太陽能吸附式制冷綜述

1、太陽能吸附式制冷綜述學(xué)號 姓名摘要： 介紹了太陽能吸附式制冷的基本原理與特點(diǎn)，對吸附式制冷技術(shù)的研究現(xiàn)狀做了簡要的分析，包括吸附工質(zhì)對的性能、吸附床強(qiáng)化、系統(tǒng)循環(huán)與結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，介紹了太陽能吸附式制冷的應(yīng)用，主要應(yīng)用的方面有低溫儲糧、制冷與供熱聯(lián)合、吸附式空調(diào)。關(guān)鍵詞： 吸附式制冷 研究現(xiàn)狀 應(yīng)用1. 前言隨著能源與環(huán)境問題與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾的日益突出，新能源的發(fā)展越來越受到各國的關(guān)注，對風(fēng)能、水能、潮汐能的開發(fā)與研究力度不斷增加，而這些能源的利用與發(fā)展根本上說是離不開太陽的。在制冷空調(diào)領(lǐng)域，太陽能制冷不僅可以減少電力消耗，同時(shí)由于沒有采用氟氯烴類物質(zhì)，不會對大氣臭氧層產(chǎn)生破壞，屬于清潔能

2、源，符合環(huán)保要求。另外，采用太陽能制冷其熱量的供給和冷量的需求在季節(jié)和數(shù)量上高度匹配，在夏季太陽輻射強(qiáng)、氣溫高，制冷量就越大。因此，利用太陽能制冷技術(shù)對節(jié)約常規(guī)能源，保護(hù)自然環(huán)境都具有十分重要的意義。太陽能固體吸附式制冷技術(shù)由于利用了太陽能而減少了對傳統(tǒng)能源的使用，井通過使用天然友好的制冷劑從而避免了對環(huán)境的破壞。太陽能固體吸附式制冷具有結(jié)構(gòu)簡單、初投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、無運(yùn)動部件、噪音小、壽命長且能適用于振動或旋轉(zhuǎn)等場所的優(yōu)點(diǎn)。而且，太陽能在時(shí)間和地域上的分布特征與制冷空調(diào)的用能特征具有高度的匹配性，因此，利用太陽熱能驅(qū)動的固體吸附式制冷技術(shù)的研究具有極大的潛力和優(yōu)勢1。2. 太陽能固體吸附式

3、制冷基本原理固體吸附式制冷是利用固體吸附劑（如沸石、活性炭、氯化鈣）對制冷劑（如水、甲醇、氨）的吸附和解吸作用實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)的，這種吸附與解吸的過程引起壓力的變化，相當(dāng)于制冷壓縮機(jī)的作用，吸附劑的再生可以在65200下進(jìn)行，這很適合于太陽能的利用。吸附式制冷具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無噪音、無環(huán)境污染、基本不含動力部件，能有效利用低品味熱源等一系列有點(diǎn)2。太陽輻射具有間歇性，因而太陽能吸附制冷系統(tǒng)都是以基本循環(huán)工作方式運(yùn)行制冷的，Critoph把太陽能固體吸附式制冷循環(huán)描述成四個(gè)階段，即定容加熱過程、定壓脫附過程、定容冷卻過程、定壓吸附過程4。如圖所示，表示一個(gè)太陽能冰箱為原型的固體吸附式制冷裝

4、置，它的組成部分包括用太陽能供熱的吸附/發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、閥門、貯液器。其工作過程簡述如下，該過程的熱力循環(huán)如圖所示： 太陽能吸附式制冷機(jī)工作簡圖 熱力循環(huán)圖（1） 循環(huán)從早上開始，關(guān)閉閥門，處于環(huán)境溫度Ta2 的吸附床被太陽能集熱器加熱，此時(shí)只有少量的工質(zhì)脫附出來，吸附率x（表示單位質(zhì)量的吸附劑對制冷劑的吸附質(zhì)量）近似為常數(shù)，吸附床內(nèi)的壓力不斷升高，從蒸發(fā)壓力Pe 升高到冷凝壓力Pc，此時(shí)吸附床溫度達(dá)到Tg1。（2） 打開閥門，在恒壓條件下吸附器中的吸附制冷劑繼續(xù)受熱直至溫度達(dá)到最大解吸溫度Tg2。與此同時(shí)，被吸附的制冷劑不斷地脫附出來，并在冷凝器中冷凝，冷凝下來地液體進(jìn)入蒸發(fā)器中。（

