太陽(yáng)能吸附式制冷技術(shù)是一種環(huán)境友好型的能源技術(shù),是一種能夠代替氟利昂制冷劑的技術(shù),能夠有效緩解溫室效應(yīng)。但是由于其制冷系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)差和循環(huán)周期長(zhǎng)等原因,太陽(yáng)能吸附式制冷技術(shù)未能廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)改善系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)性能和縮短循環(huán)周期進(jìn)行了研究。首先為了改善吸附床傳熱傳質(zhì)性能差,對(duì)以SAPO-34沸石分子篩-水為工作對(duì)的內(nèi)置翅片式吸附床太陽(yáng)能吸附制冷裝置在晴朗無(wú)云、無(wú)風(fēng)、陽(yáng)光充足的天氣下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),研究了翅片數(shù)量m=2、4、6、8;翅片高度h=15mm;翅片厚度d=1mm時(shí)制冷系統(tǒng)的性能。該系統(tǒng)采用自動(dòng)聚焦拋物槽裝置,太陽(yáng)能利用率較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著翅片數(shù)量的增加,吸附過(guò)程中床內(nèi)的溫度上升變緩,吸附量增大,吸附過(guò)程結(jié)束后床內(nèi)平均溫度降低。預(yù)熱過(guò)程中,隨著翅片數(shù)的增加,預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng),床內(nèi)的平均溫度達(dá)到大約100℃左右,壓力大約為11500Pa左右。脫附過(guò)程中,床內(nèi)的溫度持續(xù)上升,而一旦與冷凝器接通,壓力在驟降后會(huì)有緩慢上升的趨勢(shì)。冷卻過(guò)程中,床內(nèi)的溫度和壓力都持續(xù)下降,翅片數(shù)愈多,冷卻時(shí)間愈短。在制冷階段,蒸發(fā)器內(nèi)的溫度持續(xù)下降,降幅與翅片數(shù)密切相關(guān)�？傊�,隨著翅片數(shù)的增加,雖然系統(tǒng)在預(yù)熱和脫附過(guò)程中所需的太陽(yáng)能增加,但是系統(tǒng)的制冷量、COP以及SCP均變大,系統(tǒng)的循環(huán)周期變短。其次,本文運(yùn)用軟件FLUENT對(duì)以硅膠-水為工作對(duì)的翅片式吸附床的冷卻過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了翅片的尺寸參數(shù)對(duì)冷卻時(shí)間的影響。模擬結(jié)果表明,添加翅片可以改善吸附床的性能,使吸附床內(nèi)溫度的下降速率變快,冷卻時(shí)間縮短。還發(fā)現(xiàn)了翅片的厚度對(duì)于冷卻時(shí)間基本沒(méi)有影響,而隨著翅片高度的增加,吸附床內(nèi)達(dá)到平衡溫度所需時(shí)間變短,溫度下降速率變快,系統(tǒng)的冷卻時(shí)間也隨之減少。另一方面,雖然翅片的加入縮短了冷卻時(shí)間,但是在冷卻銅管上添加翅片會(huì)使吸附材料的填充量變少。為了保證系統(tǒng)的制冷量,需要對(duì)翅片的尺寸參數(shù)進(jìn)行選擇,優(yōu)選得到翅片的最佳尺寸參數(shù)為:數(shù)量m=4,高度h=20mm,厚度d=1mm,此時(shí)系統(tǒng)的冷卻時(shí)間為2100s。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB611
【部分圖文】：

圖 1-2 吸附式制冷循環(huán)的分類(lèi)Fig.1-2 The classification of adsorption refrigeration cycle型制冷循環(huán)只有解吸和吸附過(guò)程，是吸附制冷最基本數(shù) COP 非常小，大多數(shù)都低于 0.4，不能滿(mǎn)足人類(lèi)所需人們開(kāi)始研究可以連續(xù)制冷的吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)。連型制冷循環(huán)的 COP 高，循環(huán)周期短，但是仍然不能充了回?zé)峄刭|(zhì)循環(huán)、復(fù)疊循環(huán)、多級(jí)循環(huán)、熱波循環(huán)等多的基本原理是用吸附過(guò)程中一臺(tái)吸附床釋放的顯熱和的另一臺(tái)吸附床進(jìn)行加熱�；刭|(zhì)循環(huán)的基本原理是接通和剛結(jié)束吸附過(guò)程的另一個(gè)吸附床，由于剛結(jié)束解吸過(guò)剛結(jié)束吸附過(guò)程的吸附床，所以剛結(jié)束解吸過(guò)程的吸附剛結(jié)束吸附過(guò)程的吸附床，剛結(jié)束吸附過(guò)程的吸附床會(huì)高吸附床的解吸量，從而提高系統(tǒng)的制冷量。李金平

