【摘要】吸附制冷系統(tǒng)以太陽能、工業(yè)余熱等低品位能源作為驅(qū)動(dòng)力，采用非氟氯烴類物質(zhì)作為制冷劑，系統(tǒng)中很少使用運(yùn)動(dòng)部件，具有節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單、無噪音、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等突出優(yōu)點(diǎn)，因此受到了國內(nèi)外制冷界人士越來越多的關(guān)注。文章簡要敘述了吸附制冷的工作原理，對吸附制冷技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
　　【關(guān)鍵詞】吸附制冷,空調(diào)應(yīng)用
　　吸附制冷的基本原理是：多孔固體吸附劑對某種制冷劑氣體具有吸附作用，吸附能力隨吸附劑溫度的不同而不同。周期性的冷卻和加熱吸附劑，使之交替吸附和解吸。解吸時(shí)，釋放出制冷劑氣體，并在冷凝器內(nèi)凝為液體；吸附時(shí)，蒸發(fā)器中的制冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生冷量。
　　1空調(diào)吸附制冷技術(shù)概述
　　吸附制冷吸附研究主要包括工質(zhì)對性能、吸附床的傳熱傳質(zhì)性能和系統(tǒng)循環(huán)與結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面的工作，無論哪一個(gè)方面的研究都是以化工和熱工理論為基礎(chǔ)的，例如傳熱機(jī)理、傳質(zhì)機(jī)理等等，限于篇幅，本文儀從技術(shù)發(fā)展的角度來概括吸附制冷的研究進(jìn)展。
　　1.1吸附工質(zhì)對性能研究吸附制冷技術(shù)能否得到工業(yè)應(yīng)用很大程度上取決于所選用的工質(zhì)
　　對，工質(zhì)對的熱力性質(zhì)對系統(tǒng)性能系數(shù)、初投資等影響很大，要根據(jù)實(shí)際熱源的溫度選擇合適的工質(zhì)對。從20世紀(jì)80年代初到90年代中期，研究人員為吸附工質(zhì)對的篩選做了大量的工作，逐漸優(yōu)化出了幾大體系的工質(zhì)對。按吸附劑分類的吸附工質(zhì)對可分為：硅膠體系、沸石分子篩體系、活性炭體系(物理吸附)和金屬氯化物體系(化學(xué)體系)。由于化學(xué)吸附在經(jīng)過多次循環(huán)后吸附劑會(huì)發(fā)生變性，因而對幾種物理吸附類吸附體系的研究較多。
　　近幾年來，研究人員在吸附工質(zhì)對方面的研究始終沒有停止，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對各種工質(zhì)對的工作特性進(jìn)行了廣泛的研究。綜合考慮強(qiáng)化吸附劑的傳熱傳質(zhì)性能，開發(fā)出較為理想的、環(huán)保型吸附工質(zhì)對，從根本上改變吸附制冷工業(yè)化過程中所面臨的實(shí)際困難，是推動(dòng)固體吸附式制冷工業(yè)技術(shù)早日工業(yè)化的關(guān)鍵。
　　1.2系統(tǒng)循環(huán)與結(jié)構(gòu)的研究從工作原理來看，吸附制冷循環(huán)可分為間歇型和連續(xù)型，間歇型表示制冷是間歇進(jìn)行的，往往采用一臺(tái)吸附器；連續(xù)型則采用二臺(tái)或二臺(tái)以上的吸附器交替運(yùn)行，可保障連續(xù)吸附制冷。如果吸附制冷單純由加熱解吸和冷卻吸附過程構(gòu)成，則對應(yīng)的制冷循環(huán)方式為基本型吸附制冷循環(huán)。如果對吸附床進(jìn)行回?zé)幔瑒t根據(jù)回?zé)岱绞讲煌�，可有雙床回?zé)帷⒍啻不責(zé)帷�熱波與對流熱波等循環(huán)方式。下面簡單闡述一下幾種循環(huán)的基本原理。
　　基本循環(huán)在吸附制冷基本原理中已作介紹，其制冷過程是間歇進(jìn)行的，增加床數(shù)并通過
　　閥門的切換可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，但床與床之間無能量的交換。
　　所謂回?zé)峒蠢�用一個(gè)吸附床吸附時(shí)放出的吸附熱和顯熱作為另一個(gè)吸附床的解吸熱量，回?zé)岬睦�用率將隨著床數(shù)的增加而增加。回?zé)嵫�環(huán)依靠床與床之問能量的交換來實(shí)現(xiàn)顯熱、吸附熱等熱量的回收，不僅可實(shí)現(xiàn)連續(xù)供冷，而且可大大提高系統(tǒng)COP。