5、3） 關(guān)閉閥門，此時(shí)已是傍晚，吸附床隨太陽日照的消失逐漸冷卻，相應(yīng)的內(nèi)部壓力下降到相當(dāng)于蒸發(fā)溫度下工質(zhì)的飽和壓力，即從Pc 下降到Pe，該過程中吸附率也近似不變，最終溫度為Ta1。（4） 打開閥門，蒸發(fā)器中的制冷劑液體因壓力驟減而迅速汽化，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)制冷。蒸發(fā)出來的氣體進(jìn)入吸附床被吸附，該過程一直進(jìn)行到第二天早晨。吸附過程放出大量的熱，由冷卻水或外界空氣帶走，吸附床最終溫度為Ta2。由以上分析可見，太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的工作循環(huán)過程是間歇式的。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，白天為解析過程，晚上為吸附制冷過程。太陽能吸附式制冷主要存在以下難點(diǎn)4：（1） 吸附式制冷基本循環(huán)不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，吸附床傳熱傳質(zhì)性能差，吸附

6、/解吸所需的時(shí)間長，循環(huán)周期長，系統(tǒng)調(diào)節(jié)滯后時(shí)間長，制冷功率低，制冷系數(shù)小，能量利用率低。（2） 晚上制冷不符合空調(diào)用能規(guī)律，大大限制了太陽能吸附式制冷的應(yīng)用。（3） 太陽能是低品位能源，且供能不連續(xù)，另外，太陽能集熱技術(shù)難以保證高溫而穩(wěn)定的驅(qū)動熱源，因此，系統(tǒng)需要較低的驅(qū)動溫度。這將是推廣吸附式制冷技術(shù)實(shí)用化進(jìn)程所面臨的最大的問題。（4） 吸附式制冷系統(tǒng)難以根據(jù)工況的變化迅速及時(shí)地做出穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。3. 吸附式制冷研究現(xiàn)狀固體吸附制冷技術(shù)的商品化應(yīng)用開發(fā)始于20世紀(jì)30年代，但在接下來大約50年時(shí)間里，由于吸附式循環(huán)制冷機(jī)制冷效率低、一次性投資大，且當(dāng)時(shí)正值蒸汽壓縮式制冷機(jī)蓬勃發(fā)展，致使吸附式

7、制冷機(jī)的發(fā)展受到一定限制。自70年代以來，由于全球性能源危機(jī)日益加劇，人們又重新審視這種以低品位熱能為動力的吸附式制冷技術(shù)。為提高制冷效率，降低操作費(fèi)用，國內(nèi)外學(xué)者做了大量深入系統(tǒng)的研究，從吸附工質(zhì)對性能、吸附床強(qiáng)化、系統(tǒng)循環(huán)及結(jié)構(gòu)三個(gè)方面推動吸附制冷技術(shù)的發(fā)展5。3.1 吸附工質(zhì)對性能吸附制冷工質(zhì)對是吸附制冷系統(tǒng)的核心。吸附工質(zhì)對的性能對系統(tǒng)性能系數(shù)、溫升幅度、設(shè)備材料及系統(tǒng)一次性投資應(yīng)用場合等影響很大，從根本上決定固體吸附制冷系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)。在不間的應(yīng)用環(huán)境下，選用合適的工質(zhì)對不僅能大大提高制冷效率，還能節(jié)約成本，增強(qiáng)機(jī)制的安全性和可靠性6。因此，吸附制冷的關(guān)鍵就在于工質(zhì)對的選擇及性能強(qiáng)

