太阳能吸附式预冷库研发原理分析
太阳能吸收式制冷的工作原理
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太阳能吸收式制冷的工作原理太阳能吸收式制冷技术是一种利用太阳能光热转换为冷量的热力学过程,实现低温制冷的能源技术。
它是一种基于物质传递的过程,通过在吸热器表面使用太阳能,使液态生成气体,并从吸附器中输出热量,从而向外界提供低温的制冷。
太阳能吸收式制冷系统通常由吸热器、发生器、冷凝器和蒸发器等几个主要部分组成。
其中吸热器是负责接收太阳能的装置,发生器是产生制冷剂氨的装置,冷凝器和蒸发器则是实现制冷过程的关键装置。
机理上,从湿空气中吸取水分后,氨与水在发生器中混合反应,生成氨水混合物;然后将氨水混合物流入蒸发器膨胀,使其蒸发变相。
过程中液态氨沿着管子进入冷凝器,在与空气接触后迅速冷却,并排出高温的水蒸气。
最后经由吸热器,吸收新鲜空气中的热量,开始新一轮的制冷扫尾。
太阳能吸收式制冷的工作原理基于物质传递,是一种非机械的制冷方式。
相比于机械制冷技术,太阳能吸收式制冷技术无需电力,不会产生噪音和震动,环保无污染。
此外,太阳能吸收制冷技术并不利用化石燃料,它所依赖的太阳能也是一种无限的自然资源。
因此,太阳能吸收制冷技术越来越受到人们的青睐。
然而,太阳能吸收式制冷技术也存在着一些局限性。
其中之一就是制冷新鲜的氨混合溶液必须具有较高的精细度和纯度,这就需要进行较长时间的气液分离过程,加之氨水长期与空气相接触,容易出现分解。
此外,该技术的制冷效率受到气温、气湿度和太阳辐射等外界因素的影响,需要在设计时考虑合理的运作范围。
因此,在应用该技术时,需要对设备进行有效的维护和管理。
总体来说,太阳能吸收式制冷技术是一项可持续、无噪音、环保的制冷技术。
尽管存在着一些局限性,但是,随着技术的不断发展,太阳能吸收式制冷技术必将应用于更广泛的领域,为人类创造更加绿色的生活环境。
太阳能吸收式制冷的工作原理
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太阳能吸收式制冷的工作原理太阳能吸收式制冷是一种环保、高效的新型制冷技术,它利用太阳能来产生冷量,不需要任何化学制剂,不会产生任何污染物,成为了未来制冷技术的重要发展方向。
太阳能吸收式制冷的工作原理是基于热力学循环原理的。
该制冷系统由吸收器、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等组成。
太阳能板将太阳能转换成热能,将其传输到吸收器内,吸收器内装有吸收剂和溶剂,吸收剂在热能作用下从溶液中释放出来,然后被吸收器中的吸附剂吸附。
接下来,吸收剂在吸附剂的作用下形成一个混合物,这个混合物被输送到蒸发器内,通过蒸发器内的蒸发器加热器将其加热。
吸收剂在蒸发器加热的过程中蒸发,形成蒸汽,吸收剂在蒸发过程中吸收了周围的热量,降低了蒸发器内的温度。
然后,蒸汽进入冷凝器,与外界的环境进行热交换,冷凝成液体,释放出吸收剂吸收时所吸收的热量。
经过冷凝器后的液体吸收剂被输送回吸收器,重新与溶剂混合。
膨胀阀将液体吸收剂膨胀后,压力降低,温度降低,液体吸收剂成为雾状物进入蒸发器内,从而形成一个完整的循环。
太阳能吸收式制冷的优点是基于太阳能的制冷技术,具有环保、高效、安全等优点。
而且,该制冷系统在操作过程中不需要任何化学制剂,不会产生任何污染物,避免了对环境的污染,符合可持续发展的要求。
太阳能吸收式制冷的缺点是需要较高的太阳能利用率,对太阳能板的质量和制造工艺有很高的要求。
同时,该制冷系统的体积较大,需要安装在较为宽敞的空间内,不适合小型家用制冷设备。
太阳能吸收式制冷是一种环保、高效的新型制冷技术,具有很高的技术含量和发展潜力。
其工作原理基于热力学循环原理,利用太阳能将吸收剂与溶剂混合,形成混合物,再通过蒸发、冷凝、膨胀等过程,实现制冷。
太阳能吸附式制冷原理
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太阳能吸附式制冷原理
太阳能吸附式制冷(Solar adsorption refrigeration)是一种利用
太阳能来驱动制冷过程的技术。
其原理如下:
1. 吸附剂选择:选择具有较强吸附特性的物质作为吸附剂。
常见的吸附剂包括硅胶、活性炭等。
2. 吸附过程:当太阳能照射到吸附剂上时,吸附剂吸附传统冷却剂(如氨或水)中的蒸汽分子。
吸附剂在吸附过程中释放出一定的吸附热,导致吸附剂温度升高。
3. 脱附过程:当太阳能逐渐减弱或停止供应时,吸附剂温度下降,将吸附的蒸汽分子释放出来。
这个过程叫做脱附。
脱附过程中吸附剂吸收环境中的热量,使其温度降低。
4. 冷却效果:通过吸附剂吸附和脱附的交替进行,制冷剂中的蒸汽分子被不断吸附和释放,从而使制冷剂的温度降低,达到制冷效果。
这个过程是一个循环过程。
太阳能吸附式制冷技术利用太阳能提供的热能来驱动吸附剂的吸附和脱附过程,无需额外的电力或化石燃料。
它具有环保、可再生能源的特点,适用于一些无电或电力供应不稳定的地区。
吸附式制冷的工作原理
