[科普中国]-吸附式制冷

吸附式制冷，也称吸附式制冷系统，是一种制冷系统。其基本结构由发生器、冷凝器、储液器、蒸发器、吸附器和阀门等模块组成。

介绍吸附式制冷基本结构由太阳能集热器、冷凝器、储液器、蒸发器和阀门五个模块组成。吸附式制冷系统的运作机制为：在白天，集热器温度随着气温的升高而升高，制冷剂蒸发集热器中压力升高，气体进入冷凝器并冷凝、制成液体；在晚上，温度降低，吸附剂会吸收制冷剂蒸汽，蒸发器中压力降低，于是会有更多液体气化，蒸发中吸收热量降温。

循环结构吸附式制冷系统的运作机制为：

在白天，集热器温度随着气温的升高而升高，制冷剂蒸发集热器中压力升高，气体进入冷凝器并冷凝、制成液体。

在晚上，温度降低，吸附剂会吸收制冷剂蒸汽，蒸发器中压力降低，于是会有更多液体气化，蒸发中吸收热量降温。

工质对的选择选择工质对是吸附式制冷的重要环节，即选择吸附剂－制冷剂工质。好的制冷剂要求包括吸附性能强、吸附速度快1、传热效果好的吸附剂和汽化潜热大、沸点满足要求的制冷剂。而在实际的操作中，其选择应根据具体情况而定。

固体吸附式 制冷的原理固体吸附式制冷的原理是：固体吸附剂（如沸石、活性炭等）对某些制冷剂（如水、甲醇等）蒸气具有吸附能力，吸附能力的大小与吸附工质对、吸附温度和吸附压力等紧密相关加热吸附剂可使得吸附剂中的制冷剂解吸，解吸出的蒸气在冷凝器中放出热量凝结成液体；冷却吸附剂可使得吸附剂重新恢复吸附能力，吸附作用使得蒸发器中的制冷剂藏体蒸发，从而制冷吸附式制冷可以利用较低温度的工业废热 、太阳能等作为驱动热源。在能量回收及节能方面能发挥重要作用，同时采用非氟氯烃类物质作为制冷剂。适合当前环保要求，固体吸附式制冷还 具有结构简单、无运动部件、无噪音 、抗震性好及几乎不受地点限制等一系列优点，具有广泛的应用前景和价值。

余热吸附式制冷中国余热资源丰富，回收的潜力很大。如内燃机岭却水、汽车及渔船的发动机余热等在能源问题监环境问题日益严峻的夸无，利甩发动机余热以厦利用自然工质的空谰的研究也日益受到人们的重视固体暇附式制冷围为具有结构简单，无运动件，可以用于运动、颠簸、偏转等场台，另外此系统具有相对较大的COP，可以用职、氨气等作为工质，因此是一种较为理想的汽车空调

目前汽车所用的发动机，用于动力输出的功一般占燃油燃烧总能量的30%～35%，以废热的形式排向车外的能量占燃油燃烧总能量的65%～70%，其中包括循环冷却水带走的热量和以废气余热带走的热量。排气采热的特点是温度高，一般占燃烧总热量的%～45%(柴油机)或30%～40%(汽油机)，排气温度一般高于4OO℃考虑到废气中酸性氧化物的露点腐蚀问题。最终排出汽车体外的废气温度一般不低于180℃，可以利用的废热量为燃烧邑热量的20%。

吸附式空调COP达到02—03比较有把握，这样系统空谪制冷功率可达燃烧总热功率的4%～6%，也即为对应发动机功率(按燃烧效率为30%计算)的13%20%由于发动机一般不在浦负荷下运行，往往运行在印%负荷工况下，因此实际制玲功率为发动机功率的9%～12%。

适用于汽车发动机余热驱动的吸附空调工质对有活性炭一氨和分子筛一水分子筛一水在解吸温度200t、吸附温度印～∞℃区间内工作优势明显，COP可达0。4以上。但系统对真空度要求较高。相应运行可靠性较差；活性炭一氨是压力系统，实际装置可靠性好在应用于密闭窗室空调时。应避免氨在空罚室内的直接蒸发，免目泄漏造成人员窒息，此时可考虑间接冷却方式。活性炭一氨系统估计能实现较高的单位质量制冷功率(SCP)，运行可靠性好，但COP可能在02左右。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所