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    機房制冷技術:吸附式制冷

    發布時間:2015-12-14 08:31:33

         吸附式制冷也是由熱能驅動的,即利用二元或多元工質對實現制冷循環,這點與蒸氣吸收式制冷是相同的。然而,與吸收式制冷中采用液體吸收劑吸收和釋放制冷劑蒸氣不同,吸附式制冷是采用固體吸附劑對制冷劑氣體進行吸附和解析。其工作原理是:利用吸附劑在不同吸附溫度下具有不同吸附能力這一特性,周期性地冷卻和加熱吸附劑,使之交替產生吸附和脫附過程。脫附時,釋放出制冷劑氣體,并使之凝結為液體;吸附時,制冷劑液體蒸發,產生制冷作用。

    1)間歇型吸附式制冷系統
         間歇型吸附式制冷時利用太陽能驅動的制冷劑,主要由吸附床、冷凝器和蒸發器組成一個封閉系統。白天,處于環境溫度的吸附床被太陽能加熱,吸附劑溫度升高后開始解析,制冷劑從中脫附出來,系統內的制冷劑蒸氣壓力逐漸升高,當達到與環境溫度對應的飽和壓力時,制冷劑蒸氣在冷凝器中凝結,同時放出潛熱,冷凝下來的液體進入蒸發器中貯存。晚上,吸附床被冷卻,吸附劑的吸附能力提高,于是開始吸附蒸發器中的制冷劑蒸氣,造成系統內氣體壓力降低,此時蒸發器中的制冷劑便在低溫下不斷蒸發出來,吸收被冷卻物質的熱量,達到制冷的目的。如果采用其他熱源,只要對吸附床間歇地進行加熱和冷卻,使吸附劑周期性地產生脫附和吸附作用,同樣能達到制冷的目的。
         由上述可知,吸附式制冷也屬于液體汽化制冷。與蒸氣壓縮式制冷機相類比,吸附床利用溫度的變化引起吸附量的較大變化,導致封閉系統中壓力的較大變化,從而起到壓縮機的作用。但上述吸附系統間歇性制冷,吸附器處于吸附過程中產生冷效應,吸附結束后必須有一個脫附過程使吸附劑狀態還原,這時將停止制冷。
    2)連續型吸附式制冷系統
         由兩個(或以上)吸附床組成的吸附式制冷機只需交替完成吸附和脫附過程,可以實現連續制冷。
    假定對吸附床A加熱,對吸附床B冷卻,當A床充分脫附,B床吸附飽和后,再使吸附床A冷卻,吸附床B加熱,二者交替運行組成了一個完整的連續制冷循環。同時,在兩過程切換中,還可以利用脫附剛結束的熱床的排熱加熱另一個吸附剛結束的冷床,從而使熱能充分利用,提高制冷循環的效率,這樣就構成連續回熱型循環。
    3)吸附制冷工質對
          吸附劑制冷劑工質對的選擇是影響吸附式制冷機性能的重要因素之一。理想的工質對是要求在工作范圍內吸附性能強、吸附速度快、傳熱效果好的吸附劑和汽化潛熱大、沸點滿足要求的制冷劑。
    目前,對吸附工質對的研究正在不斷深入和發展。比較成熟的有沸石-水,硅膠-水,活性炭-甲醇,金屬氫化物-氧,氯化物鹽類-氨等。G?Cacciola和G?Restuccia得出的適合不同溫區的研究成熟的工質對。由于水的汽化潛熱比較大,而且在0℃以下易結冰,所以沸石-水、硅膠-水比較適合蒸發溫度為0℃以上的空調系統?;钚蕴繉状嫉奈饺萘勘容^大,而且吸附容量對溫度變化比較敏感,甲醇的汽化潛熱大,冰點低,沸點比室溫高,對銅鋼等金屬材料不腐蝕,因此活性炭對甲醇適合太陽能或其他低溫熱源驅動的一般制冷系統。但由于甲醇在150℃左右易分解,其工作溫度應低于150℃。
    4)吸附式制冷的特點
          與蒸氣壓縮式制冷相比,吸附式制冷具有以下優點:
    ①可以利用各種熱能驅動。除利用鍋爐蒸汽、燃油燃氣產生的熱能外,還可以利用太陽能和各種廢熱、廢氣、廢水等低品位熱源。
    ②可以大量節約用電,削減空調季節電網的峰值負荷。

     

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