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吸附式制冷的工作原理一、引言吸附式制冷是一种新型的制冷技术,它具有无霜结、无噪音、无振动等优点,因此在空调、冰箱等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍吸附式制冷的工作原理。
二、吸附式制冷的基本原理1. 吸附剂的选择吸附式制冷系统中,吸附剂是起关键作用的物质。
一般来说,吸附剂应该具有以下特点:高吸收能力、低解吸能力、化学稳定性好等。
常见的吸附剂有硅胶、分子筛等。
2. 吸附与解吸过程在吸附式制冷系统中,通过控制压力和温度来实现气体在固体表面上的吸附和解吸过程。
当压力升高时,气体会被固体表面上的孔隙所吸收;当压力下降时,气体会从固体表面上脱离出来,这个过程叫做解吸。
3. 热量传递在制冷过程中,热量需要被传递到外部环境中去。
吸附式制冷系统中,热量传递主要通过两种方式:一是通过吸附剂和气体之间的热传导;二是通过吸附剂和外部环境之间的热传导。
三、吸附式制冷的工作流程1. 吸附过程在吸附过程中,吸附剂会从低压区域向高压区域移动,同时吸收气体。
当气体被完全吸收后,压力达到最高点。
2. 膨胀过程在膨胀过程中,气体会从高压区域向低压区域移动,同时释放出来。
这个过程需要消耗一定的能量。
3. 冷却过程在冷却过程中,气体会被冷却到低温状态。
此时,气体的温度会比外界环境低很多。
4. 解吸过程在解吸过程中,低温下的气体会被重新释放出来,并且被带回到高压区域。
这个过程需要消耗一定的能量。
四、总结综上所述,吸附式制冷技术是一种新型的制冷技术,在空调、冰箱等领域得到了广泛应用。
吸附式制冷的基本原理是通过控制压力和温度来实现气体在固体表面上的吸附和解吸过程,同时通过热量传递实现制冷效果。
了解吸附式制冷的工作原理,对于我们更好地使用这种新型技术具有重要意义。
太阳能吸附式制冷技术进展综述
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能源研究与信息第23卷 第1期 Energy Research and Information V ol. 23 No. 1 2007收稿日期:2006-06-29作者简介:赵加佩(1985-),男(汉),本科生,jiapeizhao@ 。
文章编号: 1008-8857(2007)01-0023-07太阳能吸附式制冷技术进展综述赵加佩, 陈 宁, 冻小飞(中国矿业大学 机电学院, 江苏 徐州 221008)摘 要: 介绍了太阳能吸附式制冷技术的原理与特点,从吸附剂-制冷剂工质对、系统循环方式以及吸附床三个方面详细说明了吸附式制冷技术的进展。
通过综合分析指出,优化系统的设计,尤其是对系统关键部件,如吸附床、冷凝器、蒸发器的优化设计,对太阳能吸附式制冷系统的性能非常重要;其次,应加强对性能稳定、操作简便的无阀系统的研究,同时加大对太阳能吸附式制冷与建筑一体化的研究力度,使之符合建筑一体化的要求。
最后分析了太阳能吸附式制冷技术的发展前景。
关键词: 太阳能; 吸附制冷; 进展中图分类号: S214.4 文献标识码: A太阳能制冷系统主要包括吸收式、吸附式、喷射式、除湿式以及各种混合式系统等。
其中太阳能吸附式制冷技术作为一种完全环境友好的制冷方式,受到制冷界广泛关注。
当前,世界各国都在加紧太阳能吸附式制冷技术的研究。
我国在该领域已取得了可喜的成果。
随着我国经济的持续快速稳步增长以及节能与环保的迫切要求,太阳能吸附制冷技术在我国具有广阔的发展前景。
1 太阳能吸附式制冷原理及其特点1.1 太阳能吸附式制冷原理太阳能吸附式制冷系统的一种简单形式是基本型吸附式系统,它主要由发生器(吸附床)、冷凝器、蒸发器、阀门等部分组成。
图1为系统工作原理图[1]。
白天太阳辐射充足时,吸附床吸收太阳辐射后,温度升高,使制冷剂从吸附剂中解吸,吸附床内压力升高。
解吸出来的制冷剂进入冷凝器,经冷却介质冷却后凝结为液态,进入蒸发器。
这样,太阳能转化为代表制冷能力的吸附势储存起来,实现化学吸附潜热的储存。
太阳能吸收式制冷
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太阳能吸收式制冷
吸收式制冷的基本原理 太阳能吸收式制冷的原理 太阳能-溴化锂制冷 太阳能吸收式制冷的研究热点
吸收式制冷的基本原理
从热力学原理知道,任何液体工质在由液态 向气态转化过程必然向周围吸收热量。在汽 在汽 化时会吸收汽化热。水在一定压力下汽化, 化时会吸收汽化热。水在一定压力下汽化, 而又必然是相应的温度。 而又必然是相应的温度。而且汽化压力愈低, 汽化温度也愈低。如一个大气压下水的汽化 温度为100℃,而在0.05大气压时汽化温度为 33℃等。如果我们能创造一个压力很低的条 如果我们能创造一个压力很低的条 让水在这个压力条件下汽化吸热, 件,让水在这个压力条件下汽化吸热,就可 以得到相应的低温。 以得到相应的低温。
太阳能吸收式制冷的研究热点
1新工质对的研究 2吸收循环的研究 3传热与传质的研究 4智能化控制方式的研究
1新工质对的研究
氨—水工质对在欧美广为使用,缺点是热效率低,且有毒 性与爆炸性;溴化锂一水工质对的使用较为普遍,缺点是 以水为制冷剂,不能制取0℃以下的冷源,腐蚀性强,对 设备真空度要求高。因此为提高吸收式制冷机的热效率, 其途径之一是进行新工质对的研究。
