固体吸附式制冷讲解ppt课件.ppt

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1、第六章固体吸附式制冷6.1概述固体吸附式制冷是通过微孔固体吸附剂在较低温度下吸附制冷剂，在较高温度下解吸制冷剂的吸附-解吸循环来实现的。相对于同样利用热能驱动的吸收式制冷而言，在热源温度比较低或冷凝温度比较高的条件下，采用合适的制冷工质对，吸附式制冷具有更高的效率，因此，吸附式制冷在低品位热源的利用方面极具优越性。具有吸附作用的物质称为吸附剂；被吸附的物质称为吸附质（用作制冷剂），吸附剂与吸附质组成了吸附式制冷的工质对。工质对的性能直接影响到制冷循环的效率以及装置的大小。理想的工质对应能满足平衡吸附

2、量、吸附与解吸温度、吸附与解吸速率等一系列要求。要求吸附剂的吸附量大，吸附等温线平坦，吸附容量对温度变化敏感，吸附剂与吸附质相容。一般说来，吸附剂的表面积越大，它的吸附能力就越强。对吸附质的要求是单位体积蒸发潜热大，冰点较低，饱和蒸气压适当，无毒，不可燃，无腐蚀性，具有良好的热稳定性。目前已开发出的工质对主要有如活性炭-甲醇/氨、沸石-水、硅胶-水等物理吸附工质对以及氯化钙-氨、氯化锶-氨、氯化钙-甲醇等化学吸附工质对等百余种。比较成熟的工质对及其适用范围冷冻（T＜253K）制冷（T=273K）空调

3、（T=273～288K）采暖（T≈333K）工业热泵（T＞373K）沸石-氨氯化钙-氨活性炭-甲醇活性炭-氨活性炭-甲醇沸石-水硅胶-水活性炭-氨沸石-水沸石-水6.2吸附式制冷系统的组成及工作过程固体吸附式制冷系统由吸附器、冷凝器、蒸发器以及控制阀等辅助设备组成。吸附器里填满了固体吸附剂，当它被加热时，已被吸附的吸附质，从吸附剂表面脱附出来，进入冷凝器，与冷却介质进行热量交换，由气体冷凝为液体，并进入蒸发器。停止对吸附剂加热时，吸附剂开始冷却，吸附能力逐渐升高，并开始吸附蒸发器里的制冷剂蒸气达到制

4、冷的目的。吸附了大量制冷剂蒸气的吸附剂为下一次加热脱附创造了条件。脱附-吸附循环如此周而复始，间歇地进行着制冷过程。固体吸附式制冷原理图吸附式制冷的工作原理及其制冷循环的p-T-s图1-2过程：吸附床定容加热过程，吸收的显热用Qh表示。2-3过程：吸附床定压脱附过程，点3表示脱附终了吸附床的状态，解吸态吸附率用Xdil表示，脱附过程吸收的热量用Qg表示。2-5过程：自吸附床解吸出来的制冷剂在冷凝器中定压冷凝过程，此过程可以认为与2-3过程同时发生，冷凝过程放出的热量用Qk表示。75-6过程：冷凝液体

5、经节流阀降压、降温过程，释放出的显热用Qc1表示。6-1过程：制冷剂液体在蒸发器中定压蒸发过程，蒸发过程吸热量用Qo表示。3-4过程：吸附床定容冷却过程，冷却吸附床带走的热量用Qc2表示。4-1过程：吸附床定压吸附过程，吸附过程中带走的热量用Qa表示。此过程可以认为与6-1过程同时发生。86.3吸附式制冷循环的热力计算（1）吸附床等容加热过程吸收的显热Qh（kW）Cva（T）—吸附剂定容比热容，kJ/kg.K；Cvr（T）—制冷剂定容比热容，kJ/kg·K；Ma、Mr—分别表示吸附剂和制冷剂的质量（

6、kg），其中Mr=Xconc×Ma。公式中第一部分表示的是吸附剂的显热，第二部分表示制冷工质的显热。（2）吸附床在脱附过程吸收的热量QgCpa（T）—吸附剂定压比热容，kJ/kg·K；Cpr（T）—制冷剂定压比热容，kJ/kg·K；ΔX—表示温度从Tg1升高到Tg2时吸附率的变化量，ΔX=Xconc-XdilHdes—表示脱附热（kJ）。公式中第一部分表示吸附剂的显热，第二部分表示留在吸附床内制冷工质的显热，第三部分表示脱附过程所需的热量。（kW）（3）冷却吸附床带走的热量Qc2公式中第一部分表示吸

7、附剂的显热，第二部分表示留在吸附床内制冷工质的显热。（kW）（4）吸附过程带走的热量QaCprq（T）—自由气态工质的定压比热容，kJ/kg·K；Hads—表示吸附热（kJ）。公式中第一、二部分表示整个吸附床的显热，第三部分表示吸附过程放出的热量，第四部分表示蒸发的制冷剂蒸气温度升至Ta2所吸收的显热。（5）冷凝过程带走的热量QkLe—制冷工质的汽化潜热（kJ/kg）。公式中第一部分表示饱和汽化潜热，第二部分表示制冷蒸气在冷凝过程中放出的显热。（6）液态制冷剂从Tk降至蒸发温度T0释放出的显热Qc1

8、Cvrf（T）—液态制冷剂定容比热容（kJ/kg·K）。（7）制冷量Qo（8）循环的性能系数COP应当指出，上述热力计算公式是纯理论的，实际上由于工质物性复杂，且存在着各种损失，精确地计算各个热力过程的热量确实比较困难，但可以利用以上公式对循环进行分析，从理论上加以指导。6.4.1.吸附式制冷工质对的研究长期以来，人们对吸附式制冷工质对的研究一直方兴未艾。比较成熟的有活性炭-甲醇、活性炭-氨、氯化钙-氨、沸石-水、金属氢化物-氢。R.E.Critoph和Voge曾经比