新型硅膠—水吸附式制冷機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能模擬.pdf

1、硅膠-水吸附式制冷機(jī)以其對(duì)環(huán)境友好,節(jié)能以及優(yōu)異的低溫驅(qū)動(dòng)性能,因而在余熱、廢熱及太陽(yáng)能利用方面有著巨大的發(fā)展空間,是85℃以下低品位熱源利用中最具有競(jìng)爭(zhēng)力的制冷方式。本文針對(duì)目前開(kāi)發(fā)的硅膠-水吸附制冷機(jī)中存在諸如真空閥門多、運(yùn)行可靠性差、金屬熱容大、傳熱傳質(zhì)性能較差、運(yùn)行效率低及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型、高效、可靠、運(yùn)行費(fèi)用低的硅膠-水雙床連續(xù)吸附式制冷機(jī),并對(duì)該制冷機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)理論分析和性能模擬。結(jié)果表明該制冷機(jī)具有結(jié)構(gòu)新

2、穎、循環(huán)效率高、電力COP高、能夠有效利用60～85℃范圍內(nèi)低溫?zé)嵩吹奶攸c(diǎn),能大大滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)顆粒直徑為0.5-1.5mm的硅膠進(jìn)行了電子顯微鏡掃描,其微觀結(jié)構(gòu)對(duì)于研究吸附床的傳熱傳質(zhì)尤其重要。搭建了硅膠-水吸附性能實(shí)驗(yàn)臺(tái),采用稱重法研究了硅膠及其混合吸附劑-水的吸附性能,解決了真空下吸附量測(cè)不準(zhǔn)的難題,較為精確地測(cè)量了硅膠及其混合吸附劑-水的吸附量,擬合出適用于國(guó)產(chǎn)硅膠的新吸附性能方程,該方程比Freundlich方程和D-A方程

3、更精確,與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差更小。同時(shí),研究了混有硅膠的混合吸附劑-水的吸附性能,結(jié)果表明利用混合吸附劑有助于縮短系統(tǒng)的循環(huán)周期和提高系統(tǒng)的SCP(SpecificCoolingPower)。以前人研制的硅膠-水吸附制冷機(jī)為基礎(chǔ),以解決金屬熱容大、吸附床傳熱傳質(zhì)性能差、運(yùn)行可靠性差等問(wèn)題為目的,以理論分析為依據(jù),設(shè)計(jì)了型號(hào)為10kW的新型硅膠-水吸附式制冷機(jī),提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟,求出了幾個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù),解決了循環(huán)周期中因回?zé)峄刭|(zhì)、閥門切換時(shí)間

4、的存在系統(tǒng)不制冷的問(wèn)題。對(duì)翅片管式吸附床進(jìn)行了傳熱分析與計(jì)算,運(yùn)用非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱理論對(duì)吸附床金屬與吸附劑顆粒的傳熱性能進(jìn)行數(shù)值分析,獲得吸附床金屬與硅膠顆粒的接觸熱阻,求出了吸附劑側(cè)換熱熱阻,通過(guò)翅片強(qiáng)化吸附劑側(cè)的換熱熱阻,獲得吸附床總傳熱系數(shù)。設(shè)計(jì)了盤管式冷凝器和升膜蒸發(fā)器,分別獲得了各自的換熱溫差、總換熱系數(shù)、傳熱面積與壓降。從新型硅膠-水吸附制冷機(jī)用閉式冷卻塔的特殊性出發(fā),設(shè)計(jì)管式間接蒸發(fā)冷卻器,該閉式塔冷卻效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,既節(jié)約了