太阳能吸收式制冷
3传热与传质的研究
1)高效传热管的研究与开发 吸收式制冷机为热交换器的集合体,其热效率的提高与价 格的降低无不与传热管的性能相关。高效传热管的采用, 不仅增加了传热面积,更主要的是使溶液在管子表面形成 涡流和对流,增强了扰动,有利于传热与传质。 2)吸收机理的研究 吸收器是吸收式制冷机中最关键的部件,因而国外一直注 重吸收机理方面的研究,进行吸收器新设计方法的探讨, 从传热传质的观点考虑传热面积与管排合理配置等。组操作简便、稳定可靠运行的重要 保证。国外在20世纪80年代后期实现了吸收式制冷机的智 能化。目前国内大多数吸收式制冷机均装备了微机控制、 屏幕显示、菜单提示、触摸屏操作的智能化控制系统。
吸附式制冷的制冷原理
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吸附式制冷的制冷原理吸附式制冷是一种利用吸附剂对气体份子进行吸附和脱附的原理来实现制冷的技术。
该技术主要应用于低温制冷和低温储能领域。
一、吸附式制冷的基本原理吸附式制冷系统由吸附器、脱附器、蒸发器和冷凝器等组成。
其中,吸附器和脱附器是吸附剂的主要工作区域,蒸发器和冷凝器则是制冷循环的关键部份。
在吸附式制冷系统中,吸附剂是一个关键的组成部份。
吸附剂通常是一种多孔材料,具有高表面积和良好的吸附性能。
常见的吸附剂有活性炭、份子筛和金属有机骨架材料等。
制冷过程中,吸附剂首先处于吸附状态。
当制冷剂通过吸附器时,吸附剂的孔隙结构会吸附制冷剂中的气体份子。
此时,吸附剂会释放出吸附剂内部的热量,使制冷剂的温度降低。
然后,吸附剂将制冷剂输送到脱附器中。
在脱附器中,吸附剂经过加热,释放出吸附剂中吸附的制冷剂份子。
这个过程称为脱附。
脱附过程中,吸附剂会吸收外部的热量,使制冷剂的温度升高。
然后,制冷剂再次进入吸附器,循环进行吸附和脱附过程,从而实现制冷效果。
二、吸附式制冷的工作原理吸附式制冷系统的工作原理可以分为两个主要的循环:吸附循环和脱附循环。
1. 吸附循环在吸附循环中,制冷剂从蒸发器中进入吸附器。
在吸附器中,制冷剂被吸附剂吸附,同时释放出热量。
此时,制冷剂的温度降低,变成低温制冷剂。
然后,低温制冷剂进入脱附器。
2. 脱附循环在脱附循环中,吸附剂通过加热,释放出吸附的制冷剂份子。
这个过程称为脱附。
脱附过程中,吸附剂吸收外部的热量,使制冷剂的温度升高。
然后,制冷剂再次进入吸附器,循环进行吸附和脱附过程。
通过不断循环吸附和脱附过程,吸附式制冷系统可以实现制冷效果。
而且,吸附剂的选择和控制可以根据需要进行调整,以实现不同温度范围的制冷要求。
三、吸附式制冷的优点和应用吸附式制冷技术具有以下几个优点:1. 低温制冷能力强:吸附剂具有高表面积和良好的吸附性能,可以实现较低的制冷温度。
2. 能源效率高:吸附式制冷系统可以利用废热或者低温热源进行制冷,提高能源利用效率。
太阳能吸收式制冷原理和特点
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太阳能吸收式制冷原理和特点置,即制冷剂在一定压力下蒸发吸热。
再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。
自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收,吸收过程中放出的热量被冷却水带走,形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却,而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。
它相当于用吸收器和发生器代替压缩机,消耗的是热能。
热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。
吸收式制冷系统的特点与所使用的制冷剂有关。
常用于吸收式制冷机中的制冷剂大致可分为水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四个大类。
水系工质对是目前研究最热门的课题之一,对它的研究主要是针对现今大量生产的商用LiBr吸收式制冷机依然存在的易结晶、腐蚀性强及蒸发温度只能在零度以上等缺陷。
氨系工质对中包括了最为古老的氨水工质对和近期开始受重视的以甲氨为制冷剂的工质对,由于氨水工质对具有互溶极强、液氨蒸发潜热大等优点,它至今仍被广泛用于各类吸收式制冷机。
人们对氨水工质对的研究主要是针对它的一些致命的缺陷,如:COP较溴化锂小、工作压力高、具有一定的危险性、有毒、氨和水之间沸点相差不够大、需要精馏等。
吸收式空调采用溴化锂或氨水制冷机方案,虽然技术相对成熟,但系统成本比压缩式高,主要用于大型空调,如中央空调等。
太阳能吸收式制冷的研究现状及发展太阳能吸收式制冷是最早发展起来的,起源于1932年,但因成本高,效率低,没什么商业价值。
后来随着科技的进步,吸收式制冷研究逐渐得到了发展。
由于1992年世界性能源危机的影响,吸收制冷受到了发达国家的重视,吸收式制冷产业也得到了普及和发展。
