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1、太阳能吸附式制冷概述胡 放（华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237）摘要：本篇文献综述对太阳能吸附式制冷的原理进行了阐述，介绍了太阳能吸附式制冷系统，并在其应用方面列举了几个案例，最后对太阳能吸附式制冷技术进行了展望。关键词：太阳能；吸附式制冷；工质对；吸附式制冷主要结构；制冷循环1 引言利用太阳能和其它废热可有效缓解世界范围内的能源紧张和环境污染，而太阳能制冷正是太阳能利用的一个重要方面。迄今为止，人们在太阳能制冷这一领域已进行了大量的研究工作，提出了各种不同的制冷方法，取得了一定的进展。实现太阳能制冷有两条途径：一是太阳能光电转换，以电制冷-是太阳能光热转换，以热制冷。前一种方法
2、成本太高，应用较少，所以目前普遍采用以热制冷。太阳能制冷研究主要在三个方向上进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷。其中吸收式制冷和喷射式制冷都已经进入了应用阶段，吸附式制冷还处在研究试应用阶段。本篇文献综述，着重将要阐述的吸附式制冷，具有以下的优点：充分的利用了低品位的热源，特别是在废热的利用方面尤为突出；在利用太阳能低温热源方面(80120)比吸收式制冷机更为有效；几乎可以不用电，因而在电力不足地区可以满足制冷需求；结构简单，安全性好，更适用于舰船、汽车空调方面；无运动部件，因而无噪音，且无磨损，寿命长。1.1 太阳能吸附式制冷的原理 太阳能吸附式制冷的原理：以某种具
3、有多孔性的固体作为吸附剂，某种气体作为制冷剂，形成吸附制冷工质对，其中固体吸附剂是不流动的，而吸附介质是流动的。在固体吸附剂对气体吸附物吸附的同时，流体吸附物不断地蒸发成可供吸附的气体，蒸发过程对外界吸热实现制冷；吸附饱和后利用太阳能加热使其解吸。按照被吸附物与吸附剂之间吸附力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是分子间范德华力所引起的，而化学吸附是吸附剂与被吸附物之间通过化学键起作用的结果，吸附与脱附过程都伴随有化学反应。图1为太阳能吸附式制冷系统示意图，一个基本的太阳能吸附式制冷系统主要包括吸附床(集热器)、冷凝器、蒸发器和阀门。其基本工作过程由吸热解吸和吸附制冷组成。 白天吸附
4、床被太阳能加热，吸附质开始从吸附剂中解吸脱附，当吸附质蒸汽压力达到冷凝压力时，进入冷凝器冷凝，冷凝液经节流阀进入蒸发器储存起来晚上吸附床被环境空气冷却，吸附剂开始吸附制冷剂蒸汽，当系统压力下降到蒸发温度下的饱和压力时，蒸发器中的液体开始蒸发制冷，产生的蒸汽继续被吸附剂吸附，直到吸附结束，完成一个吸附制冷循环。由以上分析可见，单个吸附器的吸附式制冷系统的工作循环是间歇式的，而不是连续的。但是，若采用两个吸附器，其中一个处于受热解析过程，另一个处于吸附制冷过程，则吸附式制冷循环就是连续的了。图1 太阳能吸附式制冷系统示意图1.2 吸附式制冷的应用难点固体吸附式制冷经历了两次机遇。70年代的能源危机
5、和80年代高涨的环保呼声。特别是1992年在巴黎召开国际制冷大会和1998年国际第六届吸附基础大会，使得固体吸附式制冷技术得到快速发展，原先制约固体吸附式制冷技术实用化的关键技术相继得到突破，开始具备与蒸汽压缩式制冷机竞争的实力。而研究表明，太阳能吸附式制冷主要存在四个难点：第一，吸附式制冷基本循环不能实现连续制冷，吸附床传热传质性能差，吸附解吸所需的时问长，循环周期长，系统调节滞后时问长，制冷功率低，制冷系数小，能量利用率低。第二，晚上制冷不符合空调用能规律，大大限制了太阳能吸附式制冷的应用。第三，太阳能是低品位能源，且供能不连续，另外，太阳能集热技术难以保证高温而稳定的驱动热源，因此，系统
6、需要较低的驱动温度。第四，吸附式制冷系统难以根据工况的变化迅速及时地做出稳定调节，这将是推广吸附式制冷技术实用化进程所面临的最大难题。2吸附式制冷系统概述2.1 吸附式制冷系统工质对的选择及比较一般来说，吸附工质对的选择主要考虑以下一些因素：对于吸附质来说，包括： 潜热大小。潜热高也就是单位解吸量的制冷量大，同样制冷量所需解吸量较小，这样可以降低对解吸热量的输入要求。 在一定温度范围内物理、化学性质稳定性较好。 整个系统的工作压力要适中。 价格低、毒性小和不易燃爆。 对环境无污染。对于吸附剂来说，要考虑以下几点： 在相应的工作条件下，对所采用的吸附质的吸附、解吸循环量大这样可以提高单位质量吸附
7、剂的制冷功率。 传热传质性能好，这样可以缩短循环周期。 与所选吸附质要相容。 适应工作温度范围。 价格低和来源广泛。实际上，目前并没有哪一种工质对能同时满足上述要求。我们所能做的，是从实际应用场合出发，寻找最合适的吸附工质对。2.1.1 分子筛-水工质对分子筛-水是使用比较广泛的吸附工质对，大量应用于开式除湿冷却系统和闭式吸附系统，对环境的适应能力很强，且安全无毒。分子筛-水工质对的分子问作用力较强，所需的解吸温度较高，吸附热也较高。分子筛-水的性质很稳定，高温下也不会反应，适合于解吸温度较高的场合，目前在余热回收中常用于200左右或者更高的热源能量回收。此外，由于分子筛-水系统是负压系统，传
