基于平行流扁管吸附式制冷系统性能实验研究
发布时间：2021-02-23 21:35
设计了一种新型平行流铝扁管吸附床结构,搭建了吸附式制冷实验台。通过实验研究不同运行参数下的吸附式制冷系统性能差异,比较不同热源和冷源温度、换热流体流量下吸附式制冷系统COP的变化。结果表明,当冷、热源温度为10℃和60℃,换热流体流量为0.26 kg/s时,新型吸附式制冷系统COP达到最大值0.35。当冷源温度在20℃附近时,增大热源温度可有效提高吸附式制冷系统COP,并且换热流体流量越大,增加的幅度越明显;当换热流体流量在0.13～0.26 kg/s范围内时,系统COP随着冷源温度的增大剧烈下降,并且换热流体流量越小,下降趋势越显著;当热源温度在55～60℃范围内时,COP随着换热流体温度的增大明显增大,并且冷源温度越高,COP增大的趋势越明显。
【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１设计与实物图??
了进一步探究新型吸附床组成的吸附式制冷系统的??性能，通过实验研究不同外部运行条件下吸附式制??冷系统性能差异，比较不同热源和冷源温度、换热流??体流量下吸附式制冷系统ｃａｐ的变化，获得系统性??能并优化运行方案。为吸附式制冷的推广应用奠定??基础，为发展吸附式制冷这一绿色制冷方式提供技??术支持４??ｌ．ｉ芯体??新型平行流铝扁管吸附床的核心组件是芯体。??芯体由ｆ行流铝扁管、两端的汇流罐和两侧的一体??化铝制方形翅片组成，如图１所：示．??平行流铝扁管横截面尺寸设计图如图２所示，??该扁管由铝合金热挤压成形，并在表面喷锌进行防??腐处理，通道内设有毛细微槽，沿扁管长度方向分??布，可以增大换热流体与扁管的换热面积，强化管??内换热。??一体化铝制方形翅片Ｍ部设计图如图３所示，??翅片的设计综合考虑了硅胶颗粒的平均直径、传热??特性、翅片模具和实际测量状况》翅片将硅胶颗粒??分隔为独立小单元，两侧与翅片接触，有效地强化??了吸附剂侧的换热。??９７??１．５??ｗ＜——??Ａ???＞??—??２??ＩＩ??｜??１?ＩＩ??□??????????????ｋ??图２平行流铝扁管截面尺寸图??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐａｒａｌｌｅｌ?ｆｌｏｗ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｆｌａｔ?ｔｕｂｅ??１．２壳体与填充工质对??吸酎床壳体的材质为３?ｍｍ不锈钢，在吸附床??壳体法兰盘和壳体另一端有为吸附床换热流体进出??７ＪＣ管嘴预留孔洞，孔洞与管嘴为紧配合件，之间垫??有３?ｍｍ宽硅胶垫圈以保证吸附床的气密性。吸附??床壳体上均甸分市１．５个预留孔洞，孔洞位置焊接了?
陈然等：基于平行流扁管吸附式制冷系统性能实验研究??９８３??期??－二－二－二??换热流体??ｍ，??扁管及翅片??十十??＋?＋??吸附剂（硅胶颗粒）??吸附质??Ｃｈｉｌｉ，??４；?＜??图３?—体化铝制方形翅片结构截面示意图??Ｆｉｇ．?３?Ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｓｑｕａｒｅ?ｆｉｎ??（ｂ）实物图??（ｂ）?Ｐｈｏｔｏ??图４设计与实物图??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏ??２吸附式制冷实验台??２．１制冷系统??吸附式制冷实验台ｒｔｉ新型吸附床、高温恒温水??裕、低温恒温水寓储液罐、７Ｋ冷式冷凝器和系统管??路阀门等其它设备部件组成。图５和图６分别为新??型吸附床吸附式制冷实验系统原理图和实物图，原??理图中实心箭头和空心箭头分别代表吸附式制冷系??统预热、脱酎阶段和预冷、吸附阶段的工质流向，实??验具体操作步骤如下。??在实验开始前需要使甩真空泵对吸附床抽真空，??使吸附床及系统内的压力在设定的蒸发压力附近。??高温恒温水浴和低温恒温水浴分别作为吸附式制冷??系统的热源与冷源．首先打开２、４阀门，将高温價＿??温水浴内的热水通入吸附床，记录辑前澈肇，开始预??热阶段。当吸附床内压力达到冷凝温度下饱和压力，??开始打开５、９阀门开始脱附阶段，从吸附剂受热脱??附的水蒸气进入冷凝器，打开７、８阀门，来ｆｔ低温??恒温水洛的低温换热流体进入冷凝器与脱附的水蒸??气发生热交换，水蒸气放热液化流入储液罐，实时??记录吸附床与储液罐内的温度与压力．当吸附床内??部温度趋于稳定，关闭所有阀门，完成脱附。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车尾气驱动的吸附式冷藏车制冷系统的研究[J]. 高鹏,王丽伟,王如竹,张雪峰,李道彭,梁仲文,蔡爱峰. 工程热物理学报. 2016(10)
[2]一种高效吸附床的设计及二维传热数值模拟分析[J]. 刘艳玲,王如竹,夏再忠. 化工学报. 2011(11)
[3]吸附制冷用吸附单元管设计和传热传质性能研究[J]. 王德昌,吴静怡,夏再忠. 工程热物理学报. 2006(01)
[4]螺旋板式吸附器的应用及连续回热型吸附式制冷循环的实现[J]. 滕毅,王如竹,吴静怡,杨利明,许煜雄. 太阳能学报. 1997(03)
本文编号：3048269
【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１设计与实物图??