太阳能吸收式制冷由于利用太阳能,所以其发生温度低,即便采用特殊的集热器,也只有100℃多一些。
因此,其制冷循环方式都是采用单效方式。
再细分下去,有单效单级和单效双级两种。
迄今为止,国外的太阳能制冷空调系统通常都采用热水型单级吸收式溴化锂制冷机。
该类制冷机在热源温度足够高及冷却水温度比较低的场合,性能良好:若热源温度降低而冷却水温度较高,它的效率将大大下降,甚至不能正常制冷。
吸附式制冷的制冷原理
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吸附式制冷的制冷原理吸附制冷系统是以热能为动力的能量转换系统。
其道理是:一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。
吸附能力随吸附温度的不同而不同。
周期性地冷却和加热吸附剂,使之交替吸附和解析。
解析时,释放出制冷剂气体,并使之凝为液体;吸附时,制冷级液体蒸发,产生制冷作用。
所以,吸附制冷的工作介质是吸附剂-制冷剂工质对,工质对有多种,按吸附的机理说,有物理吸附与化学吸附之别。
以常见的沸石-水吸附对为例。
沸石是一种铝硅酸盐矿物,它能够吸附水蒸气,且吸附能力的变化对温度特别敏感。
因而它们是较理想的吸附制冷工质对之一。
图1示出一个利用太阳能驱动的沸石-水吸附制冷系统原理。
它包括吸附床、冷凝器和蒸发器,用管道连接成一个封闭的系统。
吸附床是充装了吸附剂(沸石)的金属盒;制冷剂液体(水)贮集在蒸发器中。
白天,吸附床受到日照加热,沸石温度升高,产生解吸作用。
从沸石中脱附出水蒸气,系统内的水蒸气压力上升,达到与环境温度对应的饱和压力时,水蒸气在冷凝器中凝结,同时放出潜热,凝水贮存在蒸发器中。
夜间,吸附床冷下来,沸石温度逐渐降低,它吸附水蒸气的能力逐步提高,造成系统内气体压力降低,同时,蒸发器中的水不断蒸发出来,用以补充沸石对水蒸气的吸附。
蒸发过程吸热,达到制冷的目的。
如果采用其它热源,只要保证能够交替地加热和冷却吸附床,使沸石周期性地解析和吸附,同样能达到制冷的目的。
由上可知,吸附制冷属于液体汽化制冷。
与蒸气压缩式制冷机相类比,吸附床起到压缩机的作用。
但上述吸附系统只能间歇制冷。
吸附器处于吸附过程中产生冷效应,吸附结束后必须有一个解析过程使吸附剂状态还原,这时将停止制冷。
为了连续制冷,可以采用两个吸附器。
美国学者乔纳斯(Jones)还提出用三个或四个吸附器进行系统循环,不仅实现连续制冷,还可以利用一个吸附床的排热去加热另一个吸附床,从而使热能充分利用。
现在对吸附制冷的研究正在不断深入和发展。
为了使吸附制冷成为一种使用话的制冷方式,人们在吸附工质对及其吸附机理、改善吸附床传热传质、以及吸附制冷的系统结构方面进行不懈的努力。
新型太阳能吸附式制冷材料的研究与开发
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新型太阳能吸附式制冷材料的研究与开发太阳能是人类社会一个久远而又美好的梦想,通过利用太阳光能开发出的太阳能产品可以实现发电、供暖、制冷等多种功能,不仅环保节能,而且能够有效地缓解人们对传统能源的依赖。
而今天我们所要探讨的新型太阳能吸附式制冷材料,就是一种在实现太阳能制冷方面具有独特优势的选拔。
1. 新型太阳能吸附式制冷材料的基本原理新型太阳能吸附式制冷材料的基本原理是通过太阳光能将吸附剂中的吸附物质逸出,形成低温,然后通过冷却系统来将空气冷却、制冷。
其中,吸附材料的选择和组合是关键。
在太阳能制冷的过程中,通过使用一种或多种吸附材料,我们将阳光转化成热能,然后再通过制冷机将热能转化成制冷效果。
因此,在太阳能吸附式制冷技术中,吸附材料研究与开发是取得成功的关键。
2. 新型太阳能吸附式制冷材料的种类与优势新型太阳能吸附式制冷材料的种类繁多,大多数可归纳为自然材料、无机材料和有机材料三种类型。
自然材料包括硅藻土、天然气触媒、木质材料等,这些材料原材料广泛,价格便宜,具有较低的环境影响。
无机材料包括硅酸盐、多孔陶瓷和各种金属氧化物,这些材料具有较高的附着力和强度,可以承受高温、高压等条件。
有机材料包括多种吸附树脂、液体吸附剂等,这些材料具有较高的吸附性能,对制冷系统的影响较小。
但无论是哪种材料,新型太阳能吸附式制冷材料都具有以下优势:(1) 可以充分利用太阳能,实现环保和节能。
(2) 制冷效率高,制冷剂消耗少,成本低。
(3) 可以适用于多种环境,如地域、气候等。
(4) 新型太阳能吸附式制冷材料具有较低的噪声产生。
(5) 可以有效地减少碳排放量。
因此,新型太阳能吸附式制冷技术的开发与应用在未来将会得到更广泛的应用与推广。
3. 新型太阳能吸附式制冷技术的前景随着城市化进程的不断推进和人们生活水平的提高,全球对能源需求的不断增加,既有能源逐渐紧缺,传统的能源消耗模式不能满足日益增长的需求,环境污染也不断加剧,因此,研究新的、可持续性的能源消耗模式是非常必要的。
太阳能吸收式制冷的工作原理
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太阳能吸收式制冷的工作原理太阳能吸收式制冷是一种利用太阳能作为能源的制冷技术。
