固体吸附制冷工质对的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com耥瓣⋯12o(1)·埘7固体吸附制冷工质对的研究张学军施锋曾言行一——／(云南师范大学太阳静研究所．昆明650092)摘要本文考察了目前己筛选出的几种固体吸附制冷工质对的吸附模型、工作性能和应用范围。认为，对于太阳能驱动的固体吸附制冷系兢，在目前已筛选出的工质对中。为安奎和实用起见。活性炭一乙醇可能是较适宝的制冷工质对。关键词吸附制冷吸附模型固体吸附_—’。一-__-_一’‘——一化；能在相当低的温度下活化，一般从50C0引言左右就开始解吸，至120。C可以完全脱水，不在七十年代末期和八十年代初期，Tch—耐高温(如

2、果超过120。C，硅胺会被烧毁)，因ernev通过分析天然沸石对水、氨气、二氧化此适用于以太阳能为动力的吸附制冷设备。碳、氟利昂的吸附特性，研制出太阳能沸石冰硅胶吸附水蒸汽的等温吸附线属于箱(该冰箱以沸石一水为工质对，并批量生产，Brunauer分类的第二型吸附曲线(图1)，吸由美国沸石动力公司销售)[1]。在此之后，固附主要是London力起作用，因而弱于分子体吸附制冷系统得到了人们广泛的关注。由筛，随温度升高，吸附量急剧下降，吸附热也于各种吸附工质对的工作性能和应用菹围不较分子筛小。一样，各具优缺点，因而研究人员为吸附工质对的筛选做了大量的工作，并优化出如下一

3、Ⅳ型些吸附工质对：ⅡI型·硅胶／水体系：吸附剂——硅胶吸附质——水；I{型·沸石分子筛体系：吸附剂——沸石分子V墅筛，吸附质——氨气、水、有机制冷剂，I型·活性炭体系；吸附剂——活性炭，吸附气体压力质——氨气、甲醇、乙醇。圉1吸附等温线的类型1硅肢／水体系硅胺吸附水蒸汽的理论模型一般采用硅胺是由SiO。四面体无规则地联结形Langmuir单层吸附模型，进而实验敦据可用成的三维网状结构，其比表面通常为100～Freundlich吸附等温式进行拟合1000m。／g。硅胶容易生产，价格便宜，吸附性1983年，K．Chihara等通过实验(该实验能稳定，吸附／解附12万次

4、后，吸附性能不变采用Fuji—A小球状变色硅胶，5～1o目)得到化，很容易吸附水蒸汽，在室温下可吸附水蒸该硅胺一水吸附平衡式]：汽至其干重量的35左右而不发生体积变q=k(p／p。)Ekg／kg](1)·云南省科委基垒资助璜日。-27·维普资讯http://www.cqvip.comP。一A0exp(一／RT)[Pa]的回收。其等温吸附线属于第一型，超过一定式中：g是在压力P下的平衡吸附量，P．是压力后，吸附量随压力变化不大，这说明在压给定温度下的水的饱和蒸汽压，P。。为压力常力较低的情况下吸附量就可能接近饱和。因数，R为气体常数，为水的蒸发潜热，T为而，制冷系统

5、在较低的压力下，吸附能力并不绝对温度，(在温度T下的极限吸附量，等下降，从而也能达到制冷效果。不能和甲醇相于0．346kg／kg)和是实验常数(等于1．6)。容，因为在IO0~C左右，沸石是甲醇的催化根据式(1)，可以进一步导出在一个吸附／解剂，生成水和甲二醚。水与其他的制冷剂相比附循环过程中水蒸汽的循环量由：蒸发潜热最大，因而沸石一水系统效果最佳。却一[((7)／p．())“但水的蒸发压力低，故系统要求的真空度很一(p。(Td)／p．(T))](2)高。而沸石一氨气系统由于氨气压力高，所以式中下标：s表示饱和，ev表示蒸发，a表示系统的抗压性要求高。吸附终点，c

6、ond表示冷凝，reg表示解附终1980年，D．I．Tchernev指出水一氨气、溴点。饲如，在工况7一278K、=303K、T化锂一水蒸汽、硅胶(或活性铝)一水的等温吸一308K、一373K下，由一0．07kg／kg。对收(附)量符合Arrhenius方程，也即正比于于典蛩的实际空调系统(制冷量为3．5kw×exp(工／RT)；而沸石吸附符合Polanyi—Du—8h)而言，在上述工况下，硅胶需要量为binin吸附势能横蛩，即正比于exp(工，RT)570kg。在文献[3]中，等量吸附热取为2．8(其中，2≤≤5，L为平均等量吸附热)。正是×1OJ／kg。如果取

7、水的蒸发潜热为2．258由于沸石这种强烈的非线性热力学行为，使×1OJ／kg，那么该工质对的理想COP(蒸发得它在制冷方面得天独厚_1]。1980年，M．H．潜热／平均等量吸附热)大约0．8强。Simonot-Grange等对比研究了沸石13x对1992年，s．H．Cho等得到Fuji-RD型硅甲醇、乙醇和水的吸附性能，采用一2旧。下胶一水工质对在(1)式中的实验常数一面就是他们所用的吸附方程式：0．552kg／kg，一1．6，所研究的制冷系统能生产1．2t、4~7"C的冷凝水啪。1995年，B．B．Saha等建议用A()和B()代替(1)式中的实验常数和1／n；

8、A()一A