了进一步探究新型吸附床组成的吸附式制冷系统的??性能，通过实验研究不同外部运行条件下吸附式制??冷系统性能差异，比较不同热源和冷源温度、换热流??体流量下吸附式制冷系统ｃａｐ的变化，获得系统性??能并优化运行方案。为吸附式制冷的推广应用奠定??基础，为发展吸附式制冷这一绿色制冷方式提供技??术支持４??ｌ．ｉ芯体??新型平行流铝扁管吸附床的核心组件是芯体。??芯体由ｆ行流铝扁管、两端的汇流罐和两侧的一体??化铝制方形翅片组成，如图１所：示．??平行流铝扁管横截面尺寸设计图如图２所示，??该扁管由铝合金热挤压成形，并在表面喷锌进行防??腐处理，通道内设有毛细微槽，沿扁管长度方向分??布，可以增大换热流体与扁管的换热面积，强化管??内换热。??一体化铝制方形翅片Ｍ部设计图如图３所示，??翅片的设计综合考虑了硅胶颗粒的平均直径、传热??特性、翅片模具和实际测量状况》翅片将硅胶颗粒??分隔为独立小单元，两侧与翅片接触，有效地强化??了吸附剂侧的换热。??９７??１．５??ｗ＜——??Ａ???＞??—??２??ＩＩ??｜??１?ＩＩ??□??????????????ｋ??图２平行流铝扁管截面尺寸图??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐａｒａｌｌｅｌ?ｆｌｏｗ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｆｌａｔ?ｔｕｂｅ??１．２壳体与填充工质对??吸酎床壳体的材质为３?ｍｍ不锈钢，在吸附床??壳体法兰盘和壳体另一端有为吸附床换热流体进出??７ＪＣ管嘴预留孔洞，孔洞与管嘴为紧配合件，之间垫??有３?ｍｍ宽硅胶垫圈以保证吸附床的气密性。吸附??床壳体上均甸分市１．５个预留孔洞，孔洞位置焊接了?
陈然等：基于平行流扁管吸附式制冷系统性能实验研究??９８３??期??－二－二－二??换热流体??ｍ，??扁管及翅片??十十??＋?＋??吸附剂（硅胶颗粒）??吸附质??Ｃｈｉｌｉ，??４；?＜??图３?—体化铝制方形翅片结构截面示意图??Ｆｉｇ．?３?Ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｓｑｕａｒｅ?ｆｉｎ??（ｂ）实物图??（ｂ）?Ｐｈｏｔｏ??图４设计与实物图??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏ??２吸附式制冷实验台??２．１制冷系统??吸附式制冷实验台ｒｔｉ新型吸附床、高温恒温水??裕、低温恒温水寓储液罐、７Ｋ冷式冷凝器和系统管??路阀门等其它设备部件组成。图５和图６分别为新??型吸附床吸附式制冷实验系统原理图和实物图，原??理图中实心箭头和空心箭头分别代表吸附式制冷系??统预热、脱酎阶段和预冷、吸附阶段的工质流向，实??验具体操作步骤如下。??在实验开始前需要使甩真空泵对吸附床抽真空，??使吸附床及系统内的压力在设定的蒸发压力附近。??高温恒温水浴和低温恒温水浴分别作为吸附式制冷??系统的热源与冷源．首先打开２、４阀门，将高温價＿??温水浴内的热水通入吸附床，记录辑前澈肇，开始预??热阶段。当吸附床内压力达到冷凝温度下饱和压力，??开始打开５、９阀门开始脱附阶段，从吸附剂受热脱??附的水蒸气进入冷凝器，打开７、８阀门，来ｆｔ低温??恒温水洛的低温换热流体进入冷凝器与脱附的水蒸??气发生热交换，水蒸气放热液化流入储液罐，实时??记录吸附床与储液罐内的温度与压力．当吸附床内??部温度趋于稳定，关闭所有阀门，完成脱附。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车尾气驱动的吸附式冷藏车制冷系统的研究[J]. 高鹏,王丽伟,王如竹,张雪峰,李道彭,梁仲文,蔡爱峰. 工程热物理学报. 2016(10)
[2]一种高效吸附床的设计及二维传热数值模拟分析[J]. 刘艳玲,王如竹,夏再忠. 化工学报. 2011(11)
[3]吸附制冷用吸附单元管设计和传热传质性能研究[J]. 王德昌,吴静怡,夏再忠. 工程热物理学报. 2006(01)
[4]螺旋板式吸附器的应用及连续回热型吸附式制冷循环的实现[J]. 滕毅,王如竹,吴静怡,杨利明,许煜雄. 太阳能学报. 1997(03)
本文编号：3048269
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