06.固吸附式制冷.ppt

第六章 习题 简答题： 1.简述固体吸收式制冷的工作原理及特点。 2.吸附式制冷工质对有什么特点？它们与吸收式制冷工质对有什么区别？ 3.常用的吸附式制冷工质对有哪些？ 4.简述提高固体吸收式制冷热力系数的措施。 5.综合连续回热循环、热波循环、对流热波循环、复叠式循环、回质循环的优缺点，提出更高级的制冷循环设想。 谢谢大家 ！ 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（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。 * 5-6过程：冷凝液体经节流阀降压、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。 6.3 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（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Qg Cpa（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-Xdil Hdes—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Qa Cprq（T）—自由气态工质的定压比热容，kJ/kg·K；