8、质速度慢，再加上所需解吸热及解吸温度较高，造成系统循环时间比较长。2.1.2 活性炭-甲醇工质对活性炭-甲醇是目前使用最为广泛的吸附工质对，主要原因是活性炭-甲醇的吸附解吸量较大，所需的解吸温度不高(10OC 左右)；吸附热不太高；甲醇的蒸发潜热较高。同时，活性炭-甲醇系统也有缺点：首先是不适合高温，在温度高于150时甲醇发生分解，生成二甲醚，这对于系统来说是不利的；其次是甲醇有剧毒，使人们对它的广泛应用产生怀疑；另外，系统是真空系统，工作可靠性比压力系统差。2.1.3 活性炭-氨工质对采用这一工质对的系统，压力较高氨有毒及刺激性气味，与铜材料不相容。但是，在近年来对新工质的探索中，人们重新审
9、视了这对吸附工质。首先，压力系统中的轻微泄漏不会导致系统失灵相对不怕振动；其次，压力有助于传热传质可以有效缩短循环周期，而这是其他吸附系统的主要缺点之一 ；第三氨的蒸发制冷量大；第四，可以适应较高的热源温度。2.1.4 硅胶-水工质对硅胶-水工质对在I20以下的温度工作，高于120时硅胶会烧毁，失去吸附能力，所以，硅胶-水工质对很适合于较低温度的热源驱动。硅胶由于受可用温度限制，只能在较低温度范围使用，要求的冷凝和冷却温度比较低，而且硅胶的比表面积比活性炭和分子筛小，体积较大，所以在闭式吸附制冷中应用较少。目前较多使用在开式除湿冷却系统中。2.1.5 金属氢化物-氢工质对金属氢化物和氢可以形成
10、氢键，因此对于氢具有一定的吸附能力，属于化学吸附这一工质对具有很好的循环性能，能够适用于-100 500 以上的温度范围反应速度快，容积反应热大，可以有效地减小吸附器体积。但是，由于氢本身易燃、易爆，而且金属氢化物吸附剂包含很多稀有金属，价格较高，因此在吸附式制冷系统中的使用并不广泛。2.2 制冷循环2.2.1循环参数对系统性能的影响影响循环性能的温度参数很多，综合如下：吸附终了温度此温度越低对吸附越有利，因为此温度越低，吸附剂吸附的制冷剂量越大，因而制冷量增加，性能参数COP上升。脱附终了温度此温度越高越利于脱附，冷剂量增加，因而冷量增加，COP一般来说也上升，但它有一个最大值，因为脱附终了
11、温度升高到一定程度，脱附出来的制冷剂量已变化不大，而吸附床显热显著增加，COP开始降低。冷凝温度冷凝温度升高，脱附量减少，制冷量下降，COP下降。蒸发温度蒸发温度升高，蒸发压力增大，有利于吸附的进行。由于吸附终了温度和冷凝温度受环境条件限制，而且两者越低对循环越有利，所以，要尽量强化吸附床与冷凝器的冷却效果，如用水替代空气冷却，吸附床中添加金属肋片等。2.2.2 吸附式制冷系统先进制冷循环的实现单床间歇循环系统是吸附式制冷中最基础的系统。它是由一个吸附床及蒸发器、冷凝器、节流冈等组成。循环过程包括加热解吸、冷却吸附。这种制冷系统结构简单，但循环周期长，制冷功率低且存在很大的热损失。为克服吸附式
12、制冷基本循环间歇性制冷和能量利用率低的缺点，国内外学者提出各种先进的吸附式制冷循环，目前主要有连续回热回质型、多级复叠型、热波型和对流热波型。 连续回热回质型循环最简单的连续型循环采用双吸附床结构，两床交替进行解吸和吸附，实现连续制冷。连续回热回质型循环是两床交替运行时，将正在进行吸附的吸附床的部分吸附质回流到另一台正在进行解吸的吸附床，既利用了部分吸附质的显热和吸附热，节省了能量输入，又加速了解吸和吸附的进行，缩短了循环周期，提高了循环性能系数的同时又增大了制冷量。 热波循环多床循环的吸附床之间存在传热温差导致回热率不高。在热波循环中，吸附床被设计成沿流体流程存在很大的温度梯度，两个吸附床反
13、向运行，各自只有一小部分进行热交换，另一部分保持其温度，用单一流体回路将两床连接起来，利用流体温度梯度(热波)在回路中的移动，实现高效回热。热波循环理论上很先进，但系统性能的提高和能量密度的大幅度降低是一个难以协调的矛盾，在实际系统中要实现很困难。 对流热波循环 对流热波循环对流热波循环则是一种采用吸附床内强迫对流以改善吸附床传热传质性能的循环方式，利用制冷剂气体和吸附剂间的强制对流，以获得较高的热流密度，在较短的时间内就可将吸附床加热或冷却到预定温度。 多级复叠型循环多床循环中各级循环都是用同样的工质对，吸附热利用率不高。Douss和Meunier： 提出了双效复叠循环，利用工作在不同温度范
14、围内的循环来提高吸附热的利用率。 混和循环除吸附制冷循环自身优化外，通过和其他制冷循环相结合，如太阳能固体吸附-喷射制冷联合循环，太阳能吸附制冷与供热联合循环，同样可以实现连续制冷和提高能量利用率。2.2.3 制冷量的影响因素及最佳循环周期吸附式制冷最初应用的是太阳能制冰，因循环周期较长，通常情况下不考虑吸附时制冷的循环周期问题，但只能进行不连续的制冷。当前正在研究一些高级的制冷循环，如连续回热型循环、热波循环、对流热波循环以及双敖复叠式循环等，都涉及到如何来选择系统的循环周期，使系统在一定工况下的单位时间制冷量最大通常循环周期越短，系统的单位时间制冷量越大，但是如果周期太短，吸附剂来不及解吸