　　熱循環(huán)也是回?zé)崂�用的一種循環(huán)方式，是由Shelton提出的。普通回?zé)嵫�環(huán)中吸附床的溫度隨時(shí)間逐漸下降，同時(shí)解吸床的溫度逐漸上升，當(dāng)兩床溫度達(dá)到同一溫度后，便無法繼續(xù)利用回?zé)岫�需采用外部熱源繼續(xù)解吸過程。SheLton認(rèn)為，在吸附床中，如果能使床溫在與熱媒流動(dòng)相垂直的方向上保持一致，而在熱媒流動(dòng)方向上產(chǎn)生一陡坡(熱波)，則能大大提高回?zé)嵝�率。這一概念所描述回?zé)嵝�率很高，但其�?shí)現(xiàn)尚有一定困難。
　　對流熱波循環(huán)是由Critoph提出的，這種循環(huán)方式利用制冷劑氣體和吸附劑間的強(qiáng)制對流，采用高壓制冷劑蒸汽直接加熱、冷卻吸附劑而獲得較高的熱流密度。
　　根據(jù)吸附式系統(tǒng)的特點(diǎn)和溫度源的選擇，還可構(gòu)筑多級和復(fù)疊循環(huán)制冷系統(tǒng)。
　　2吸附制冷技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用
　　目前投入實(shí)用的吸附制冷系統(tǒng)主要集中在制冰和冷藏兩個(gè)方面，用于空調(diào)領(lǐng)域的實(shí)踐很
　　少，只有少量在車輛和船舶上應(yīng)用的報(bào)道。這主要是因?yàn)槲�附制冷系統(tǒng)暫時(shí)尚無法很好的克服COP值偏低、制冷量相對較小、體積較大等固有的缺點(diǎn)，此外其冷量冷輸出的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可控性較差也使其目前不能滿足空調(diào)用冷的要求。
　　吸附制冷與常規(guī)制冷方式相比，其最大的優(yōu)勢在于利用太陽能和廢熱驅(qū)動(dòng)，極少耗電，而與同樣使用熱量作為驅(qū)動(dòng)力的吸收式制冷相比，吸附式制冷系統(tǒng)的良好抗震性又是吸收系統(tǒng)無法相比的。在太陽能或余熱充足的場合和電力比較貧乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)，吸附制冷具有良好的應(yīng)用前景。
　　2.1可用于吸附制冷的熱力資源我國太陽能資源很豐富，年平均日照量為5．9GJ／(m2a)。利用太陽能制冷是非常合理的，因?yàn)樘�陽能輻射最�?qiáng)的地區(qū)，通常是最需要能量制冷的地區(qū)，并且太陽輻射最強(qiáng)的時(shí)候也是最需要制冷的時(shí)候。
　　吸附制冷的良好抗震性使其在汽車和船舶等振動(dòng)場合的應(yīng)用成為可能。雖然吸收式制冷系統(tǒng)的工藝比較成熟，也可直接利用排氣廢熱，COP值相對于吸附式制冷來說也較高，但在車船這樣的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，吸收式系統(tǒng)的溶液容易從發(fā)生器進(jìn)入冷凝器以及從吸收器進(jìn)入蒸發(fā)器，從而污染制冷劑以致不能正常運(yùn)行。而吸附制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，能滿足車船的特殊要求。
　　常規(guī)汽車空調(diào)中使用的壓縮機(jī)要消耗大量的機(jī)械功，通常開動(dòng)空調(diào)后，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率要降低10～12％，耗油量增加lo～20％。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率一般為35％～40％左右，約占燃料發(fā)熱量l／2以上的能量被發(fā)動(dòng)機(jī)排氣及循環(huán)冷卻水帶走，其中排氣帶走的能量占燃料發(fā)熱量的30％以上，在高速大負(fù)荷時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度都在400℃一500℃以上。
　　船舶柴油機(jī)的熱效率一般只有30％～40％，約占燃料發(fā)熱量l／2的能量被柴油機(jī)的氣缸冷卻水及排氣等帶走。其中柴油機(jī)冷卻水溫度約為60℃～85℃，所帶走的熱量約占燃料總發(fā)熱量的25%而柴油機(jī)排氣余熱的特點(diǎn)是溫度高，所帶走的熱量約占燃料總發(fā)熱量的35％。
　　2.2吸附制冷系統(tǒng)自身的改進(jìn)吸附制冷系統(tǒng)能否最終在空調(diào)領(lǐng)域取得自己穩(wěn)固的地位，最主要還要依靠吸附制冷系統(tǒng)自身性能的提高。在COP、單位質(zhì)量吸附劑制冷量、單位時(shí)間制冷量的提高等研究方向上，許多研究者已取得了很多的成就并仍在辛勤的努力著。

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