它通过将太阳能转化为热能,然后利用这种热能去驱动制冷循环,从而实现制冷的效果。
太阳能吸收式制冷的工作原理非常复杂,需要对太阳能的利用、热能的转化、吸收式制冷循环的运行等方面有深入的了解。
在接下来的内容中,将详细介绍太阳能吸收式制冷的工作原理。
1.太阳能的利用太阳能是地球上最为丰富的一种可再生能源。
它主要通过光线和热量的形式传递,可以被广泛利用。
在太阳能吸收式制冷中,最常见的方式是利用太阳能光伏电池板将太阳光转化为电能。
这些电能可以用来直接驱动制冷设备,或者用来加热工质,从而产生热能来驱动制冷循环。
2.热能的转化在太阳能吸收式制冷中,太阳能被转化为热能的方式非常多样。
最常见的方式是利用太阳能热能集热器,将太阳光聚焦在一个小面积上,产生高温。
这种高温可以用来加热工质,产生高温蒸汽或者高温液体,从而驱动制冷循环。
3.吸收式制冷循环吸收式制冷是一种基于溶剂对工质的选择性溶解性能而实现换热和再汽化的技术。
它通过利用吸收剂对工质的选择性溶解性能来实现制冷效果。
典型的吸收式制冷循环包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器。
工质在蒸发器中受热蒸发,然后被吸收剂溶解,形成溶液,通过换热器将溶液送至发生器蒸发汽化,工质蒸汽通过冷凝器冷凝,释放热量,循环进行。
4.太阳能吸收式制冷的工作原理当太阳能被转化为热能后,可以用来加热工质。
工质的加热过程通常是在太阳能热能集热器中完成的。
当工质被加热至一定温度后,可以进入吸收式制冷循环。
首先,加热的工质进入蒸发器中,受热蒸发,产生蒸汽。
蒸汽经过换热器后进入吸收器,被吸收剂溶解,形成溶液。
此时的溶液富含工质,贫含吸收剂。
随后,富含工质的溶液通过换热器送至发生器,进行加热再汽化。
吸收剂在高温下释放出蒸汽,而工质则被捕获,净化。
蒸汽通过冷凝器后,变为液体,释放出热量。
而此时生成的纯净工质流向蒸发器再次完成循环。
5.太阳能吸收式制冷的特点太阳能吸收式制冷具有如下优点:a.能源环保:利用太阳能作为能源,不会产生二氧化碳等温室气体,对环境的影响较小。
太阳能吸附式制冷系统分析
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太阳能吸附式制冷系统分析摘要:吸附式制冷系统利用物理性的变化将热转移,倡导绿色、环保、低碳的系统加快降低碳排放步伐,有利于引导绿色技术创新,提高产业和经济的全球竞争力。
关键词:太阳能空调系统;吸附式制冷0 前言近几年来石油飙涨,节约能源的意识也跟着高涨,一般家庭的全年电费中,空调系统所占比例大约为40%~60%,而办公大楼空调耗电比例约为40%~70%。
也许有人会宿命地以为空调耗电量如此之高是无法改变的事实,再怎么努力也没用,若是牺牲空调质量来达到降低空调耗电量,那是不合现代生活质量要求的作法。
而若是限制空调系统使用来降低空调系统耗电量,那便无法满足生活环境质量;所以我们必须降低空调耗电。
事实上,并没有这么悲观,近几年已经有许多已成熟的技术可用来同时满足空调质量的提升与节约能源或降低空调耗电。
1 研究动机与背景石油高涨替代能源研究与发展、实为当务之急,推动吸附式制冷研究的原因可分为两个方面,一方面在于探索解决能源紧缺的可能途径。
自1973年中东战争引起世界性石油危机以来,能源问题成为了举世瞩目的重大问题。
解决世界能源问题的一个重要途径是有效利用低品位能源,包括可再生能源的开发利用以及各种余热的回收利用。
另一方面,臭氧层的破坏和全球气候变暖,是当前全球所面临的主要的环境问题,所以寻找CFCs和HCFCs等传统制冷剂的替代物(采用天然制冷剂)以及新型制冷方式已成为制冷技术研究的热点。
2 吸附式制冷原理附式制冷原理为利用吸附剂对制冷剂的吸附作用造成制冷剂液体的蒸发,相应产生制冷效应. 吸附式制冷通常包含两个阶段:冷却吸附→蒸发制冷:通过水、空气等热沉带走吸附剂显热与吸附热,完成吸附剂对制冷剂的吸附,制冷剂的蒸发过程实现制冷;加热解吸→冷凝排热:吸附制冷完成后,再利用热能(如太阳能、废热等)提供吸附剂的解吸热,完成吸附剂的再生,解吸出的制冷剂蒸气在冷凝器中释放热量,重新回到液体状态。
吸附式制冷的驱动热源为50℃以上的工业废热和太阳能等低品位热能,同时吸附制冷所采用的制冷剂都是天然制冷剂,如水、氨、甲醇以及氢等,其臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(GWP)均为零。
太阳能吸附式制冷综述
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太阳能吸附式制冷综述学号姓名摘要:介绍了太阳能吸附式制冷的基本原理与特点,对吸附式制冷技术的研究现状做了简要的分析,包括吸附工质对的性能、吸附床强化、系统循环与结构。
在此基础上,介绍了太阳能吸附式制冷的应用,主要应用的方面有低温储粮、制冷与供热联合、吸附式空调。
关键词:吸附式制冷研究现状应用1. 前言随着能源与环境问题与社会经济发展矛盾的日益突出,新能源的发展越来越受到各国的关注,对风能、水能、潮汐能的开发与研究力度不断增加,而这些能源的利用与发展根本上说是离不开太阳的。
