《FAM-ZO2型沸石分子篩太陽能吸附空調系統最佳化套用基礎研究》是依託北京工業大學，由苑中顯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：FAM-ZO2型沸石分子篩太陽能吸附空調系統最佳化套用基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：苑中顯
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前太陽能吸附製冷系統中吸附材料對循環工質的吸附能力不足，和固定式吸附床熱、質傳遞速率較低的情況，研製高吸附量的FAM-ZO2型沸石吸附材料，和旋轉式雙效/多效組合式吸附床，實現夏季白天連續吸附空調的目的。採用替代化學反應方法，以磷酸鹽和鋁酸鹽為原料，製取疏水性的、中性不帶電荷的、AlPO質的沸石分子篩，使其吸附變化量達到Y型沸石或矽膠的3~4倍；研究吸附床內加熱/冷卻流體通道的最佳化形式，和加熱管基材與AlPO基型沸石的一體化製作技術，有效減小接觸界面上的傳熱熱阻；研究利用太陽光直接照射的脫附方法；利用太陽輻射能與背陰環境存在熱能品位差異的客觀條件，研製兩個或多個吸附構件協同工作的、集太陽能集熱/吸附為一體的、能夠交替吸附/脫附的旋轉式吸附床；最佳化室內蒸發器的結構形式。通過理論分析、數值模擬和實驗測試手段相結合的技術路線，達到太陽能吸附空調系統COP明顯改善的目的。
結題摘要
隨著當今世界經濟的發展和能源的消耗，環境和能源問題已經成為一個熱點。傳統的製冷方式不僅會消耗電能，還對環境造成相當嚴重的危害。太陽能吸附式製冷方式的提出，既減少了電能的消耗又不會對環境造成影響。太陽能吸附式製冷是一種環境友好型製冷系統，它以天然的太陽熱能作為系統的驅動力，並且使用無氟利昂的製冷劑，因此，近年來太陽能吸附式製冷系統成為國內外學者的研究熱點。在太陽能吸附式製冷系統中，吸附床是核心部件，而吸附床中吸附工質對的性能又決定著吸附床的效率。本項目主要針對吸附材料的巨觀特性進行實驗研究，所採用的方法是，將兩種吸附材料SAPO-34和ZSM-5沸石分別放置在恆溫恆濕系統和可控溫真空脫附系統中分別進行吸附和脫附特性的實驗，考察其巨觀傳質特性。究結果表明，在同一溫度下，沸石分子篩SAPO-34和ZSM-5的吸附率均隨空氣相對濕度φ的增加而增大，吸附實驗中沸石的吸附速度是時間的減函式，但是SAPO-34的初始吸附速度高於ZSM-5。另一方面，在同一壓力下沸石分子篩SAPO-34和ZSM-5的脫附完善度均隨溫度的增加而增大，SAPO-34的脫附等壓線呈S型，而ZSM-5的脫附等壓線近似於指數曲線。SAPO-34的初始脫附速度高於ZSM-5，所以SAPO-34-水工質對可以縮短系統循環時間。在第二階段，對太陽能吸附製冷系統進行基礎性吸附脫附性能實驗，分析了實際系統循環熱力過程。進而針對吸附床集熱效率低，脫附困難而導致循環周期長的問題，設計製作了適用於日照充足地區的拋物槽式太陽能集熱器的太陽自動跟蹤系統。系統以基於南北方向傾斜放置的金屬-玻璃真空集熱管式吸附床為核心部件，通過拋物槽的自動轉動，將太陽光照實時地匯集到集熱管上。吸附床由真空集熱管和冷卻銅管構成，吸附劑填充在真空管內管和冷卻銅管組成的空腔內。吸附床內布置有傳質通道和9個溫度測點，傳質通道使製冷劑氣體更好地進入吸附床，溫度測點用於測量吸附床內吸附劑的溫度變化。冷卻過程分別採用自然風冷和循環水冷兩種方式，吸附過程也同樣採用這兩種冷卻方式。結果表明, 無論採用何種冷卻方式，SAPO-34的吸附製冷能力都明顯大於ZSM-5沸石分子篩, 能夠產生更好的製冷效果。
