基于吸附式技术的制冷系统的分析与研究

随着科技不断的进步,制冷系统在现今人类社会中占有相当重要的地位.但随着蒸气压缩式制冷机组的广泛应用,导致衍生出来的臭氧层破坏及温室效应等问题.本论文利用吸附配对来建立一套固体吸附制冷系统,利用计算离散系统建立数值模型,并针对各项系统参数进行实验分析.     

吸附式制冷系统运行参数动态特性

针对燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷循环过程吸、脱附特性,采用动态的分析方法,对吸附式制冷系统的主要部件吸附床在不同阶段（等容加热、等压解吸、等容冷却、等压吸附）的工作过程建立动态方程,同时对制冷系统的蒸发器及冷凝器建立相应的动态模型。利用数值方法对数学模型进行求解,分析吸附速率、吸附床温度、冷凝温度、蒸发温度、制冷功率等参数随时间的动态变化规律。研究结果表明：吸附速率在吸附过程进行到5min时达到峰值,吸附床温度达到350K后其升温速率开始减慢,吸附床温度降到315K后的降温速率开始减慢,冷凝温度在解吸阶段进行到8min时存在1个峰值,蒸发温度的变化趋势与制冷功率的变化趋势相反。     

船用吸附式空调制冷系统可行性设计

分析吸附式制冷应用于船舶空调中的可行性,对其在商船上的应用进行实用性结构设计,对系统的组成进行优化,使之更接近理想循环.对船舶在航行和在港两种情况的热量来源进行控制,并实现了吸附与脱附过程的自动切换,为船舶在运行中实现自动控制提供基础,也为推动吸附式制冷系统在实船上的使用提供新途径.     

新型硅胶-水吸附式冷水机组动态运行特性

针对一种由2个吸附/解吸真空腔和1个蒸发器热管工作真空腔组成的新型硅胶-水吸附式制冷机进行了实验研究,确定了吸附床的热力性能及机组的动态运行特性.实验结果表明:在运行过程中制冷机表现出了独特的运行特性,吸附床也表现出了良好的热力特性,系统运行采用了一种新的高效吸附制冷循环方式;系统运行的回质过程增大了循环吸附量,提高了制冷机对低温热源的适应能力.     

太阳能固体吸附式制冰系统长期性能研究（1）：甲醇热分解实验研究

本文对太阳能制冷系统在商业化过程中出现的长期性能下降问题进行了实验研究与理论分析，对甲醇在活性炭微孔表面的热分解进行了理论及试验研究，得出了甲醇热分解可能的分解机理，采用分析化学中常用的质谱，色谱技术测定了甲醇的热分解产物及热分解速率，优选出了一种最适合于吸附器结构材料的金属。     

吸附式制冷中回质过程的作用

引入回质循环，设计了一套使用活性炭－氨为工质对，用发动机余热驱动的吸附式汽车空调，建立了回质循环的计算模型，对样机的回质过程及其对吸附式制冷循环性能的影响进行了定性分析和定量计算，并与基本循环、回热循环进行了对比，同时引入了回质系数表征回质完善度，结果表明，回质过程大幅度提高了循环制冷量，但在某些工况下，也有可能降低系统的性能系数；金属及流体热容变化对回质过程的作用不明显；回质对性能的影响主要取于工质对的吸附特性，在不同的回质系数下，回质循环的性能变化遵循基本一致的规律。回质过程对于循环性能系数的影响没有对循环制冷量的影响大。     

阀门控制传质过程对太阳能吸附式制冷系统性能的影响

以活性炭-甲醇为工质对的翅片管式太阳能吸附制冷系统为对象,对系统在带阀门控制传质过程下的制冷性能和无阀门控制传质过程下的制冷性能进行了对比研究;并对在带阀门控制传质过程下最高解吸温度及关闭阀门时间与系统性能的关系进行了分析研究.实验结果表明:在同等天气条件下,系统在阀门控制传质过程下的制冷效率整体上比在无阀门控制传质过程下的制冷效率平均高出36.7%;系统关闭阀门时间在吸附集热床达到最高温度之后的35分钟之内,系统的制冷效果最好,关闭阀门时间越久,系统制冷效率越低.研究结果可为太阳能吸附制冷系统的优化设计提供参考.     

梯级水电站群最优运行的递阶控制算法

针对位于同一电网的梯极水电站群联合运行的情况,着重研究了在枯水季节最优调度的计算模式,提出了大系统递阶控制的优化算法。该算法也同样适用于规划中的梯级水电站。实例计算表明该算法是可行的,且解析性强。     

对现有大型制冷系统的冷凝热回收的研究

现有的制冷系统一般将高温高压的制冷剂蒸汽通过冷凝器把热量排到大气或冷却水中达到冷凝制冷剂的目的.但是这将对环境造成热污染,同时也浪费了能源.介绍了一项对现有制冷系统改造的计划,通过设计的废热回收装置可以将压缩机产生的冷凝热有效的进行回收从而产生50～60℃的热水提供洗浴.该系统还可以改善制冷系统的运行工况,提高机组的工作效率,达到节能环保的目的.     