8、化。根據(jù)吸附制冷循環(huán)的基本原理，崔群7等人對吸附劑提出如下要求：（1） 吸附劑吸附容量要大；（2） 吸附等溫線平坦；（3） 吸附容量對溫度變化敏感；（4） 吸附劑與吸附質(zhì)相容。對吸附質(zhì)（制冷劑）要求：(1) 單位體積蒸發(fā)潛熱大；(2) 合適的冰點(diǎn)，適當(dāng)?shù)娘柡驼羝麎海?3) 無毒，不可燃；(4) 無腐蝕性，有良好的熱穩(wěn)定性。吸附劑可分為物理吸附劑與化學(xué)吸附劑，常用物理吸附劑大致有活性炭、硅膠、沸石、活性氧化鋁和活性碳纖維等一些多孔性物質(zhì)，化學(xué)吸附劑有金屬氧化物、金屬氫化物，金屬氧化物以氯化鈣、氯化鍶為最佳8。而吸附質(zhì)常用的是氨、甲醇和水。目前常研究的吸附工質(zhì)對主要有沸石一水、硅膠一水、活性炭一甲

9、醇、氨一氯化鈣、氯化鍶一氨等。沸石一水工質(zhì)對的解吸溫度范圍較寬(70250)，使系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。但該系統(tǒng)蒸發(fā)溫度大于0 ，不能用于制冰，另外系統(tǒng)是真空系統(tǒng)，對真空密封性要求很高，而蒸發(fā)壓力低也使得吸附過程較慢，需要在高驅(qū)動溫度下才具有較高的解吸速度，應(yīng)用于太陽能制冷不是很理想。硅膠水一水的解吸溫度較低(100 以下)，解吸性能好，但超過120硅膠將被燒毀，且其吸附量較小，制冷能力較低?；钚蕴恳患状际翘柲芪街评渲袘?yīng)用最廣的工質(zhì)對，其吸附量較大，解吸溫度不高(100 左右)，吸附熱也較小，甲醇的熔點(diǎn)低(一98)，使得系統(tǒng)可用于制冰，但是甲醇溫度超過150 將分解，另外，甲醇有毒，不利于

10、其廣泛應(yīng)用。華南理工大學(xué)的陳礪等9建立了化學(xué)吸附式制冷單元，對氯化鍶氨工質(zhì)對的制冷性能進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，在相同的制冷工況下，氯化鍶一氨工質(zhì)對的制冷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性炭一甲醇工質(zhì)對。在熱源溫度為100 時(shí)，他們所用的工質(zhì)對單位質(zhì)量吸附劑的制冷量是活性炭一甲醇工質(zhì)對的3.2倍。物理吸附過程簡單，吸附多為多孔介質(zhì)，接觸熱阻大，導(dǎo)熱性能差，吸附熱利用率低?；瘜W(xué)吸附過程復(fù)雜，設(shè)計(jì)質(zhì)量熱量傳遞及化學(xué)反應(yīng)多個(gè)過程，影響因素多且難以確定，吸附能力強(qiáng)，制冷效率高。3.2 吸附床強(qiáng)化目前的吸附床大多采用平板式和圓管式結(jié)構(gòu)。平板式結(jié)構(gòu)單位容積內(nèi)充裝的吸附劑量較大，板式吸附床制作工藝相對簡單，傳熱傳質(zhì)效果好，易

11、于添加翅片等強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)，但系統(tǒng)真空度較難保證，且整體比熱容較大。圓管式吸附床可在床內(nèi)設(shè)置多根開有槽或孔的內(nèi)插管作為吸附質(zhì)的傳質(zhì)通道，有效減小傳質(zhì)阻力，縮短吸附質(zhì)進(jìn)出床層的流程，減小壓降，從而強(qiáng)化了傳質(zhì)，同時(shí)床內(nèi)溫度場分布更均勻。內(nèi)插管可直接與冷凝器管路相通，也有利于吸附質(zhì)蒸汽的合理流動。圓管式結(jié)構(gòu)的傳熱效率高，承壓能力好，因此各國研究人員多采用圓管式吸附床結(jié)構(gòu)以強(qiáng)化傳熱。從現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)和設(shè)備條件來看，增強(qiáng)吸附床內(nèi)部的熱傳導(dǎo)無疑是提高吸附床整體效率最便捷有效的方法。下圖為無翅片、翅片和肋片，13X水工質(zhì)對在三種床層結(jié)構(gòu)下的脫附量隨脫附時(shí)間的變化關(guān)系?？梢钥闯觯涸谙嗤摳綍r(shí)間下，簡單二維模型脫