熱循環(huán)具有更高的 COP；在所研究條件下，對(duì)于熱波循環(huán)添加回質(zhì)過(guò)程對(duì)于循環(huán)的 COP 影響不大；此外，熱波循環(huán)的 COP 隨著最大床溫和蒸發(fā)溫度的增加而增大，隨著最小床溫和冷凝溫度的增加而減小，并且與單級(jí)循環(huán)和雙床回?zé)嵫h(huán)相比，吸附床質(zhì)量的變化對(duì)熱波循環(huán)的 COP 影響最小。Grzebielec[45]搭建了一個(gè)以活性炭-甲醇為工作對(duì)，由兩個(gè)圓柱形吸附器、冷凝器、蒸發(fā)、油加熱器和兩個(gè)油冷卻器組成的熱波吸附式制冷設(shè)備，測(cè)試得到該設(shè)備的 COP 為 0.13。1.2.4 吸附床傳熱強(qiáng)化技術(shù)對(duì)于吸附式制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，吸附床的性能會(huì)直接影響系統(tǒng)的制冷性能，因此許多學(xué)者對(duì)于強(qiáng)化吸附床的傳熱傳質(zhì)進(jìn)行了大量研究，主要是對(duì)吸附床進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改善吸附介質(zhì)的性能，有以下幾種方法。（1） 增加吸附床的熱交換面積增加吸附床的熱交換面積是強(qiáng)化吸附床傳熱的最有效的方式，主要類(lèi)型有板翅式、螺旋板式和針刺板式吸附床等，如圖 1-3 所示。

利用熱管技術(shù)附床熱阻小，具有很好的導(dǎo)熱性，由于熱管內(nèi)的蒸汽處于飽段流向冷凝段的溫降很小，所以熱管具有優(yōu)良的等溫性，熱統(tǒng)的循環(huán)周期，提高制冷效率，熱管吸附床如圖 1-4 所示。究和模擬計(jì)算探討了太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的熱管吸附床的性能，熱管更加均勻，循環(huán)時(shí)間縮短，制冷效率和循環(huán)吸附量有所提高用于漁船的熱管式制冰機(jī)，該制冰機(jī)以氨為制冷劑，活性劑。結(jié)果表明：該制冰機(jī)在蒸發(fā)溫度為 15℃時(shí)的制冷功率為W/kg，COP 為 0.404。潘新祥等[52]將以氯化鈣-氨為工作對(duì)的殼管吸附床進(jìn)行了性能對(duì)比。結(jié)果表明：熱管吸附床提高系統(tǒng)的 COP、SCP。Sang 等[53]對(duì)熱管在吸附式制冷機(jī)的應(yīng)表明：?jiǎn)螌訜峁苁轿酱驳?COP 和 SCP 分別是 0.231 和 84翅片管式吸附床的系統(tǒng)性能值；七層熱管式吸附床的 COP 752.4W/kg，比翅片管式吸附床的 COP 和 SCP 分別高出

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉艷玲;王如竹;夏再忠;;一種高效吸附床的設(shè)計(jì)及二維傳熱數(shù)值模擬分析[J];化工學(xué)報(bào);2011年11期

2 何兆紅;魯濤;黃宏宇;郭華芳;小林敬幸;陳勇;;新型吸附床的研究進(jìn)展[J];化學(xué)工程;2011年10期

3 李海霞;閆靜雯;;用導(dǎo)熱理論確定制冷吸附床偏心距的數(shù)值模擬研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

4 蔡宏偉,劉震炎;管式吸附床強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)的研究[J];節(jié)能技術(shù);2005年02期

5 苑中顯;高東東;;太陽(yáng)照射下吸附床內(nèi)部溫度的數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2017年01期

6 申付波;翟悅;張劍剛;竇志勇;;基于A(yíng)NSYS Workbench的吸附床殼體仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];真空;2017年05期

