%ad型太阳能固体吸附式制冷的理论研究.pdf

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1、第""卷第?期太阳能学报F87M""，E8M?"##)年)#月,@&,:E:PO6,:DQR,P6DD6E6@,Q0SM，"##)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：!"#$!!!%（&"!!’）!$!!$(!!!&真空集热型太阳能固体吸附式制冷的理论研究!卢允庄，王如竹，许煜雄，吴静怡（上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海"###$#）摘要：为提高太阳能吸附制冷系统的集热性能，提出了采用真空集热管式吸附床的太阳能固体吸附制冷系统，并对选择吸收式和直接吸热式的真空集热制冷系统分别进行

2、了理论分析与计算模拟。这两种系统均具有较高的制冷性能，前者宜以沸石%水为制冷工质对，而后者则宜采用活性碳%甲醇工质对。分析了工作参数对这两种真空集热型制冷系统的影响，并对系统结构进行了优化研究。关键词：太阳能；固体吸附式制冷；真空集热管中图分类号：&’())*+$文献标识码：,高了吸附床的热流密度；=2;<72>等［?］采用抛物聚焦!引言面（@A@）加热活性炭%甲醇吸附式冰箱，该系统在太阳能制冷由于节能、环保的需求及供冷与季太阳辐射较低的情况下也可制冷，但系统的制冷效节的高度匹配性等优点而受到人们的广泛关注。与率非常低；B;4C;7等［(］研究了利用太阳能真空集热太阳能供热相比，太阳

3、能制冷还很不成熟，制冷方式管加热的D3@7%E=吸附制冷机；F;CG7G25等［-］试制"$以太阳能热水器产生的热水驱动溴化锂吸收式制冷了一台太阳能%天然气固体吸附热泵，采用抛物面机为主。近年来固体吸附式制冷的发展，为太阳能聚焦型太阳能集热器加热循环水，驱动一台双吸附制冷的实用化提供了一个很好的发展契机。器回热型吸附制冷机，当太阳能不足时，由天然气辅固体吸附式制冷是利用固体吸附剂（如沸石、活助加热，制冷循环时间为)"HG4，可实现连续制冷；性碳、氯化钙）对制冷剂（如水、甲醇、氨）的吸附和解I;4J等［K］研制的太阳能热水器冰箱复合机将太阳吸作用实现制冷循环的，吸附剂的再生可以在-(.

4、能供热水与制冷有机地结合起来，提高了能量利用"##/下进行，这很适合于太阳能的利用。吸附式制的效率；刘震炎等［L］提出了吸附床直接吸热、每管自冷具有结构与控制简单、运行费用低、无噪音、无环成制冷单元的太阳能冷管型制冷系统。境污染、能有效利用低品位热源等一系列优点，特别现有的太阳能固体吸附制冷机的制冷系数适用于小型制冷系统。!"#一般为#M#L.#$)$，!"#较低的一个重要原因国际上研究的太阳能吸附制冷系统以平板集热是对太阳能的集热与散热效果不佳。为减少平板集方式为主，扁盒型吸附发生器同时也作为太阳能集热器的热损，提高集热温度，国际上在"#世纪K#年热器，这种结构方式首先由&0123

5、425［)］提出，其后许代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高真空多学者对此进行了较深入的研究，并发展了多种结的玻璃真空管内，大大增强了集热效率。近年来真构方式的固体吸附制冷系统，678292等［"］采用管状结空集热管的性能价格比不断提高，销量迅速增长。构的吸附器，将吸附剂（氯化钙、活性炭）填充至金属但这种高性能的集热方式至今尚未在固体吸附制冷管中，在金属管中央布置一同心圆管作为制冷剂的中得到应用，问题主要在于夜间吸附床的散热困难。传质通道，然后将金属管粘接到集热器的表面上。如果能够解决好真空管用于吸附制冷时的集热和散［$］把水平热管放热段设置在吸附床内，提热之间的匹配关系，将使太

6、阳能固体吸附制冷系统:31;3<等!收稿日期："###!#N!"(基金项目：国家重点基础研究规划项目资助课题（O"####"-$#N）；教育部优秀骨干教师基金及高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助。?期卢允庄等：真空集热型太阳能固体吸附式制冷的理论研究?K"的效率得到较大的提高。本文将对此进行分析。其二是采用双透明玻璃管，而让吸附剂床外表面具有很高的吸收率，使吸附剂直接吸收太阳辐射的直!真空集热型太阳能固体吸附式制冷接吸热型。下文将对这两种集热方式进行研究比系统的建立较。真空集热型太阳能制冷系统的吸附器外部为双"热力过程分析层玻璃套管，套管夹层为真空，固体吸附剂填充于内管内部。制

7、冷系统可以采用两种结构形式，其一是"#!选择吸收型每根管包括吸附床、冷凝器和蒸发器!部分，结构如为使问题简化，假设吸附床内部处于吸附平衡图"所示，吸附器部分采用真空隔热，而形成每管自状态，同时认为吸附床与内管壁接触良好，忽略吸附成制冷单元的单体冷管式［#］；其二是由多个真空集剂与内管之间的接触热阻和吸附床内部的热阻，假热管组成的吸附器共用一个冷凝器和一个蒸发器，设吸附床和玻璃内管处于均一的温度。实际的太阳结构如图$所示。前者加工、运输较方便，易于模块能吸附