耦合吸附吸收制冷系统的实现及其特性

针对现有吸附制冷系统采用单组分工质作为吸附质导致系统的压力偏高或偏低，且吸附、吸收式制冷效率较低的状况，根据吸收式制冷和吸附式制冷的工作原理及特点，提出了耦合吸附吸收制冷的新技术；同时分别采用13X分子筛、氯化钙和硅胶作为吸附剂，双组分工质氨一水为制冷工质，在不同脱附温度和氨水含量下进行研究．实验结果表明，与使用单组分工质一水比较，系统性能系数可提高2倍以上；由于将脱附蒸汽的冷凝过程设计成吸收过程，因而使系统在常压下运行成为可能．该研究结果为高效率低成本制冷机的研制提供了理论基础．     

固体吸附式制冷技术的概况及进展

吸附式制冷作为能有效利用太阳能和工业废热等低品位能源,而又没有环境破坏性的新型制冷技术越来越多地受到重视．近年来,国内外众多学者从吸附剂－制冷剂工质对的性能、吸附式制冷循环的特性、吸附床的传热传质等诸多方面,在所建立的一些样机上对吸附式制冷系统的性能作了大量的研究工作．但目前对一些新型循环的可实现性和系统性能及其稳定性的提高方面还需要作大量的研究,以促进吸附式制冷技术走向实际应用市场．     

氨-活性炭吸附式制冷在船舶中的应用

为在船舶中应用余热吸附式的研究成果,选择“SITC TAISHAN”号散货船,通过船舶主机在额定工况下的能量衡算,应用当前氨-活性炭吸附式制冷系统COP的经验值,分析了该轮中央空调系统和伙食冷库采用废气锅炉蒸汽驱动的氨-活性炭吸附式制冷系统的可行性.并且,根据氨在SAC-02活性炭上的吸附平衡数据和活性炭吸附床的循环吸附特性,结合“SITC TAISHAN”轮空调机间的结构特点,规划了由废气锅炉蒸汽驱动的9床循环氨-活性炭吸附制冷系统方案,并对系统的关键部件及运行控制方案设计提出了相应措施.该研究将有助于推进船舶余热吸附式制冷技术的应用     

基于废热的制冷循环系统研究与设计

针对废弃热量利用率低的问题,深入研究喷射制冷循环系统的工作原理和主要的内部结构,对喷射制冷循环系统的工作过程进行建模分析,得出系统中主要工作参数之间的数学关系。然后引入蒸汽压缩制冷原理,设计一个增压喷射制冷循环系统,对系统的性能特点进行详细分析,并给出在不同现实需求下的改进优化策略。测试结果表明设计的增压喷射制冷循环系统可以提高低品味的热量的利用率。     

回质型太阳能吸附式制冷系统的性能

提出与构建了太阳能热水驱动的回质型吸附式制冷系统,测试分析了运行参数对系统制冷性能的影响,并在高温季节对系统进行了实验运行.结果表明,采用高效的真空管太阳能热水系统,合理配置集热器面积,能够稳定地驱动吸附式制冷系统.在16~21 MJ/(m2.d)的太阳辐射条件下,系统的日平均太阳能制冷系数COPsolar≈0.1~0.13.     

不可逆回热式磁Brayton循环制冷性能的理论及数值研究

基于统计理论推导的铁磁材料的磁热参数,建立了不可逆回热式磁Brayton循环数学模型.对于顺磁材料作工质的情形,获得了循环放热量QH、制冷量QC、回热量及性能系数δCOP的表达式的解析解.以铁磁材料钆作工质为例,数值研究了循环室温区的制冷性能,考察了归一化温度α、回热不平衡量QR及磁化过程不可逆度η对循环有效制冷量Qeff,C及δCOP的影响,并获得了不同外部磁场H1条件下循环最大温跨δT,max.数值结果显示:Qeff,C随α的增加而增加;当α≥0.6或QR≥0时,循环均能获得良好的制冷性能;磁化过程的不可逆因素会使得δCOP迅速下降.     

磁Ericsson制冷循环的优化性能

研究热阻、热漏及回热损失等不可逆因素对以顺磁盐为工质的Ericsson制冷循环性能的影响,分析和讨论循环的重要性能参数及优化工作区域,所得结论为磁制冷机的优化设计和性能评价提供参考。     

浸泡法制备吸附制冷用复合吸附剂

以分子筛为基材通过浸泡CaCl2和SrCl2溶液的方法制备复合吸附剂.在模拟制冷条件下,对以不同浓度溶液制备的复合吸附剂的吸附、解吸性能进行了测定,并将吸附解吸性能最好的复合吸附剂在自制的模拟制冷装置上进行了制冷实验.结果表明,复合吸附剂具有良好的吸附、解吸性能,最大吸附量达51.6%,解吸率可达69.3%,在模拟制冷装置上系统的制冷系数达0.25,单位吸附剂的制冷功率为0.072 W/g,符合太阳能吸附制冷的要求.     

化学吸附式制冷吸附床的模拟研究与结构分析

吸附床的传热传质性能的优化是提高吸附式制冷系统制冷效率的重要方法。利用FLUENT软件对使用CaCl2-NH3为吸附工质对的化学吸附制冷系统中的吸附床进行了数值模拟研究,分析了吸附床解吸过程中温度场和单位质量吸附剂制冷量（SCP）的变化规律,并对不同填充直径和每层填充厚度的吸附床进行了性能分析,结果显示在填充总量一定时,吸附床的填充直径越小,系统的制冷效率越高。     

中间换热式氨合成塔的优化设计及操作

对中间换热式氨合成塔触媒层建立了一维非均相数学模型,利用含钴催化剂动力学方程对该塔进行了优化设计及优化操作的模拟计算,得出了最佳工艺参数,分析了负荷及氢氮比对最大生产强度的影响。