空调吸附式制冷技术分析及应用

吸附制冷吸附研究 主要包括 工质对性能 、吸附床 的传热 器 交替运行 ，可保 障连续 吸附制冷。如果吸附制冷单纯 由加
传质性能和系统循环与结构 等几 个方 面的工作 ，无论哪一个 热解吸和冷却吸附过程构成 ，则 对应 的制冷循环方式为基本
方面的研 究都 是以化工 和热工理论 为基础 的，例如传 热机 理 、 型吸附制冷循环 。如果对吸 附床 进行 回热 ，则根据 回热方式
空调 吸附式 制冷技术分析及应用
李 小凯
（中国电器科 学研 究院有限公 司 ，广 东省广州市 ，５１０３００）
摘 要 ：我 国 目前很 重视 分体 式空调 的制 冷技 术，在很 多高等院校 都设有专业。而吸 附制冷 系统采 用非 氟氯烃类物质作为 制冷剂 ，具有 节能 、环保、结构 简单 、无噪音 、运行稳定可靠等突 出优点 ，因此受到 了国内外制冷界人 士越 来越 多的关注。本 文就 吸 附 制冷 的 工作 原 理 及 吸 附制 冷 技 术 的 研 究进 展 进 行 简 述 。
２０１６年 第 ３期 ·变频技 术应用 Ｉ ６３
为 ，在 吸附床 中 ，如果能使床温 在与热媒 流动相垂直 的方 向 走 的热量约 占燃 料总发热 量的 ３５％。
上保持一致 ，而在热媒 流动方 向上产生一陡坡 （热波 ），则能
２．２吸附制冷系统 自身 的改进
大大提高 回热效率 。这一概念所 描述 回热效率很高 ，但 其实
２．１可用于吸附制冷 的热力资源 我 国太阳能资源很丰富 ，年平均 日照量 为 ５．９ＧＪ／（ｍ２ａ）。 利用太 阳能制冷 是非常合理的 ，因为太 阳能辐射最强 的地 区 ， 通 常是 最需要能量制冷 的地 区 ，并且太 阳辐射 最强 的时候也 是最需要制冷 的时候 。 吸附制冷的 良好抗震性 使其 在汽车和船舶 等振动场合 的
接加热 、冷却吸附剂而获得较 高的热流密度 。根据 吸附式系
此外 ，空调 负荷对冷 量的要求与制冰和冷藏系统不 同，
统 的特点 和温度源 的选择 ，还 可构筑多级和复叠循环 制冷系 在 实际 中无论 是建 筑物还 是车 船的 空调负 荷都 是动态 变化
统 。
的，这就要求冷 源能够及时响应空调系统 的冷量要求 ，并且
所谓 回热即利用一个吸附床 吸附时放 出的吸附热和显热
究人 员为吸附工质对的筛选做 了大量 的工作 ，逐渐优化 出了 几大体 系的工质对 。按吸附剂分类 的吸附工质对可分为 ：硅
作为另一个 吸附床的解吸热量 ，回热 的利 用率将随着床数 的 增加 而增加 。 回热循环依靠床与床之 问能量的交换来实现显
吸 附制冷 系统 能否 最终在 空调 领域 取得 自己稳 固的Baidu Nhomakorabea
现 尚有 一 定 困难 。
位 ，最主要还要依靠吸附制冷系统 自身 性能的提高 。在 ＣＯＰ、
对流热 波循环是 由 Ｃｒｉｔｏｐｈ提 出的 ，这种循环方式 利用 单位质量吸 附剂制 冷量 、单位时间制冷量的提高等研究方 向
制冷剂气体 和吸附剂间 的强制对 流 ，采用高压制冷 剂蒸 汽直 上 ，许多研究者 已取得了很多的成就并仍在辛勤 的努力着 。
释放 出制冷剂气体 ，并在冷 凝器 内凝为液体 ；吸附时 ，蒸发 业 技术早 日工业化的关键 。
器中的制冷剂液体蒸发 ，产生冷量 。
１．２系统循环与结构的研究从工作原理来看 ，吸附制冷循
１．空调吸附制冷技术概 述
环 可分为间歇型和连续 型 ，间歇 型表示制冷是间歇进行 的 ， 往 往采 用一台吸附器 ；连续 型则 采用 二台或二 台以上 的吸附
２。吸附制冷技 术在 空调领域的应用
吸附制 冷与常规制冷方式相 比，其最大 的优势 在于利用 太 阳能 和废热驱动 ，极少耗 电 ，而与 同样使用热量作 为驱动 力 的吸收式制冷相 比，吸附式制冷系统 的良好抗震性 又是吸 收系统无 法相 比的 。在太 阳能或余热充足 的场 合和 电力 比较 贫 乏的偏远 地区 ，吸附制冷具有 良好的应用前景 。
胶体 系 、沸石分子筛体系 、活性炭体 系 （物理 吸附 ）和金属 热 、吸附热等热量的 回收 ，不仅可实 现连 续供 冷 ，而且可大
氯化物体 系 （化学体系 ）。由于化学吸附在经过多次循环后吸 大提高 系统 ＣＯＰ。
附剂会发 生变 性 ，因而对几种物理吸附类 吸附体 系的研 究较
热循环也是 回热利用 的一种循 环方式 ，是 由 Ｓｈｅｈｏｎ提
关键 词 ：吸 附制 冷 ；空 调 应 用
吸附制冷 的基本原理是 ：多孔固体吸附剂对某种制 冷剂 了广泛的研究 。综合考 虑强化吸附剂 的传热传质性 能 ，开发
气体具有 吸附作用 ，吸附能力随吸附剂温度 的不 同而不 同。 出较为理想的 、环保型 吸附工质对 ，从根本上改变 吸附制冷
周期性的冷却和加热吸附剂 ，使之交替 吸附和解 吸。解吸时 ， 工业化过程 中所面 临的实际困难 ，是推动 固体 吸附式制 冷工
用很 大程度上取决于所选用 的工质对 ，工质对的热力性质对 系统性 能系数 、初投资等影 响很大 ，要 根据实际热源的温度 选择合适 的工质对 。从 ２０世纪 ８０年代初到 ９Ｏ年代 中期 ，研
是 问歇进行 的 ，增加床数并通过阀 门的切换可实现连续制冷 ， 但床 与床之 间无能量 的交换 。
传 质机理等等 ，限于篇 幅，本文从技术发 展的角度来概括吸 不 同 ，可有双床 回热 、多床 回热 、热 波与对流热波等循环方
附制冷的研究 进展 。 １．１吸附工质对性 能研 究吸附制冷技 术能否得 到工业应
式 。下 面简单 阐述一下几种循环 的基本原理 。 基本循 环在吸附制冷基本原理 中已作介绍 ，其制冷过程
多 。 近几年来 ，研究人 员在 吸附工质对方面的研究始终 没有
停止 ，从理论 和实验 两个方 面对各种 工质对的工作特性进行
出的 。普通 回热循环 中吸附床的温度随时 间逐渐下 降 ，同时 解 吸床 的温度逐渐上 升 ，当两床温度达到 同一温度后 ，便无 法 继续 利用 回热而需 采用 外部热源继续 解吸过程 。ＳｈｅＬｔｏｎ认