太陽能吸附式制冷系統(tǒng)吸附床性能模擬仿真及優(yōu)化.pdf

1、太陽能吸附式制冷使用可再生的太陽能作為驅(qū)動能源，采用對環(huán)境友好的制冷劑。與傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備相比，太陽能吸附式制冷具有節(jié)能和環(huán)保的重大優(yōu)點，因此受到廣泛的重視。然而太陽能制冷要實現(xiàn)商業(yè)應用卻遇到不少問題：吸附冷卻單元的相對尺寸較大，吸附床內(nèi)的制冷劑傳熱和傳質(zhì)效率低，這些是阻礙吸附制冷廣泛應用的主要原因。提高吸附系統(tǒng)的性能、改善吸附劑的性質(zhì)和探索更先進的吸附循環(huán)是該領(lǐng)域研究的重點。
　　針對上述問題，本文中的吸附式制冷系統(tǒng)吸附工質(zhì)對采用硅

2、膠-水，主要驅(qū)動能源為太陽能。為了研究影響吸附式系統(tǒng)制冷效率的因素，本文主要通過使用多物理場模擬仿真軟件COMSOL Multiphysics對翅片管式吸附床傳熱傳質(zhì)過程進行模擬仿真。本文的主要工作和成果如下：
　　（1）基于傳統(tǒng)的翅片吸附床的模型結(jié)構(gòu)，本文提出了一種新型的吸附床模型結(jié)構(gòu)，并且將傳統(tǒng)吸附床模型和本文提出的新模型進行了吸附床的傳熱和傳質(zhì)過程的模擬仿真和研究分析。結(jié)果表明，翅片傳熱產(chǎn)生的溫差對吸附床的溫度場及吸附量影響

3、隨著翅片高度的增大而增大，吸附床內(nèi)的溫度場分布受到翅片的高度方向的溫差的影響，吸附床的傳質(zhì)性能主要受到吸附床翅片高度的影響，而翅片間的夾角對吸附床的傳熱性能起到了關(guān)鍵的作用。為了解決系統(tǒng)占用空間大和吸附效率的問題，本文對翅片高度和翅片夾角進行了優(yōu)化設(shè)計，當翅片管的內(nèi)徑在 r0=6mm時，翅片高度在15mm時候，350s內(nèi)單位體積的吸附床脫附量最快并且最多,但當翅片數(shù)量減少到7個以后，吸附床的脫附速率不再有顯著的變化。
　?。?）本

4、文對傳統(tǒng)吸附床模型和本文的吸附床模型進行了對比，得出本文提出的新型的吸附床結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)模型吸附床具有更大的吸附量、更高的脫附效率和更簡單的制作工藝，并得出最佳的孔隙率范圍是0.4-0.5。熱源溫度對系統(tǒng)的性能系數(shù)和SCP有較大影響，當熱源溫度低于359K時，系統(tǒng)的性能系數(shù)與熱源溫度成正相關(guān)，當熱源溫度超過359K之后，吸附系統(tǒng)的性能系數(shù)與熱源溫度成負相關(guān)。SCP值與熱源溫度成正相關(guān)，冷卻水溫度越低，系統(tǒng)性能系數(shù)和SCP值越高。系統(tǒng)的性能系