15、与吸附，会使系统单一周期内的制冷减小，也会影响系统单位时间的制冷量，即有一个最佳循环周期可使单位时间制冷最大。循环周期包括两个部分，冷却吸附时间与加热发生时间，可分析吸附率(解吸率)、单位对问制冷量及循环周期之间的相互关系在工况确定的情况下，由实验所得的实际冷却吸附时间和实际加热解吸时间，可知在空调工况下由于蒸发压力较高，吸附的时间要比解吸时间短，而在制冰情况下，则刚好相反，因此也存在一个吸附蒸发压力使得吸附时间等于解吸时间，从而得到了固体吸附式制冷的最佳循环周期2.3 吸附式制冷系统主要结构及其设计改进吸附式制冷系统装置内各子部件如吸附床，冷凝器，蒸发器的性能，是系统装置能正常运行的重要保证
16、要提高吸附式制冷系统的性能，就要强化系统的传热与传质，是优化系统的基础。因而，对系统重要部件的设计与分析，构成了吸附式制冷系统设计的重要组成。2.3.1吸附床吸附式制玲系统的最大特点是以吸附床替代蒸汽压缩式制冷系统中的蒸汽压缩机，吸附床性能的好坏直接决定了吸附式制冷系统能否正常运行，故吸附床是吸附制玲循环的心脏。吸附床通常由吸附剂（如活性炭，沸石分子筛)填充在一定形状的金属壳体内所构成，其性能的优劣主要由传热传质特性所决定，即要求吸附床在吸附制冷系统循环的加热解吸过程中，能尽快地将外界加给系统的能量传递给吸附床内的吸附剂，使吸附剂能脱附出制冷剂；同时，在冷却吸附过程中应使加热吸附床的显热及吸附
17、热尽快地释放出来以便使吸附剂吸附制冷剂而产生蒸发制冷效果，因而吸附床性能的改进都与吸附床的传热传质性能密切相关强化吸附床传热的方法主要分为三大类：第一类是对吸附床中吸附剂进行物化处理，从而强化床层的传热传质过程；第二类是从制冷循环的改进来实现强化传热；第三类是结构法，即采用高效传热结构来强化传热。在太阳能吸附式制冷循环中，集热器是太阳能吸附式制冷系统的热驱动源它接受太阳辐射的能量加热吸附床，因而集热器的性能对加热吸附床的温度升高起着决定作用。为尽量提高低品位太阳能的利用率，集热器与吸附床通常是做成一体的，这样的好处是在太阳日照辐射的时间内尽可能高地提高吸附床的解吸温度；但同时亦带来了夜间要尽可
18、能地降低吸附床的温度以便使吸附剂吸附制冷剂而产生蒸发制冷的困难。为使吸附床具有较好的传热特性，在吸热板表面增加传热肋片，这样，集热板收集的太-阳辐射能，通过集热板表面和传热肋片加热吸附剂，同时由于传热肋片的引入，增强了上下表面的承压能力，并改进了传热效果。为解决散热问题，在玻璃盖板与吸附床之间增设栅窗，以便在夜晚让外界冷空气直接冷却集热器带走吸附床的热量。 图 图2 太阳能平板式吸附床的结构2.3.2 冷凝器在固体吸附式制冷系统中，由于系统工作在真空状态下，系统的压力变化范围不大，起压缩机作用的吸附床正是靠系统的压力变化来作为驱动源的，故必须保证所设计的系统各子部件有较光精的流动通道，以保证吸
19、附或脱附时制冷剂气体能流畅通过系统的子部件。对冷凝器而言，可选用较大口径的高肋翅片管来强化冷却脱附时的制冷剂气体，同时大口径的管道可保证气体能流畅通过冷凝器。2.3.3 蒸发器对蒸发器而言，一方面应保证蒸发器在制冷剂沸腾时所产生的相变热与外界尽快地交换传出，为此必须使蒸发器具有足够的换热面积；另一方面应保证蒸发器应具有能够收集从吸附床解吸出的制冷剂液体的内腔空间，可将蒸发器用铝板设计成下端为等腰梯形锯齿状的长方体形状，目的是能够较容易地取出所制的冰。3吸附式制冷系统的应用3.1 用于低温储粮的太阳能吸附式制冷系统图3 太阳能吸附式制冷系统示意图低温储粮可有效抑制粮食呼吸及仓储害虫、微生物的生长
20、，减少或避免化学药物杀虫灭菌处理。利用传统的谷物冷却机进行低温储粮，功耗大、运行费用高，并且停机后粮温回升快，难以满足绿色储粮的要求。另一方面，在能源危机和环境污染的双重影响下，太阳能的开发利用日益引起人们的广泛关注。太阳能是一种清洁的可再生资源，并且它在时域和地域上的分布规律与制冷用能在时域和地域上的分布规律高度匹配。在夏秋季节，太阳能辐射相对较强，太阳能制冷系统能有效运行。通过在仓顶安装太阳能集热器，太阳能制冷系统用于低温储粮还可减少粮仓冷负荷。太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能热水子系统、吸附式制冷机、冷却塔及风机盘管单元等主要部件构成，如图3所示。太阳能集热器收集的太阳能储存于分层蓄热水