在制冷空调领域,太阳能制冷不仅可以减少电力消耗,同时由于没有采用氟氯烃类物质,不会对大气臭氧层产生破坏,属于清洁能源,符合环保要求。
另外,采用太阳能制冷其热量的供给和冷量的需求在季节和数量上高度匹配,在夏季太阳辐射强、气温高,制冷量就越大。
因此,利用太阳能制冷技术对节约常规能源,保护自然环境都具有十分重要的意义。
太阳能固体吸附式制冷技术由于利用了太阳能而减少了对传统能源的使用,井通过使用天然友好的制冷剂从而避免了对环境的破坏。
太阳能固体吸附式制冷具有结构简单、初投资少、运行费用低、无运动部件、噪音小、寿命长且能适用于振动或旋转等场所的优点。
而且,太阳能在时间和地域上的分布特征与制冷空调的用能特征具有高度的匹配性,因此,利用太阳热能驱动的固体吸附式制冷技术的研究具有极大的潜力和优势[1]。
2. 太阳能固体吸附式制冷基本原理固体吸附式制冷是利用固体吸附剂(如沸石、活性炭、氯化钙)对制冷剂(如水、甲醇、氨)的吸附和解吸作用实现制冷循环的,这种吸附与解吸的过程引起压力的变化,相当于制冷压缩机的作用,吸附剂的再生可以在65~200℃下进行,这很适合于太阳能的利用。
吸附式制冷具有结构简单、运行费用低、无噪音、无环境污染、基本不含动力部件,能有效利用低品味热源等一系列有点[2]。
太阳辐射具有间歇性,因而太阳能吸附制冷系统都是以基本循环工作方式运行制冷的,Critoph把太阳能固体吸附式制冷循环描述成四个阶段,即定容加热过程、定压脱附过程、定容冷却过程、定压吸附过程[4]。
吸附式制冷原理
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吸附式制冷吸附式制冷基本结构由太阳能集热器、冷凝器、储液器、蒸发器和阀门五个模块组成。
吸附式制冷系统的运作机制为:在白天,集热器温度随着气温的升高而升高,制冷剂蒸发集热器中压力升高,气体进入冷凝器并冷凝、制成液体;在晚上,温度降低,吸附剂会吸收制冷剂蒸汽,蒸发器中压力降低,于是会有更多液体气化,蒸发中吸收热量降温。
摘要 2一吸附床的设计 52 结构 6(1)床内结构特点 7(2)太阳能集热器的选择 74 太阳能集热器的性能指标5) 9(1)集热性能 9太阳能集热器性能通过集热效率和集热温度量个指标来反映。
集热效率是指太阳能入射能量中转变为热能的部分与实际太阳辐射能之比。
9(2)制冷性能 95 太阳能平板型吸附床强化传热的分析和方法 10(1)吸附床中嵌入肋片 11(2)提高吸附剂的导热系数 11(3)的金属热容比与系统运行性能 13二工质对的选择 14三蒸发器的设计 17四冷凝器与冷却器的设计 19五系统基本循环工作原理 191 日间工作部分 19(1)各个子系统瞬时能量平衡方程的建立 21(2)系统的性能参数 222 夜间工作部分: 22六吸附式制冷系统的优化9) 24七系统运行参数与系统动态性能 251 循环周期与系统动态性能 252 热源温度与系统运行性能 263 系统运行的环境——冷却水温度与系统动态性能 26八吸附式制冷系统运行控制10) 261 安全保护系统 26(1)吸附床的安全保护 26(2)冷凝器的安全保护 27(3)泵的安全保护 272 微机控制系统 27(1)检测功能 27(2)记忆功能 27(3)预报功能 28(4)执行系统 28九参考文献 28总结 29摘要每年到达地球表面的太阳辐射能为5.57×1018MJ,相当于190万亿吨标准煤,约为目前全世界一次能源消费总量的1.56×104倍。
太阳能取之不尽,用之不竭,还具有清洁安全、无需开采和运输等优点。
浅析太阳能固体吸附式制冷空调
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➢ 能源短缺问题。近几年夏季经常发生停电现象,很大原因是夏 天酷暑,制冷需求剧增,空调大量使用,引起电力紧张。另一 方面,能源利用率却普遍见低,我国每年100~200℃的废热 排放量折合标准煤达上千万吨,还有大量的太阳和地热能未很 好利用,这方面的研究也备受重视。
成本问题
如其他一切新兴科学技术一样,吸附式制冷技术需要 投入大量的科研经费,这势必会增加产品的成本,也就提 高了产品的市场价格,使新生的技术难以竞争。为此,政 府是可以有作为的,一通过政府的方向性的调控引导群众 购买新兴的吸附式制冷空调,增强其市场竞争力,二通过 国家财政来支持吸附式制冷技术的研究,国外这方面做得 不错,给企业补贴我国也应该对该技术在经济上有所支持。 在法律上,今年我国颁布了《可再生能源法》使各项工作 有法可依。
7.前景展望
技术问题 成本问题 普及问题 应用问题
技术问题
对吸附式制冷的研究是在Faraday发现氯化银吸附氨 产生的制冷现象以后,报道最早的吸附式系统是在20世 纪20年代;吸附式制冷技术真正得到发展是在20世纪70 年代,能源危机为吸附式制冷提供了契机,因为吸附式制 冷系统可利用低品位的热源驱动,节能,而且没有臭氧层 问题和温室效应。
6.吸附式制冷的缺点
从以上的比较中,我们可以粗略的知道吸附式制冷系统 存在着一些缺点和不足。
一.固体吸附剂为多微孔介质,比表面积大,导热性能很低 ,因而吸附/解吸时间长。(可以开发新型吸附剂,从吸收 式制冷系统采用液体工质中是否可以有所启发?)
