沸石一水吸附制冷系統(tǒng)的應用
在冬天,太陽能沸石吸附系統(tǒng)可用來采暖。此時,將冷凝器中系統(tǒng)制冷總工程效率隨沸石板溫度的變化關系(太陽直接照射)的凝結水直接由旁通管送回沸石板,沸石可在蒸汽壓力較高的情況下吸附水蒸氣,吸附量增加,因而工程效率可進一步提高。模擬太陽能和直接由戶外太陽照射情況下總工程效率(采暖)與沸石板溫度的關系曲線,效率可高達70%。
據(jù)美國沸石動力(Ze。power)公司報導;一塊總尺寸為96.25x30.25~6.511(2445~768x165mm)的沸石集熱器,有效吸收表面為91.5×25.511(2324×648mm)。表面為雙層低鐵鋼化毛玻璃,涂以無光黑漆。沸石板用銅材制作,以聚氨基甲酸脂進行熱絕緣,全重150kg。晴天時,該沸石集熱器每天可提供38℃熱水,8000Btu0(約8440kJ),夜間可提供10℃冷水、8000Btu(約8440kJ)的冷量。又據(jù)沸石動力公司報導,如果采用沸石吸附系統(tǒng)來制冰(即所謂的沸石冰箱),冰箱總體尺寸為1124×1219×777mm、集熱器吸熱表面為1002×635mm,冰箱容積為1L3L,每天可制冰約6.8kg。
雖然這對很多應用場合是有利的,例如食品的冷藏等,但是建筑物的空氣調(diào)節(jié)需要在白天進行,由于這個原因,系統(tǒng)中必須具有某種形式蓄冷裝置,這是一切太陽能茶葉空調(diào)系統(tǒng)的一個典型特性。蓄冷裝置的形式之一,是在系統(tǒng)中加蓄冷器,在蓄冷器中充以某種填料,使冷、熱氣流輪瓣臣過。當處于吸附循環(huán)時,對填料進行冷卻,使冷量貯于填料之中。白天,熱氣流通過填料時得到冷卻,使空氣調(diào)節(jié)得以正常進行。蓄冷器中填料應具有較大的比表面積和熱容量,使蓄冷器在相同條件下具有較小的尺寸。常用的有石頭、鋁帶等。
到夜間沸石被冷卻到足以能再吸附汽體時為止。緩沖貯存裝置原則上可以是一個有足夠容積的容器,以便在沸石開始重新吸附之前,一直把系統(tǒng)然而對于一個較大容量的制冷系統(tǒng),這種緩沖貯存裝置的容量就顯得特別大,實際上很少采用。為了減少貯存裝置的尺寸,容器內(nèi)可以充填一種對水蒸氣的親合力比沸石小的吸附劑(如硅膠),在白天,沸石被加熱,而硅膠則處于環(huán)境溫度,這兩種吸附劑在溫度上的差別,導致產(chǎn)生的水蒸氣被硅膠吸收。在夜間,沸石被冷卻,吸附水蒸氣的能力比硅膠強,因而水蒸氣便由硅膠轉(zhuǎn)移至沸石。
風機在冷凝器下面的冷凝水貯水箱中。冷凝放出的熱量供給外部水環(huán)路。被加熱過的外部環(huán)路水,貯存在熱水貯箱中。需要供暖時,貯水箱中的熱水可通過一個安裝在風道內(nèi)的盤管進行循環(huán),空氣由風機強制通過風管,被加熱后送至需要采暖的房間,被空氣冷卻后的水,再返回冷凝器加熱,形成封閉的水環(huán)路。被加熱過的外部環(huán)路水,也可用來提供家庭用熱水。如果冷凝器排出的熱量大于供熱量(如在春、秋季節(jié)),過剩的熱量可由一個空氣冷卻盤管排至室外。夜間,冷凝水貯水箱中的水回到冷凝蒸發(fā)器組合裝置中,由于沸石的吸作用,水開始汽化,外部水環(huán)路提供必需的汽化潛熱。由于蒸發(fā)過程是在夜間進行,沸石具有吸附能力,因此系統(tǒng)中不需要專門設置水蒸氣的緩沖貯存裝置。在夏季制冷季節(jié),受到冷卻后的外部水環(huán)路中的冷水,可貯存在供暖季節(jié)貯存熱水用的同一個水箱中,通過風遭中的盤管來冷卻由冷庫冷風機強制輸送的空氣,空氣降溫后再送至空調(diào)房間。從一個季節(jié)轉(zhuǎn)到另一個季節(jié)(即由采暖季節(jié)轉(zhuǎn)到制冷季節(jié)),可通過簡單的閥門來控制。
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