12、附量最小，翅片和肋片換熱型脫附量相當(dāng)，但肋片換熱型脫附量更大，因此肋片換熱型吸附床傳熱效果比較好，從結(jié)構(gòu)安裝上講肋片也比較合理的10。蘭青等11從改善吸附床的傳熱和接收太陽能的性能上著手，在使用鋼化玻璃代替表面鋼板并增強(qiáng)吸收率的基礎(chǔ)上，采用銅片將吸附床內(nèi)部布置成蜂窩狀，使吸附劑均勻填充于吸附床內(nèi)，從而減少了傳熱熱阻。為了防止鋼化玻璃因負(fù)壓而破碎，在吸附床里用七號槽鋼做支架，同時(shí)也起到傳熱肋片的作用。在吸附床的底部用不銹鋼絲網(wǎng)將制冷劑與吸附劑隔開，這樣既不會使活性炭下漏，也沒有堵住制冷劑通道。經(jīng)試驗(yàn)測試，采用該吸附床的太陽能制冰機(jī)可每天制備4.7kg的冰和2.3kg的冰水混合物，COP約為0.1

13、57。李秋英等12使用分子篩一水作為工質(zhì)對提出并設(shè)計(jì)了一種新型吸附床,其結(jié)構(gòu)如圖所示。這種吸附床是在殼管式吸附床內(nèi)放置多個(gè)吸附單元管，吸附單元管內(nèi)放置固體吸附劑，管中央留有傳質(zhì)通道，管外走傳熱介質(zhì)，對管內(nèi)吸附劑進(jìn)行加熱和冷卻，實(shí)現(xiàn)吸附床的制冷循環(huán)。吸附床的脫附速率如圖所示，由圖可知吸附床內(nèi)壓力和脫附速率在加熱初始階段上升速度較快 達(dá)到最大值后 又逐漸下降這與太陽輻射的減弱是相當(dāng)吻合的 這種結(jié)構(gòu)有良好的傳熱性能，設(shè)計(jì)的吸附床結(jié)構(gòu)達(dá)到了以優(yōu)化的目的。3.3 系統(tǒng)循環(huán)及結(jié)構(gòu)目前，吸附式制冷循環(huán)方式取得了重要進(jìn)展，提出了眾多的循環(huán)方式，在這里主要介紹連續(xù)回?zé)嵫h(huán)、回質(zhì)循環(huán)、對流熱波循環(huán)三種吸附式制冷循

14、環(huán)13。3.3.1 連續(xù)回?zé)嵫h(huán)連續(xù)回?zé)嵝脱h(huán)是在基本吸附式制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上采用雙吸附器構(gòu)成的。連續(xù)回?zé)嵝脱h(huán)不但使制冷過程成為連續(xù)，而且通過利用吸附器A降溫吸附過程放出的部分吸附熱量(稱為回?zé)?來加熱吸附器B使其解吸。采用連續(xù)回?zé)嵝脱h(huán)可以回收3040%左右的吸附熱，C0P比同樣工況下的基本制冷循環(huán)的COP提高5070左右。其系統(tǒng)示意圖和熱力圖如下14： 如系統(tǒng)示意圖所示，連續(xù)回?zé)嵝椭评溲h(huán)系統(tǒng)的工作過程如下：（1） 假設(shè)換熱流體沿圖示方向流動，則吸附器1處于加熱解吸狀態(tài)，吸附器2處于冷卻吸附狀態(tài)打開閥門A和D， 關(guān)閉閥門B和C，讓吸附器1與玲凝器3連通， 吸附器2與蒸發(fā)器4連通。這樣保持到

15、吸附器1被加熱到最高解吸溫度Tg2、吸附器2被冷卻到吸附溫度Ta2為止。制冷工作由吸附器2的吸附制冷過程完成。（2） 改變換熱流體的流動方向，則吸附器1處于冷卻吸附狀態(tài)，吸附器2處于加熱解吸狀態(tài)。打開闕門丑和C，關(guān)閉閥門且和D，讓吸附器1與蒸發(fā)器4連通，吸附器2與冷凝器3連通。這樣保持到吸附器1被冷卻到吸附溫度Ta2、吸附器2被加熱到最高解吸溫度Tg2為止。制冷工作由吸附器1的吸附制冷過程完成。（1） 、（2）過程交替反復(fù)， 就可以達(dá)到連續(xù)制冷的目的。3.3.2 回質(zhì)循環(huán)如圖所示a2-a3-g1-g2-g3-a1-a2為回質(zhì)循環(huán)過程，采用A、B兩床反相循環(huán)，A床循環(huán)由a2點(diǎn)開始，B床循環(huán)由g2

