太阳能吸附式制冷

5.吸附式与吸收式比较
吸附式制冷和吸收式制冷是两种很相近的制冷方式，这里 有必要比较一下它们的相同之处和不同之处，从中可能获取 一些信息，为什么吸收式制冷系统已经形成产业化而吸附式 制冷系统尚未形成较大的产业。 相似之处：原理，工质的环保 ，能量来源 相异之处：安全性，传质差 别，蒸气通道和制冷量
活性炭-甲醇，活性炭-氨制冷工质对等，化学吸附常使用 氯化钙-氨，氯化镍-氨等制冷工质对。这些工质都是天然 工质，大部分对环境无害，比较环保。 三.能量的来源上，两者都可利用热能，特别是低品位的 热能驱动，所以太阳能是个不错的选择，无污染，制冷 系统本身仅需要极少的电量，因此也省电。这两种制冷 方式为节省能源提供了可行的技术手段。
六.蒸气通道上，吸收式制冷循环是一个连续的制冷过程， 发生器与冷凝器，吸收器与蒸发器之间，气流的通道的截面 面积比较大，对制冷剂蒸气的阻力很小，制冷剂蒸气在流动 中的压力损失对整个制冷过程影响不大．但是在吸附式制冷 系统中，由于工作的间歇性，往往需要多台吸附床同时工作 ，这个过程中需要进行管路切换，制冷剂蒸气管路阻力较大， 对制冷量较大的机组影响很大，降低制冷效果。 七.制冷量上，目前吸收式制冷机的制冷量小则几十千瓦， 大则数千千瓦，民用性相对比较差，比较适用于企事业单 位和大型的场所；由于不同功率机组的配件成本相差不大， 成本主要花在传热管的耗材上，机组制冷量越大，单位制冷
脱附：与吸附相反的过程，是指物质将 吸附的周围物质释放的过程，一般需要 吸收热量达到一定的温度或温度范围来 克服作用力。
2.现行制冷方式的不足
臭氧层空洞问题。以前制冷机广泛采用氯氟烃类制冷剂简称 CFC，HCFC，它们会催化分解臭氧，削弱对紫外线的阻挡， 威胁人类健康。我国已在《蒙特利尔议定书》上签字，要取消 这中制冷剂的使用还是任重而道远。 温室效应问题。常规高能耗的制冷需求引起电力紧张，各地兴 建各类发电站，火力占主要，大量烧煤增排CO2引起温室效应， 对环境造成严重影响。CFC也是引起温室效应的气体。 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。
3.吸附式制冷的原理
吸附床
蒸发器
冷凝器
图
吸附床
蒸发 器
冷凝器
4.吸附式制冷的优点
由以上的原理中可知，太阳能吸附式制冷的优点吻合了 当前能源，环境协调发展的总趋势。 一.吸附式制冷所使用的制冷剂是对环境相对友好的物 质（甲醇，氨，水等）不采用氯氟烃类制冷剂那样会破 坏臭氧层的物质，值得开发。 二.吸附式制冷可采用余热驱动，不仅对电力的紧张供应 可起到减缓作用，而且能有效利用大量低品位热能，如 太阳能，清洁没有污染。 三.太阳能吸附式制冷具有结构简单，无运动部件，噪声 低，寿命长等特点。
普及问题 要把太阳能吸附式制冷空调得到大范围的普及，是需 要多方面共同努力才能完成的。 一政府应该重视。吸附式制冷作为一种新的尚不成熟 技术，需要政府的直接支持才能发展，得到发展才能谈 普及。这是一种有利于国家发展的技术，是可持续发展的。 二群众应该支持。太阳能吸附式制冷空调是一种节能 无污染的新产品，可以提高生活水平。群众应该改变旧的 观念，积极接受新的知识，提高环保意识和可持续发展的 意识，支持对环境有利对自己和子孙未来有利的科学技术。 三科学应该发展。科学是第一生产力，因此必须积极 发展科技，太阳能吸附式制冷技术必将造福人类。
量的制造价格越低。吸收式制冷机可以分为很多类，它已 经大规模地应用于工业与民用领域，技术成熟，产品的规 格和种类齐全。目前吸附式制冷机受制造工艺的限制，制 冷量较小，一般只有数千千瓦至上百千瓦，民用性很好， 如果将来技术过关的话，前景是很不错的． 另外，在对低品位热源的利用上，吸附式制冷更具优 势，能利用更低温度的热量。
0.4
0.6 0.6 0.6
运行重量
电源
1.5
2Φ-220V-50Hz
