余熱驅動新型旋轉轉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，符合當前能源協(xié)調發(fā)展的總趨勢。雖然目前吸附制冷技術存在的制冷效率低、周期長和體積較大等局限性阻礙了其產品化的進程，但吸附制冷技術的競爭優(yōu)勢在傳統(tǒng)的制冷技術不適用的領域，如太陽能和余熱的利用等方面。其應用研究應重點放在余熱利用，特別是汽車、火車、船舶的余熱利用領域。本文提出了一種應用于車輛余熱驅動的新型

2、轉輪吸附床結構，致力于以分子篩—水為制冷工質對的轉輪吸附床的最基本元件—吸附單元冷管的技術基礎研究。 本文首先對其工作過程中的性能和熱動力學機理進行探索；在前人研究經驗的基礎上，建立了單元冷管內一維非平衡吸附條件下的傳熱傳質數學模型，提出了該模型的數值求解方法，并給出了數值模擬算例；設計出了單元冷管的試驗方案，搭建試驗平臺以及相應測試系統(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對單元冷管的吸附性能影響較大，當采用水冷時，相對于風冷工況，換熱系數大大增加，從而使得吸附過程加快，相應的制冷功率增加；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；采用復合吸附劑來提高吸附劑的導熱系數，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