21、箱中，用于驱动吸附式制冷机。冷却塔用于提供冷却水以带走吸附制冷机的冷凝热、吸附热及吸附器显热。制冷机的制冷量通过风机盘管输送至粮仓，用于冷却粮仓上部的空气层以抑制高温季节粮温回升。试验运行测试结果表明：在太阳能资源丰富的地区，太阳能吸附制冷系统可望提供一种可供选择的低温储粮制冷方式。系统的电制冷系数可达2028，与传统的压缩式谷物冷却机相比，系统具有较大的节能优势。3.2 太阳能冷热联供传统的太阳固体吸附式制冰机不仅功能单一，而且系统对太阳能的利用率较低。因为集热器在白天收集到的加热吸附床的热量在夜间都要尽可能地释放给外部空间，让吸附床冷却到蒸发压力以下，从而使吸附剂吸附制冷剂产生蒸发制冷效果
22、，这实质上造成了吸附床白天所收集太阳能量的浪费。因此，十分必要寻求新的、合理的联合循环方式。从大量的实验研究及理论分析中发现，合理地对吸附床进行结构设计及有效利用吸附床的显热及吸附热对改进系统性能非常重要。主要有两种太阳能冷热联供的联合循环方式，即冷凝热回收型及水浴式。冷凝热回收型美国ZeroPower公司在研制太阳能固体吸附式空调时采用的就是这种冷凝热回收型联合循环方式。该公司将冷凝器与蒸发器合并为一个部件(简称冷凝-蒸发器)，用外部回路冷却。白天，解吸出来的制冷剂在冷凝-蒸发器中冷凝，冷凝热传到外部水回路中，可供家用热水及冬天房间采暖。夜间，在冷凝-蒸发器中的制冷剂蒸发，产生的冷水(可贮存
23、)供空调使用。在伊朗、以色列、科威特等地的某些建筑物上已安装了这种系统。水浴式上海交通大学制冷与低温研究所研制的太阳热水器-冰箱复合机系统采用的就是该种联合循环方式。该复合机在传统的太阳热水器系统中引入了吸附式制冷回路，并将吸附床置于热水器的热水中。其系统结构简图如图4所示。白天，真空管集热器将收集到的太阳辐射能通过循环水管贮存于热水箱中，使水温及吸附床的温度升高，当达到解吸温度时打开真空阀门，让制冷剂解吸出来，并通过冷凝器冷凝后进入蒸发器中。傍晚，太阳辐射消失，将热水箱中的热水注入另一附加水箱中，并通过系统的循环水路将冷水注入热水箱内冷却吸附，吸附床冷却到蒸发压力后打开阀门，吸附床吸附蒸发器
24、内的制冷剂，便开始产生蒸发制冷效果。由于吸附床在吸附过程中直接受冷水冷却，故这种方式下的吸附制冷效果特别好。实际应用中常采用无阀结构。图4 太阳热水器-冰箱复合机系统结构简图4太阳能吸附式制冷技术的应用前景及展望随着对太阳能固体吸附式制冷技术的不断深入，太阳能吸附制冷技术已经逐步向实用化推进，发挥其节能、环保的优势，有着广阔的应用前景和价值国内外的研究表明，目前从太阳能吸附式制冷技术主要应用于冰箱和制冰机，而用于建筑空调的研究刚刚起步，从太阳能吸附式制冷技术的发展看，其前景却很广阔。其应用可有以下几种方式。太阳能吸附式制冰与冰蓄冷相结合作为空调系统的冷源前一种方式与常规压缩式制冷或吸收式制冷相
25、结合作为空调系统冷源，极类似与冰蓄冷系统运行模式中的部分蓄冷。但两种制冷量的匹配则要视建筑物的具体情况而定。太阳能制备冷水与常规制冷方式相结合作为空调系统的冷源。太阳能固体吸附式制冷技术与电动压缩制冷相阳能固体吸附式制冷技术与电动压缩制冷相比还不是很成熟，但由于节能和环保优势，决定了它具有广阔的应用前景。同时，太阳能吸附制冷技术离不开政府的支持，建议政府有关职能部门能给予太阳能用户、单位以奖励，使太阳能吸附制冷技术逐渐被广大用户了解和接受，再加之大批在吸附制冷领域的研究人员的不懈努力，太阳能固体吸附制冷式制冷技术将逐步实现民用商业化，为社会的发展和人类的进步做出更大的贡献。参考文献1 彭爱华，
26、高国昌浅析太阳能固体吸附式制冷技术的研究与应用江西能源；2005，（2），11132 罗龙会，王如竹低温储粮太阳能吸附式制冷系统研究制冷学报，2006，27（2）：10123 李敏华，巫江虹太阳能吸附式制冷关键技术的研究能源研究与利用，2004，（2）：36384 曲天非，王如竹吸附式制冷系统的常用工质对及其应用特点新能源，2000，22：16205 李明，王如竹太阳能固体吸附式制冷系统部件的实物设计节能，2000，（5）：16206 Wen Wang ，Ruzhu WangInvestigation of non-equilibrium adsorption character in sol
27、id adsorption refrigeration cycleHeat Mass Transfer; 2005，41：6806847 F. M. Bobonich, V. N. Solomakha, L. A. ChubirkaThe relation between the efficiency ofan adsorbent in a refrigeration systemand its hydration isothermTheoretical and Experimental Chemistry; 2001,37（2）：116-1198 Bronislaw Buczek., Eli