二.单位质量吸附剂的制冷功率较小,使得制冷机尺寸较大, 吸附式制冷系统的功率远不如吸收式制冷系统,原因何在? (强化传热,提高吸附剂的传热性能和单位吸附剂的制冷功 率,减小制冷机的尺寸 )
太阳能吸附式制冷系统的研究现状与发展前景
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吸附集热器类型 平板集热器 平板集热器 平板集热器 平板集热器 平板集热器
复合抛物面集热器
实验时间 1992 2001 2003 2012 2013 2016
2 工质对的选择 在吸附式制冷技术中,工质对对系统的制冷
性能起着至关重要的作用。 吸附剂应具有的特点为:较高的吸附和解吸
引入蒸汽吸附技术,被认为是吸附式制冷系统的 开端;在 19 世纪 90 年代,吸附剂开始用于制冷 和热泵,固体吸附剂克服了液体吸附剂的缺点; 1992 年以后,随着全球爆发了能源危机,世界 各国都在加紧太阳能吸附式制冷技术的研究,因 此,该技术取得了快速发展。
1 工作原理 太阳能吸附式制冷系统主要由吸附床 ( 集热
沸石 - 水工质对在高温下可以保持较好的 稳定性,其吸附等温线在较高压力下基本保持 不变,对环境的适应能力强;但该工质对的缺 点是不适用于蒸发温度小于 0 ℃的制冷系统。 另外,由于吸附过程中温度较高,使得沸石 - 水 工质对的循环周期较长,吸附解吸速率慢。为 了提高沸石的吸附解吸速率,相关研究学者采
能力、较低的比热容、良好的导热性、无毒、无 腐蚀性、与制冷剂有较好的兼容性、符合成本效 益且可以大量提供。
制冷剂应具有的特点为:较小的分子直径、 较高的汽化潜热和热导率、良好的热稳定性、较 低的黏度和比热、无毒、无污染、无腐蚀性。
工质对的吸附能力取决于吸附剂的多孔属性 ( 表面积、孔隙尺寸和孔隙体积 ) 和等温特性。 常见的一些工质对有:硅胶 - 水、沸石 - 水、活 性炭 - 甲醇、活性炭纤维 - 甲醇、复合工质对等。 2.1 硅胶 - 水工质对
工质对 活性炭 - 甲醇 活性炭 - 甲醇 活性炭 - 甲醇
太阳能吸收式制冷原理
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太阳能吸收式制冷原理太阳能吸收式制冷是一种环保的制冷技术,利用太阳能将热能转化为制冷效果。
它的原理基于吸收剂对热能的吸收和释放,通过循环流体实现制冷效果。
首先,太阳能吸收式制冷系统由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和泵组成。
其中,吸收剂是核心组件之一,可以是氨水或锂溴水溶液。
在吸收过程中,太阳能被利用来供应热能。
通过吸收器中的太阳能板,太阳能被转化为热能,并传递给吸收剂。
吸收剂在吸收器中吸收热能后会产生浓度差,使其成为了低浓度的溶液。
此时,吸收剂会被输送到发生器中。
在发生器中,通过加热使得低浓度的吸收剂释放吸收的热能,成为高浓度的溶液。
这个过程需要大量的热能,而太阳能正好提供了足够的热量。
接下来,高浓度的溶液会被输送到冷凝器中。
在冷凝器中,通过传热给冷却水或者空气,使得高浓度的吸收剂转化成低浓度的溶液。
这个过程中,吸收剂释放的热能被带走,从而达到制冷效果。
此时,低浓度的吸收剂会进入蒸发器。
在蒸发器中,通过减压使得吸收剂蒸发,吸收周围环境的热量。
这个过程使得蒸发器中的温度下降,从而实现制冷效果。
最后,吸收剂会被泵回吸收器,重新开始吸收热能的循环过程。
太阳能吸收式制冷原理的优点在于其可再生能源的使用和环境友好性。
通过利用太阳能作为热能源,减少了对传统非可再生能源的依赖,降低了能源消耗和环境污染。
总结而言,太阳能吸收式制冷原理是一种利用太阳能将热能转化为制冷效果的环保技术。
通过吸收剂对热能的吸收和释放,循环流体的流动,实现了制冷效果。
这种技术的应用有望为可持续发展的制冷行业提供一种可替代的能源选择。
太阳能吸附式制冷关键环节分析及其优化
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比较如表 1 所示。 王如竹等[5]在经过对不同吸附工质 对 的 研 究 后 ,得 出 了 以
下使用范围: 冷 冻 (<253K):沸 石-氨 ;制 冰 (273K):活 性 炭-甲 醇 ;空 调
热传导无疑是提高吸附床整体效率最便捷有效的方法。 图 5 为以 13X - 水为工质对的试验样机在不同传热 结 构 下 的 吸 附 量比较[7],不难看出加装肋片、翅 片 的 吸 附 床 具 有 更 高 的 效 率 。 国内外所设计的大多数新式吸附床也都是从强化吸附剂导热
(278-288K):活 性 炭-甲 醇 、沸 石/硅 胶-水 ;采 暖 (333K):活 性 炭 -氨 、沸 石 -水 ;工 业 热 泵 (>373K) :沸 石 -水 。
系数和增加吸附床传热面积等方面入手, 以改善吸附床导热 条件,达到优化的目的。 兰青 等[8]从 改 善 吸 附 床 的 传 热 和 接 收
T1
T1
乙 乙 为:Q1= Ca(T)MadaT+ Cc(T)McdT
T2
T2
式 中 ,Ma,Ca(T)为 吸 附 剂 质 量 与 定 压 比 热 容 ,Mc,Cc(T)为 制
冷剂质量与定压比热容。
