系统可以较为稳定地提供5～8 kW的制冷量,系统COP达0.2以上.通过对系统的动态模拟和理论分析,证实了以硅胶-水为工质对的吸附式系统更适合利用太阳能,研究结果为进一步实验和改进系统性能提供理论指导.     

一种回热回质循环吸附式制冷系统的仿真

吸附式制冷常采用回热回质循环来提升系统性能。研究了一种采用串联回热和类回质方式的回热回质循环吸附式制冷系统,并对其进行仿真。系统的主要部件（含作为储液器的蒸发器）采用3层换热法建立数学模型。仿真结果表明,随着制冷时间的延长,系统性能系数（COP）单调增大,单位质量制冷量（SCP）单调减小。随着回热时间的延长,COP和SCP是先增大后减小,最佳的回热时间为10 s。随着回质时间的延长,COP和SCP波动性下降,回质过程未提高系统性能。COP和SCP随着热水、冷冻水温度的升高以及冷却水温度的下降而增大。热水温度对SCP以及冷冻水、冷却水温度对COP和SCP的影响,呈现线性变化,而热水温度对COP的影响呈现二次变化。     

硅胶及其混合吸附剂——水吸附工质对性能测试

测试了硅胶-水吸附制冷工质对的等量吸附线,且利用各类吸附方程对实验测量数据进行拟合以用于硅胶-水冷水机组的整体系统的数值模拟。实验还通过在纯硅胶颗粒中添加黏结剂或膨胀石墨形成混合吸附剂来提高传热性能。研究表明混合吸附剂（黏结剂的含量为1.1％）在解吸过程中前5min的解吸量相对于纯硅胶颗粒吸附剂提高了13.8％;解吸15min时,混合吸附剂的解吸量相对于纯吸附剂仅提高2.5％。表明混合吸附剂有利于缩短吸附循环周期。在添加剂质量分数相同的情况下,利用膨胀石墨作添加剂形成的混合吸附剂与通过浸泡于黏结剂溶液中形成的混合吸附剂的吸附性能相同,但有其各自的优缺点。