28、za KlimowskaPreparation of Active Carbons for Adsorption Cooling SystemAdsorption ，2005，(11)：769773 9 L.L. Vasiliev,. D.A. Mishkinis Solar-Gas Solid Sorption RefrigeratorAdsorption，2001，(7)：14916110 S.G. Wang, R.Z. Wang.Experimental Results and Analysis for Adsorption Ice-Making Systemwith Consolida
29、ted AdsorbentAdsorption，2003，（9）：349358Brief Introduction of Adsorption Cooling SystemFang Hu(the East China University of Science and Technology， Shanghai 200237)Abstract: This literature summarized to the solar energy adsorption type refrigeration principle has carried on the elaboration, introduc
30、ed the solar energy adsorption type refrigeration system, and has enumerated several cases in its application aspect, has carried on the forecast by this to the solar energy adsorption type refrigeration technology. Keyword: Adsorption type refrigeration principle; the working substance pair; Adsorp
31、tion type refrigeration main structure; Refrigeration cycle and Using 浅析太阳能固体吸附式制冷技术的研究与应用摘要： 太阳能固体吸附式制冷具有环保节能的优点，是当前制冷技术研究中的热点。本文综合介绍了太阳能固体吸附式制冷技术的研究价值，太阳能固体吸附式制冷技术的原理、现状及存在的问题，并对太阳能吸附式制冷技术的应用前景作了分析。关键词： 太阳能；固体吸附式制冷；应用前景低温储粮太阳能吸附式制冷系统研究摘要：低温储粮是一种具有广阔应用前景及实用价值的科学储粮方法。从降低低温储粮能耗的角度出发，设计与建造了一种用于低温储粮的太阳
32、能吸附式制冷系统。该系统主要由太阳能热水子系统、吸附式制冷机、冷却塔及风机盘管单元构成。在中央贮备粮某直属库对该系统进行了实验运行，测试分析了其热性能。实验结果表明：系统的太阳能制冷系数约为0.10.13，电制冷系数约为2.02.77。与传统的谷物冷却机相比，该太阳能吸附式制冷系统具有较大的节能优势。太阳能吸附式制冷关键技术的研究摘要：介绍了太阳能吸附式制冷技术，指出了其存在的问题，并对太阳能吸附式制冷的关键技术的研究现状进行深入的分析和探讨，进一步明确其研究方向。吸附式制冷系统的常用工质对及其应用特点摘要：总结了吸附式制冷系统中常用的吸附工质对的性能及研究利用现状，指出了常用工质对的优缺点及
33、使用范围，为设计吸附式制冷系统时选择不同的工质对提供理论与经验依据。太阳能固体吸附式制冷系统部件的实物设计摘要： 对太阳能固体吸附式制冰机系统的关键零部件吸附床，冷凝器、蒸发器加以分析，并进行了实物设计。实验结果表明，所设计的系统零部件在太阳能固体吸附式制冰机装置实际运行工况下具有较好的传热，传质特性，系统各子部件间运行时能够很好地匹配，为太阳能空调的实用化奠定了良好的基础。Investigation of non-equilibrium adsorption character in solid adsorption refrigeration cycleAbstract: The adso
34、rber is the key element in an adsorption refrigeration system. Its characteristic coupled with heat and mass transfer and adsorption dominats the cycle performance. In general, the velocity of adsorption in adsorber is not faster than that of heat transfer, that is, the adsorption rate does not reac