7 劉冬稔;凌祥;;板式吸附床傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年01期

8 朱靜;;兩種吸附床傳熱熱阻分析及其強(qiáng)化傳熱研究[J];河南科技;2016年09期

9 楊凡;張海全;;空氣取水用套管式吸附床的吸附特性[J];化工進(jìn)展;2016年S1期

10 田甜;季阿敏;王長(zhǎng)江;;兩種不同形式太陽(yáng)能吸附床制冷性能比較[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);2015年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 魏莉;陳煥新;張威;董媛媛;張綽;殷明;;單元管長(zhǎng)度對(duì)殼管式吸附床傳熱特性的影響[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 劉業(yè)鳳;王如竹;;吸附式空氣取水器的吸附床內(nèi)傳熱傳質(zhì)分析[A];上海市制冷學(xué)會(huì)二○○三年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

3 高旭;徐敬玉;A.S.Maiga;王勤;陳光明;;一種用于吸附式制冷系統(tǒng)的新型流態(tài)化吸附床的初步實(shí)驗(yàn)研究[A];浙江制冷（2013年第01期總第102期）[C];2013年

4 周毅;李炳熙;高曉燕;付忠斌;;翅片管式硅膠-水吸附床優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 張玉文;王銳;馬艷紅;田津津;;氣體在吸附床層中傳質(zhì)速率的計(jì)算分析[A];2006年大型空分設(shè)備技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

6 王正根;王如竹;;活性炭塊狀化方法及其在吸附制冷中的應(yīng)用[A];上海市制冷學(xué)會(huì)一九九九年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1999年

7 宋飛;杜維明;吳業(yè)正;;CaCl_2-CH_3OH吸附式制冷的特性研究[A];第七屆海峽兩岸制冷空調(diào)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

8 鄭青榕;顧安忠;蔡振雄;廖海峰;鄭超瑜;;活性炭吸附儲(chǔ)氫罐充放氣過(guò)程的試驗(yàn)研究[A];第七屆全國(guó)氫能學(xué)術(shù)會(huì)議專(zhuān)輯[C];2006年

9 宋飛;杜維明;吳業(yè)正;晏剛;;CaCl_2-CH_3OH吸附式熱泵吸附床特性與動(dòng)態(tài)仿真[A];第十二屆全國(guó)冷（熱）水機(jī)組與熱泵技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

10 李蓓;趙孝保;;吸附式制冷的研究進(jìn)展[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第四屆全國(guó)制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王凱;氯化鈣/膨脹石墨混合吸附劑的吸附特性及其在雙熱管型吸附制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

2 潘權(quán)穩(wěn);采用模塊化吸附床的硅膠—水吸附式系統(tǒng)制冷性能研究及優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2015年

3 孟祥睿;中溫余熱吸附制冷用復(fù)合吸附劑及吸附床研究[D];鄭州大學(xué);2009年

4 楊培志;燃料電池汽車(chē)余熱驅(qū)動(dòng)的活性炭—甲醇吸附式制冷系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2008年

5 褚效中;氫同位素吸附研究[D];天津大學(xué);2007年

6 祝顯強(qiáng);RVPSA制氧吸附床內(nèi)流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)及分離性能研究[D];北京科技大學(xué);2017年

7 齊朝暉;化學(xué)吸附式制冷系統(tǒng)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2002年

8 包華汕;低品位熱源驅(qū)動(dòng)的熱化學(xué)再吸附制冷研究[D];上海交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李艷新;真空管吸附床內(nèi)翅片強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

2 孫天寶;太陽(yáng)能吸附式制冷吸附床的數(shù)值模擬研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

3 董景明;船舶吸附式制冷系統(tǒng)單元管式吸附床的優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2008年

4 李秋英;太陽(yáng)能吸附式制冷吸附床的設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2006年

5 楊克巖;太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)吸附床性能模擬仿真及優(yōu)化[D];江蘇科技大學(xué);2017年

6 熊?chē)?guó)棟;用于降低吸附床接觸熱阻的導(dǎo)熱復(fù)合材料研究[D];山東大學(xué);2015年

7 謝軍;固體吸附式制冷系統(tǒng)中新型針刺板吸附床的強(qiáng)化傳熱研究[D];鄭州大學(xué);2007年

8 姚瑤;用于連接吸附劑與吸附床的膠粘劑研究[D];鄭州大學(xué);2009年

9 杜松瑋;太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)性能優(yōu)化研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2017年

10 王曉華;天然氣復(fù)合吸附劑制備、儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[D];集美大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2813287