低品位热能驱动的绿色制冷技术—吸附式制冷

【中国制冷网】随着世界经济的发展以及能耗的增加，能源与环境问题目前已经成为全世界所共同关注的一个热点问题，吸附式制冷作为一种低品位热能驱动的绿色制冷技术，已经被认为其可能成为能源利用与环境保护的有效中间链。

推动吸附式制冷研究的原因可分为两个方面，一方面在于探索解决能源紧缺的可能途径。自1973年中东战争引起世界性石油危机以来，能源问题成为了举世瞩目的重大问题。解决世界能源问题的一个重要途径是有效利用低品位能源，包括可再生能源的开发利用以及各种余热的回收利用<1>。另一方面，臭氧层的破坏和全球气候变暖，是当前全球所面临的主要的环境问题,所以寻找CFCs和HCFCs等传统制冷剂的替代物(采用天然制冷剂)以及新型制冷方式已成为制冷技术研究的热点。

吸附式制冷原理为利用吸附剂对制冷剂的吸附作用造成制冷剂液体的蒸发,相应产生制冷效应. 吸附式制冷通常包含两个阶段：①冷却吸附→蒸发制冷：通过水、空气等热沉带走吸附剂显热与吸附热，完成吸附剂对制冷剂的吸附，制冷剂的蒸发过程实现制冷；②加热解吸→冷凝排热：吸附制冷完成后，再利用热能（如太阳能、废热等）提供吸附剂的解吸热，完成吸附剂的再生,解吸出的制冷剂蒸气在冷凝器中释放热量,重新回到液体状态。吸附式制冷的驱动热源为50℃以上的工业废热和太阳能等低品位热能，同时吸附制冷所采用的制冷剂都是天然制冷剂，如水、氨、甲醇以及氢等，其臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(GWP)均为零。

与蒸汽压缩式制冷相比，吸附式制冷具有节能、环保、控制简单、运行费用低等优点；与液体吸收式系统相比，固体吸附式制冷适用的热源温区范围大、不需要溶液泵或精馏装置，也不存在制冷剂的污染、盐溶液结晶以及对金属的腐蚀等问题。所以相对于吸收式制冷，吸附式制冷具有更为广阔的应用范围。吸附式制冷可在一些废热可资利用的场合获得应用,例如利用动力装置余热获得空调制冷以及制冰,利用太阳能热水驱动获得夏季太阳能空调。随着天然气的广泛应用，冷热电联产的分布式能源系统将成为我国能源利用系统的重要发展方向，小型吸附式制冷机组(10-200kW)尤其可以在冷热电联产中获得应用。