16、點(diǎn)開始。當(dāng)兩床分別處于循環(huán)半周期末，即狀態(tài)g2、a2，A床溫度和壓力都很高，而B床則處于低溫低壓狀態(tài)，此時(shí)通過閥門將兩床連通，可使A床的高溫高壓蒸氣進(jìn)入B床。這樣A床在壓力降低的同時(shí)又促進(jìn)了自身的解吸，B床則在壓力升高的同時(shí)增加了吸附量，直到兩床壓力平衡（圖中的a3、g3點(diǎn)）為止，對應(yīng)壓力近似為冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之平均值，回質(zhì)結(jié)束后的過程同基本循環(huán)。回質(zhì)過程可以縮短循環(huán)時(shí)間，大幅度地提高單位質(zhì)量吸附劑制冷量，最高可達(dá)80%以上，從而大幅度提高循環(huán)制冷量15。 回質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)圖 回質(zhì)循環(huán)熱力圖3.3.3 對流熱波循環(huán)如圖(a)所示，制冷劑氣體在床外的換熱器中加熱到一定溫度后進(jìn)入吸附床，在吸附床內(nèi)制

17、冷劑氣體與吸附劑固體之間直接進(jìn)行對流換熱，制冷劑氣體放出熱量而加熱吸附劑，使之解析；解析出的氣體隨加熱氣流一起流出吸附床，氣體溫度下降，一部分經(jīng)氣體循環(huán)泵送往換熱器加熱升溫后繼續(xù)用來加熱吸附床，另一部分氣體進(jìn)入冷凝器冷凝成液體后流入集液器。加熱解析過程結(jié)束，切換系統(tǒng)使之進(jìn)入吸附階段，如圖(b)所示。氣體循環(huán)泵反向輸送氣體，將溫度較低的氣體送入吸附床冷卻吸附劑，使之降溫并吸附制冷劑氣體；出口處氣體質(zhì)流量較入口處減少，依靠來自蒸發(fā)器的氣體補(bǔ)償；流出吸附床的氣體經(jīng)換熱器降溫后由循環(huán)泵送往吸附床。無論是加熱過程還是冷卻過程，床內(nèi)沿氣流方向?qū)⒊霈F(xiàn)較陡峭的溫度梯度，且隨著時(shí)間的推移，溫度梯度(溫度波)沿氣

18、流方向移動16。當(dāng)兩床聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，可將吸附過程中換熱器放出的熱量用來加熱解析過程中流出吸附床的氣體而實(shí)現(xiàn)回?zé)?。為獲得盡可能高的回?zé)崧?，需要控制兩吸附床的運(yùn)行使加熱解析過程和冷卻吸附過程相匹配。如何協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，需要通過實(shí)驗(yàn)或通過模擬計(jì)算加以研究。綜合比較三種循環(huán)方式的特點(diǎn)，連續(xù)回?zé)嵫h(huán)結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，COP較普通循環(huán)提高較大，回質(zhì)循環(huán)可以縮短循環(huán)時(shí)間，提高循環(huán)制冷量，熱波循環(huán)可以大幅度提高循環(huán)效率，英國Critoph對該循環(huán)的近期研究表明，其COP可達(dá)到0.9。連續(xù)回?zé)崤c回質(zhì)循環(huán)COP對比如下圖所示，對流熱波的循環(huán)的計(jì)算工況和性能參數(shù)如下圖所示： 回?zé)嵫h(huán)與回質(zhì)循環(huán)比較 對流熱波循環(huán)性能

