余熱驅(qū)動新型旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪固體吸附單元冷管的研究.pdf

1、吸附式制冷可以直接由太陽能和工業(yè)余熱等低品位能源驅(qū)動，是節(jié)能和開發(fā)新能源的有效工具，不僅緩解了電力的緊張，而且能有效利用大量的低品位熱能，符合當(dāng)前能源協(xié)調(diào)發(fā)展的總趨勢。雖然目前吸附制冷技術(shù)存在的制冷效率低、周期長和體積較大等局限性阻礙了其產(chǎn)品化的進程，但吸附制冷技術(shù)的競爭優(yōu)勢在傳統(tǒng)的制冷技術(shù)不適用的領(lǐng)域，如太陽能和余熱的利用等方面。其應(yīng)用研究應(yīng)重點放在余熱利用，特別是汽車、火車、船舶的余熱利用領(lǐng)域。本文提出了一種應(yīng)用于車輛余熱驅(qū)動的新型

2、轉(zhuǎn)輪吸附床結(jié)構(gòu)，致力于以分子篩—水為制冷工質(zhì)對的轉(zhuǎn)輪吸附床的最基本元件—吸附單元冷管的技術(shù)基礎(chǔ)研究。 本文首先對其工作過程中的性能和熱動力學(xué)機理進行探索；在前人研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，建立了單元冷管內(nèi)一維非平衡吸附條件下的傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型，提出了該模型的數(shù)值求解方法，并給出了數(shù)值模擬算例；設(shè)計出了單元冷管的試驗方案，搭建試驗平臺以及相應(yīng)測試系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)進行了全面的動態(tài)性能測試。試驗證明該冷管具有一定的制冷性能，制冷功率可以達到10

3、W。壁面與冷卻流體之間的對流換熱系數(shù)對單元冷管的吸附性能影響較大，當(dāng)采用水冷時，相對于風(fēng)冷工況，換熱系數(shù)大大增加，從而使得吸附過程加快，相應(yīng)的制冷功率增加；單元冷管管徑的增加減慢了熱流的傳播速度，使得吸附時間顯著增加，降低了循環(huán)速度。故在特定條件下，存在著最適宜的管徑，本文計算出單元冷管管徑在40mm左右為宜；采用復(fù)合吸附劑來提高吸附劑的導(dǎo)熱系數(shù)，可大大改善吸附制冷系統(tǒng)的傳熱工況，從而縮短吸附制冷系統(tǒng)循環(huán)周期，也有利于系統(tǒng)COP值的提高