t
德国Freiburg示范应用的太阳能吸附空调
BACK
结 束
三.吸附式制冷存在间歇性，要实现制冷的连续性，必须使 用二台或多台吸附器，通过多台吸附器加热/冷却运行状态 的切换，实施不断供冷，在制冷过程中需要进行管路切换 产生较大的阻力，影响制冷机的制冷量，降低制冷功率。 另外，在吸附式制冷系统中，吸附床是十分关键的部件。它 的性能好坏直接影响到制冷系统的功能和制冷功率的大小， 是重要的研究对象。
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。 1992年巴黎国际吸附式制冷会议带动了该技术的发展， 在接下来的国际会议上均有上百篇论文发表，堪与吸收式 平分秋色。 近20年来，不断有来自美，法，日，英，德等过对固体 吸附式制冷的研究报道，从吸附工质对性能，吸附床的研究 及结构等方面推动了吸附式制冷的发展。因此我们有理由相 信这种制冷技术一定可以发展直至广泛应用。 图
单位
kW º C t/h
冷却水进口温度
32
5 85 3.6
º C
t/h º C t/h MPa MPa MPa
能够在55－85oC热源温度下有 效工作； 适合太阳能以及其它低品位热 能应用； 目前已小批量生产
冷却水流量 热水进口温度 热水流量
COP
冷冻水系统工作压力 冷却水系统工作压力 热水孟再强
内容大纲
1.概念介绍
2.现行制冷的不足 3.太阳能吸附式空调原理 4.吸附式制冷的优点
5.吸附式与吸收式比较 6.吸附式制冷的缺点 7.前景展望
1.概念介绍
吸附：物质内部的分子和周围分子有互 相吸引的引力，但物质表面的分子，其 中相对物质外部的作用力没有充分发挥， 这样液体或固体物质的表面可以吸附其 他的液体或气体，吸附过程有两种情况： 物理吸附和化学吸附。物理吸附中存在 范德瓦尔斯力，化学吸附不仅存在范德 瓦尔斯力，还有化学键，作用力比物理 吸附大许多。
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 ）
BACK
相异之处： 四.安全性上，在溴化锂吸收式制冷机中，若溶液温度低于 其结晶饱和温度，溴化锂将从溶液中析出而结晶，从而堵塞 系统管路或热交器，使运行中断，有安全隐患。而吸附式 制冷中不存在溶液结晶的问题，比较安全。 五.传质差别上，吸收式制冷机中采用液体工质，液体内部 同时存在导热和对流的传热方式且以对流为主，换热系数大， 传热效果好。吸附式制冷机中吸附剂为固体，其内部传热只 能采用导热方式，并用吸附剂的导热系数一般都很小，所以 其换热能力远不如液体。因此强化传质是改进吸附床性能 的主要手段。
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。 另外就是企业积极参与市场竞争，竞争可以驱动企业 不断提高生产效率，降低成本，学会在市场中生存。
相似之处： 一.原理上看，吸附式制冷与吸收式制冷是两个循环特性十分 相近的制冷方式，其制冷原理为：制冷剂在低压（相对）下 蒸发，从环境中吸热制冷,两者都是利用物质的吸附（吸收） 作用，吸附（吸收）制冷剂蒸气，所释放的吸附（吸收）热被 冷却介质排除于系统之外，经加热后制冷剂蒸气重新从吸附 （吸收）剂中解吸（发生）而出，经冷凝器凝结为冷剂液，并 进入蒸发器蒸发，如此循环往复。 图 二.工质的环保上，吸收式制冷的吸收剂一般为流动性良好的 液体介质，常用的有氨-水，溴化锂水溶液等制冷工质。吸附 式制冷的吸附剂一般为固体介质，物理吸附常使用分子筛-水
应用问题
如何将太阳能空调应用也是个很重要的问题。 如何实现太阳能利用与建筑的一体化是目前研究的热点。 要实现太阳能空调的大范围应用是涉及到多方面的问题： 法律，城市规划，能耗，成本等 图
吸收式制冷
ＢＡＣＫ
吸附式制冷
ＢＡＣＫ
制冷机组性能
制冷量 冷冻水出水温度 冷冻水流量
性能指标
8.5 10 1.5