19、參數(shù)表 4. 太陽能吸附式制冷的應(yīng)用由于空調(diào)制冷會消耗大量的電能，全國所有城市都出現(xiàn)了季節(jié)性用電緊張，因此需要尋找新的制冷方式，積極利用天然能源。太陽能吸附式制冷引起了人們廣泛的關(guān)注，可以應(yīng)用于低溫糧食儲存、制冷與供熱聯(lián)合等許多方面。4.1 低溫糧食儲存太陽能吸附式制冷系統(tǒng)主要由真空管太陽能熱水系統(tǒng)、吸附式制冷機(jī)組、冷卻塔及風(fēng)機(jī)盤管構(gòu)成，循環(huán)方式是間歇式制冷，系統(tǒng)組成如圖1所示17。太陽能熱水系統(tǒng)采用全玻璃u型真空管集熱器，總集熱面積為494m2。循環(huán)水泵的運(yùn)行由溫差控制器單獨(dú)控制，與制冷機(jī)組的運(yùn)行無關(guān)。分層蓄熱水箱總?cè)萘?6m3，擋流板上部的容量為024m3。上午，在制冷機(jī)組開始運(yùn)行前，閥1

20、3關(guān)閉，閥12開啟，熱水箱中上部分的水被快速加熱。當(dāng)熱水箱中上部分的水溫高于65cc時(shí)，制冷機(jī)組開始運(yùn)行。此后，閥13也開啟，熱水箱中下部的水也逐漸加熱。下午，當(dāng)熱水箱中上部的水溫低于65時(shí)，制冷機(jī)組停止運(yùn)行。吸附制冷機(jī)組由兩個(gè)相同的吸附單元及一個(gè)二級蒸發(fā)器組成。采用可編程邏輯控制器PLC控制電動球閥(v0一V10)和真空閥(V11)的開閉，制冷機(jī)組可自動以回?zé)峄刭|(zhì)循環(huán)方式運(yùn)行。每個(gè)吸附單元包含吸附器(吸附器中填充約50kg微孔球形硅膠)、冷凝器和蒸發(fā)器各一個(gè)。在兩個(gè)吸附單元的蒸發(fā)器下面，設(shè)置了一個(gè)二級蒸發(fā)器。冷凍水流經(jīng)二級蒸發(fā)器，二級蒸發(fā)器下部的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，蒸發(fā)的工質(zhì)與吸附單元的蒸發(fā)器進(jìn)行

21、冷凝換熱，可實(shí)現(xiàn)冷量的單向傳輸，減少冷量的損耗，從而提高系統(tǒng)的性能。 太陽能吸附式制冷用于低溫糧食儲存系統(tǒng)圖實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明，在162lMJ井的太陽輻射條件下，該系統(tǒng)能夠平穩(wěn)地向糧倉輸送1422的冷空氣，系統(tǒng)的日平均制冷功率約為3.254.43kw，太陽能制冷系數(shù)約為00960.131，包括糧倉送風(fēng)風(fēng)機(jī)功耗的電制冷系數(shù)約為2.03。2.77。與目前的谷物冷卻機(jī)相比，太陽能制冷低溫儲糧系統(tǒng)具有較大的節(jié)能優(yōu)勢。4.2 制冷與供熱聯(lián)合為了實(shí)現(xiàn)不問斷制冷，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置二個(gè)吸附發(fā)生器，它們交替運(yùn)行。發(fā)生器由三部分組成：保溫外殼、吸附床、循環(huán)水系統(tǒng)。由于采用了水浴式吸附制冷方式，將吸附床置于熱水箱中，

22、通過加熱水加熱吸附床，系統(tǒng)傳熱性能好，所以可以在保溫外殼內(nèi)設(shè)置大量吸附床，這樣就相當(dāng)于在同樣大小的空間內(nèi)成倍的增加了系統(tǒng)的循環(huán)量，也可以說是大量節(jié)省了空間。這對太陽能吸附式制冷這種要求大面積集熱場地的制冷方式來說是非常可貴的。該循環(huán)方式的結(jié)構(gòu)如下圖所示：循環(huán)工作過程如下：(1) 當(dāng)發(fā)生器4解吸時(shí)，關(guān)閉真空閥門10和11，以及水閥17和19，打開水閥18和20，處于初始溫度的太陽能集熱器3接受太陽輻射，吸附發(fā)生器4中的循環(huán)水循環(huán)于發(fā)生器與集熱器之間。循環(huán)水在集熱器被加熱，然后流到吸附發(fā)生器中加熱吸附床，一開始吸附床內(nèi)只有小量的制冷劑脫附出來，吸附率近似為常數(shù)。隨著發(fā)生器溫度升高，吸附床內(nèi)部壓力亦