过程 2-3,2-5: 吸附剂继续被加热至最大解吸温度 T5,同 时制冷剂等压解吸,进入冷凝器被冷凝。
作者简介:杨宏坤(1987~),男,中国矿业大学机电工程学院热能与动力工程专业本科生 。
2008.NO.5. 17
能源与环境
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
研究与探讨
水 ,活 性 炭-甲 醇/乙 醇 ,硅 胶-水 ,氨-氯 化 钙 等 ,其 主 要 性 质 的
就现有的理论基础和设备条件来看, 增强吸附床内部的
吸附式制冷循环工作原理
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吸附式制冷循环工作原理哎呀,写这个题目,我得先好好想想,吸附式制冷循环,听起来挺高大上的,但其实原理挺简单的,就像我们平时用吸尘器吸尘一样,只不过它吸的是热量。
想象一下,夏天的午后,太阳晒得人直冒汗,你打开冰箱,拿出一瓶冰镇可乐,那感觉,简直了!吸附式制冷循环,其实就像冰箱的工作原理,只不过它用的是吸附剂,比如硅胶或者活性炭,来吸收热量。
首先,我们得有个吸附剂,这玩意儿就像个超级海绵,能吸很多热量。
然后,我们把吸附剂放在一个容器里,这个容器就是制冷机的心脏。
当容器加热时,吸附剂就开始吸收周围的热空气,就像海绵吸水一样,把热量吸进去。
这时候,容器里的温度就会下降,这就是制冷的第一步。
接下来,我们得让吸附剂把吸进去的热量吐出来。
这就需要一个冷却过程。
我们把容器放到一个低温环境中,比如冬天的室外,或者用冷水冷却。
这时候,吸附剂就会把之前吸进去的热量释放出来,就像海绵挤水一样,热量就被释放到外面去了。
然后,我们再把容器放回原来的环境,吸附剂又开始吸热,这样循环往复,制冷机就能不断地吸收热量,让周围的环境变凉快。
这整个过程,就像是我们用吸尘器吸尘,然后倒掉灰尘,再吸,再倒,循环往复。
只不过,吸附式制冷循环吸的是热量,倒的是热量。
说到这个,我突然想起小时候,夏天家里没空调,就靠着一台老式的电风扇。
那时候,电风扇吹出来的风都是热的,感觉跟没吹一样。
后来,家里装了空调,那感觉,简直了!就像从沙漠里走进了绿洲,瞬间清凉。
吸附式制冷循环,虽然听起来有点复杂,但其实就跟我们生活中的小事情一样,简单又实用。
就像我们用吸尘器吸尘,用电风扇吹风,都是为了让自己的生活环境更舒适。
虽然现在我们有了更先进的制冷技术,但这种吸附式制冷循环的原理,依然是那么朴实无华,就像生活中的点点滴滴,简单却充满智慧。
太阳能吸收式制冷原理和特点
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太阳能吸收式制冷原理和特点太阳能吸收式制冷原理和特点太阳能吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置,即制冷剂在一定压力下蒸发吸热。
再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。
自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收,吸收过程中放出的热量被冷却水带走,形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却,而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。
它相当于用吸收器和发生器代替压缩机,消耗的是热能。
热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。
吸收式制冷系统的特点与所使用的制冷剂有关。
常用于吸收式制冷机中的制冷剂大致可分为水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四个大类。
水系工质对是目前研究最热门的课题之一,对它的研究主要是针对现今大量生产的商用LiBr吸收式制冷机依然存在的易结晶、腐蚀性强及蒸发温度只能在零度以上等缺陷。
氨系工质对中包括了最为古老的氨水工质对和近期开始受重视的以甲氨为制冷剂的工质对,由于氨水工质对具有互溶极强、液氨蒸发潜热大等优点,它至今仍被广泛用于各类吸收式制冷机。
人们对氨水工质对的研究主要是针对它的一些致命的缺陷,如:COP较溴化锂小、工作压力高、具有一定的危险性、有毒、氨和水之间沸点相差不够大、需要精馏等。
吸收式空调采用溴化锂或氨水制冷机方案,虽然技术相对成熟,但系统成本比压缩式高,主要用于大型空调,如中央空调等。
太阳能吸收式制冷的研究现状及发展太阳能吸收式制冷是最早发展起来的,起源于1932年,但因成本高,效率低,没什么商业价值。
后来随着科技的进步,吸收式制冷研究逐渐得到了发展。
由于1992年世界性能源危机的影响,吸收制冷受到了发达国家的重视,吸收式制冷产业也得到了普及和发展。
太阳能吸收式制冷由于利用太阳能,所以其发生温度低,即便采用特殊的集热器,也只有100℃多一些。
因此,其制冷循环方式都是采用单效方式。
再细分下去,有单效单级和单效双级两种。
迄今为止,国外的太阳能制冷空调系统通常都采用热水型单级吸收式溴化锂制冷机。