吸附式制冷系统吸附床传热传质强化研究现状
2021-08-18张品段欢欢刘群生王炯鲁杰
张品,段欢欢,刘群生,王炯,鲁杰
(1-河南牧业经济学院能源与智能工程学院,河南郑州 450003;2-河南农业大学机电工程学院,河南郑州 450046)
0 引言
固体吸附制冷作为一种节能环保技术的制冷技术,在低品位热能回收利用和能量储存方面发展潜力较高,对于节能环保及降低能源浪费有重要作用,发展前景广阔[1-4]。在吸附式制冷系统中,制冷剂在吸附床上进行吸附和解析,吸附床的传热和传质效果会直接影响整个吸附式制冷机的性能[5-6],因此吸附床在吸附式制冷系统中占有重要地位,吸附式制冷一般采用多微孔介质作为吸附床的固态吸附剂,常用工质对吸附剂沸石、硅胶、分子筛和活性炭的导热系数分别为 0.09、0.17、0.01~0.1、0.3~0.5 W/(m·K),其导热性能较低,虽然多微孔介质的比表面积大,吸附性能较高,但其导热性能低的特点极大影响了吸附解吸的时间和制冷功率,导致制冷机的尺寸较大,阻碍了吸附式制冷商品化的发展。
吸附制冷的两个重要指标是吸附式制冷系统性能系数(Coefficient of Performance,COP)和单位吸附剂质量的制冷功率(System Cooling Power,SCP)。

式中,Qref为单位时间总制冷量,W;Qeva为单位时间蒸发器金属与制冷剂温升消耗的显热,W;Qh为单位时间吸附床加热所需热量,W;Qg为单位时间吸附床解析所需热量,W。

式中,Qref为t1时间内的制冷量,kJ;m为吸附床内吸附剂质量,kg;t为循环时间,s;t1为等压吸附过程的时间,s;t2为等容冷却过程的时间,s;t3为热解吸过程的时间,s。
由式(1)和式(2)可知,吸附床传热性能的提高,能极大降低吸附床加热和解析所需热量,循环时间有效缩短,COP 和SCP 大幅度提高。……
