固体吸附式制冷课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《固体吸附式制冷课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 固体 吸附 制冷 课件
- 资源描述:
-
1、 第六章第六章 固体吸附式制冷固体吸附式制冷6.1 6.1 概述概述 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有更高的效率,因此,吸附式制冷在低
2、品位热源的利用方面极具优越性。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。(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。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。吸速率等一系列要求。要求吸附剂的吸附量大,吸附等温线平坦要求吸附剂的吸附量大,吸附等温线平坦,吸附容量对
3、温度变化敏感,吸附剂与吸附质相容。,吸附容量对温度变化敏感,吸附剂与吸附质相容。一般说来,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。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目前已开发出的工质对主要有如活性炭-甲醇甲醇/氨、沸石氨、沸石-水、水、硅胶硅胶-水等物理吸附工质对以及氯化钙水等物理吸附工质对以及氯化钙-氨、氯化锶氨、氯化锶-氨、氯化钙
4、氨、氯化钙-甲醇等化学吸附工质对等百余种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比较成熟的工质对及其适用范围冷冻冷冻(T253K)制冷制冷(T=273K)空调空调(T=273288K)采暖采暖(T333K)工业热泵工业热泵(T373K)沸石沸石-氨氨氯化钙氯化钙-氨氨活性炭活性炭-甲醇甲醇活性炭活性炭-氨氨活性炭活性炭-甲醇甲醇沸石沸石-水水硅胶硅胶-水水活性炭活性炭-氨氨沸石沸石-水水沸石沸石-水水6.2 6.2 吸附式制冷系统的组成及吸附式制冷系统的组成及工作过程工作过程 固体吸附式制冷系统由吸附器、冷凝器、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
5、成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时,已被吸附的吸附质,从吸附剂表面脱附出来来,进入冷凝器,与冷却介质进行热量交换,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。由气体冷凝为液体,并进入蒸发器。停止对吸停止对吸附剂加热时,吸附剂开始冷却,吸附能力逐渐附剂加热时,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升高,并开始吸附蒸发器里的制冷剂蒸气达到达到制冷的目的。吸附了大量制冷剂蒸气的吸附剂制冷的目的。吸附了大量制冷剂蒸气的吸附剂为下一次加热脱
6、附创造了条件。脱附为下一次加热脱附创造了条件。脱附- -吸附循吸附循环如此周而复始,间歇地进行着制冷过程。环如此周而复始,间歇地进行着制冷过程。 固体吸附式制冷固体吸附式制冷原理图原理图 Oko6TTTT TT1TQQQhc2QQXconcXdillnp14325100%PPkgc1QQoaoka2g1a1g2吸附式制冷的工作原理及其制冷循环的吸附式制冷的工作原理及其制冷循环的p-T-sp-T-s图图 7 1-21-2过程过程:吸附床定容:吸附床定容加热过程,吸收的显热用加热过程,吸收的显热用Q Qh h表示。表示。 2-32-3过程过程:吸附床定压:吸附床定压脱附过程,点脱附过程,点3 3表
7、示脱附终表示脱附终了吸附床的状态,解吸态了吸附床的状态,解吸态吸附率用吸附率用X Xdildil表示,脱附过表示,脱附过程吸收的热量用程吸收的热量用Q Qg g表示。表示。 Oko6TTTT TT1TQQQhc2QQXconcXdillnp14325100%PPkgc1QQoaoka2g1a1g22-52-5过程过程: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:自吸附床解吸出来的制冷剂在冷凝器中定压冷凝过程,此过程可以认为与程可以认为与2-32-3过程同时发生,冷凝过程放出的热量用过程同时发生,冷凝过程放出的热量用Q Qk k表示。表示。8Oko6TTTT TT1TQQQhc2QQX
8、concXdillnp14325100%PPkgc1QQoaoka2g1a1g25-65-6过程过程:冷凝液体经节流阀降:冷凝液体经节流阀降压、降温过程,释放出的显热压、降温过程,释放出的显热用用Q Qc1c1表示。表示。 6-16-1过程过程:制冷剂液体在蒸发器:制冷剂液体在蒸发器中定压蒸发过程,蒸发过程吸中定压蒸发过程,蒸发过程吸热量用热量用Q Qo o表示。表示。 3-43-4过程过程:吸附床定容冷却过程,冷却吸附床带走的热量用:吸附床定容冷却过程,冷却吸附床带走的热量用Q Qc2c2表示。表示。4-14-1过程过程:吸附床定压吸附过程,吸附过程中带走的热量用:吸附床定压吸附过程,吸附过