35、h the equilibrium value at each status point in real operation. The feature of non-equilibrium adsorption results of apparent different characteristic on adsorption refrigeration performance comparing with the case of equilibriumadsorption model. Based on numerical simulation, both models with equil
36、ibrium and non-equilibrium adsorption are compared with each other. The simulations condition includes various surface diffusing velocity coefficients. This paper shows the characteristic of temperature and adsorbed mass rate distribution in adsorber and some thermodynamic analysis on adsorption ref
37、rigeration cycle. It could be observed that non-equilibrium adsorption should be taken into account in adsorption refrigeration particularly for short cycle time and vacuum system.THE RELATION BETWEEN THE EFFICIENCY OFAN ADSORBENT IN A REFRIGERATION SYSTEMAND ITS HYDRATION ISOTHERM, Abstract: The ef
38、ficiencies of various types of silica gels, zeolites, and crystalline microporous aluminophosphates in adsorption systems of refrigeration have been determined. On the basis of the results obtained a method is proposed for the determination of the efficiency of an adsorbent from its hydration isothe
39、rm without experimental determination of the temperature dependence of the adsorption equilibrium parameters.Preparation of Active Carbons for Adsorption Cooling SystemAbstract: Among the gassolid adsorption processes the active carbon methanol adsorption seems to be interesting for use in thermodyn
40、amic systems such as heat pumps and cooling systems. The porous structure of active carbon modified by successive removal of external layers from a particle surface as produced by abrasion in spouted bed, next by demineralization and oxidation was evaluated on the basis of nitrogen adsorption data a
41、nd those for methanol. The aim of this study was to test the improvement of texture and nature of surface of active carbon for adsorption refrigeration system.Solar-Gas Solid Sorption RefrigeratorAbstract: The general goal of this paper is to present the results of an investigation of a new environm