23、不斷升高，從蒸發(fā)壓力升高到冷凝壓力。此時(shí)四通閥27b-c和a-d想通，并打開真空閥10及節(jié)流閥9，隨著太陽輻射的積累，水溫進(jìn)一步升高，被吸附的制冷劑不斷脫附出來，并通過放置于水箱6內(nèi)的冷凝器25，被冷凝為液體進(jìn)入儲液器7中，然后通過節(jié)流閥9進(jìn)入蒸發(fā)器8中。(2) 與此同時(shí)，發(fā)生器5吸附，與其連接的水閥15打開，將冷水注入發(fā)生器5內(nèi)，其壓力和溫度降低到一定值時(shí)，打開真空閥11，通過四通閥吸附蒸發(fā)器8中的制冷劑，達(dá)到制冷的目的。(3) 當(dāng)發(fā)生器4充分解吸后，關(guān)閉水閥18和20以及打開14，將發(fā)生器4中熱水注入熱水箱2中，以供用戶使用，然后關(guān)閉水閥16。打開水閥17和19，并使四通閥換向，即a-b和

24、c-d想通。受集熱器加熱后，發(fā)生器5開始解吸，與此同時(shí)水閥16打開，將冷水注入發(fā)生器4中，使發(fā)生器4開始吸附。這樣如此反復(fù)循環(huán)，便可達(dá)到連續(xù)制冷。4.3 吸附式空調(diào)零碳館位于北京奧林匹克森林公園內(nèi)。建筑面積600m2，單層建筑，其主要用做基金會辦公室，圖中為零碳館實(shí)景圖。在此建筑上安裝的太陽能空調(diào)系統(tǒng)主要功能為吸附式空調(diào)制冷此外還有采暖、熱水、通風(fēng)功能19。 系統(tǒng)的原理圖如下： 系統(tǒng)的夏季功能主要為制冷。其運(yùn)行原理為：太陽能集熱器獲得熱量通過板式換熱器進(jìn)入A水箱，A水箱溫度超過T1時(shí)，啟動吸附式空調(diào)；A水箱溫度小于T2時(shí)，空調(diào)停止。此時(shí)A水箱為集熱水箱，B水箱為A水箱過熱緩解。制冷末端設(shè)備為毛

25、細(xì)管網(wǎng)，其鋪設(shè)面積為200m2，對冷水要求為18左右。機(jī)組熱源水、冷卻水溫度變化時(shí)，機(jī)組性能隨之變化。額定工況即熱水溫度80，冷卻水溫度30時(shí)，機(jī)組制冷功率為10kW，熱力COP為0.5。在熱水溫度85，冷卻水溫度33時(shí)，流量與額定工況相同。5. 結(jié)語太陽能固體吸附式制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸汽或電動壓縮式制冷相比還不是很成熟，但隨著太陽能同體吸附式制冷技術(shù)研究的不斷進(jìn)步，良好的社會與經(jīng)濟(jì)效益都將促進(jìn)吸附式制冷技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。同時(shí)，由于節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢，決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。相信以后在政府的大力支持下，不斷鼓勵(lì)廣大民眾使用太陽能吸附式制冷裝置，再加上大批在太陽能吸附制冷領(lǐng)域的研究人員的不懈努力下，太陽能固體吸附式制冷技術(shù)將逐步實(shí)現(xiàn)民用商業(yè)化，為社會的發(fā)展和人類的進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：1 趙加佩，陳寧，凍小飛. 太陽能吸附式制冷技術(shù)進(jìn)展綜述. 能源研究與信息J. 2007,23(1).2 鄭賢德. 制冷原理與裝置. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社M. 2008,3.3 於俊杰. 太陽能固體吸附式制冷系統(tǒng)概述. 中國房地產(chǎn)業(yè)J. 2013(3).4 鄭家林，鄭學(xué)林. 太陽能固體吸附式制冷技術(shù)的研究與進(jìn)展.