9、程中带走的热量用Q Qa a表示。此表示。此过程可以认为与过程可以认为与6-16-1过程同时发生。过程同时发生。6.3 6.3 吸附式制冷循环的热力计算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)吸附床等容加热过程吸收的显热Qh 1212gagaTTTTrvravahdTMTCdTMTCQ(kW) Cva(T)吸附剂定容比热容,吸附剂定容比热容,kJ/kg.K; Cvr(T)制冷剂定容比热容,制冷剂定容比热容,kJ/kgK; Ma、Mr分别表示吸附剂和制冷剂的质量(分别表示吸附剂和制冷剂的质量(kg),其中),其中 Mr=XconcMa。 公式中第一部分表示的是吸附剂的显热,
10、第二部分表示制冷工质的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。显热。(2)吸附床在脱附过程吸收的热量)吸附床在脱附过程吸收的热量Qg dxHMdTMTCdTMTCQdesTTaTTTTrprapagGGgggg212121 Cpa(T)吸附剂定压比热容,吸附剂定压比热容,kJ/kgK; Cpr(T)制冷剂定压比热容,制冷剂定压比热容,kJ/kgK; X表示温度从表示温度从Tg1升高到升高到Tg2时吸附率的变化量,时吸附率的变化量,X=Xconc- -Xdil Hdes表示脱附热(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公式中第一
11、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。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)冷却吸附床带走的热量Qc2 12122agagTTTTrvravacdTMTCdTMTCQ 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。内制冷工质的显热。(kW) (4)吸附过程带走的热量)吸附过程带走的热量Qa 022121210TTaprqadsTTaTTTTrprapaaaaaaaaaxdTMTCdxHMdTMTCdTMTCQ C
12、prq(T)自由气态工质的定压比热容,自由气态工质的定压比热容,kJ/kgK; Hads表示吸附热(表示吸附热(kJ)。)。 公式中第一、二部分表示整个吸附床的显热,第三部分表示吸附过程放公式中第一、二部分表示整个吸附床的显热,第三部分表示吸附过程放出的热量,第四部分表示蒸发的制冷剂蒸气温度升至出的热量,第四部分表示蒸发的制冷剂蒸气温度升至Ta2所吸收的显热。所吸收的显热。 KTTavrfcxdTMTCQ01(5)冷凝过程带走的热量)冷凝过程带走的热量Qk Le制冷工质的汽化潜热(制冷工质的汽化潜热(kJ/kg)。)。 公式中第一部分表示饱和汽化潜热,第二部分表示制冷蒸气在冷公式中第一部分表示
13、饱和汽化潜热,第二部分表示制冷蒸气在冷凝过程中放出的显热。凝过程中放出的显热。(6)液态制冷剂从)液态制冷剂从Tk降至蒸发温度降至蒸发温度T0释放出的显热释放出的显热Qc1 KgTTaprqeakxdTMTCxLMQ1 Cvrf(T)液态制冷剂定容比热容(液态制冷剂定容比热容(kJ/kgK)。)。(7)制冷量)制冷量QoxLMQeao(8)循环的性能系数)循环的性能系数COPgkoghCOQQQQQQCOPQ1 应当指出,上述热力计算公式是纯理论的,实际上由于工应当指出,上述热力计算公式是纯理论的,实际上由于工质物性复杂,且存在着各种损失,精确地计算各个热力过程的质物性复杂,且存在着各种损失,
14、精确地计算各个热力过程的热量确实比较困难,但可以利用以上公式对循环进行分析,从热量确实比较困难,但可以利用以上公式对循环进行分析,从理论上加以指导。理论上加以指导。6.4.1.6.4.1.吸附式制冷工质对的研究吸附式制冷工质对的研究 长期以来,人们对吸附式制冷工质对的研究一直方兴未艾。长期以来,人们对吸附式制冷工质对的研究一直方兴未艾。比较成熟的有活性炭比较成熟的有活性炭-甲醇、活性炭甲醇、活性炭-氨、氯化钙氨、氯化钙-氨、沸石氨、沸石-水、金水、金属氢化物属氢化物-氢。氢。R.E.Critoph和和Voge曾经比较了沸石、活性炭分别曾经比较了沸石、活性炭分别与与R11、R12、R22、R11
15、4做工质对的情况,发现活性炭是一种做工质对的情况,发现活性炭是一种较为理想的吸附剂较为理想的吸附剂。 目前用于太阳能等低温热源驱动的固体吸附式制冷工质对的目前用于太阳能等低温热源驱动的固体吸附式制冷工质对的工作特性如工作特性如下表所示。下表所示。6.4 6.4 吸附式制冷技术研究进展吸附式制冷技术研究进展 工质对工质对T T0 0( (O OK)K)T Tk k( (O OK)K)T Ta a( (O OK)K)T Tj j( (O OK)K)x x0 0 (kg/kg)(kg/kg)真空真空度要度要求求抗压抗压性要性要求求有无有无毒性毒性硅胶硅胶-水水27827830830830330337
16、33730.070.070.870.87高高低低无无活性炭活性炭-氨气氨气2682683033033033033633630.150.150.860.86高高高高有有活性炭活性炭-甲醇甲醇2682683033033033033833830.1710.1710.840.84高高适中适中有有活性炭活性炭-乙醇乙醇2682683033033033033733730.1450.1450.850.85适中适中适中适中无无固体吸附制冷工质对的工作特性固体吸附制冷工质对的工作特性T T0 0为蒸发温度;为蒸发温度;T Tk k为冷凝温度;为冷凝温度; T Ta a为吸附温度;为吸附温度; T Tj j为解吸
展开阅读全文