42、entally friendly refrigerator. In this design a physical adsorption and chemical reactions are used simultaneously for a heat and cold generation. A solar refrigerator is made of a solar collector, adsorbed natural gas vessel (ANG), and compact, portable refrigeration system, which consists of two s
43、mall adsorbers with heat pipe heat recovery system. An active carbon fiber “Busofit” saturated with different salts (CaCl2, BaCl2, NiCl2) is used as a sorbent bed and ammonia is used as a working fluid. The main particularity of this refrigerator is consumption of solar energy with methane gas burne
44、r as a back-up. The system management consists only in actuating the special type valves to change the direction of the heating circuit and water valves to change the water cooling circuit. The goal of this work is the experimental determination of the main refrigerator parameters using solar/gas hi
45、gh temperature source of energy and air/water as a low temperature source of energy to cool and heat air/water. Experimental Results and Analysis for Adsorption Ice-Making Systemwith Consolidated AdsorbentAbstract: An adsorption ice-making machine has been built with a single consolidated adsorber a
46、nd activated carbon-methanol pair. A consolidated adsorbent block made of activated carbon mixed with a binder with good heat transfer properties has been developed and implemented in the adsorber. The design is focused on the adsorber consisting of copper finned tubes and carbon blocks. Experimenta
47、l tests have been performed suitable for ice making. This paper describes the experimental results of such an ice-maker operating with an intermittent cycle and a cycle time of 35 minutes. The thermal conditions used to test the cycle are: 115.C heat source, 22.C heat sink, the evaporator temperatur
48、e corresponding to the chilled ethylene glycol temperature is .7.C. At this evaporating pressure, the mass transfer resistance controls the adsorption process. Test results show that the COP reaches 0.07 whereas the SCP (specific cooling power) is 11Wkg.1 activated carbon.Atwo-bed adsorptive prototype ice-making machine operating with a heat and mass recovery cycle has also been made for onboard adsorption refri
