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吸附式热泵是用以回收和利用低品位热能的节能装置。它可以利用太阳能、地热、废热和其它低品位热能为动力,从低温热源中提取热量(用于制冷),在高温位释放热量(用于供热)。可同时达到制冷和供热的目的。它可以应用于工厂,商业楼宇和住宅的空调制冷系统,也可以用于山区、牧场等缺电地区,是一种结构较简单。无污染、无噪音、操作方便、有发展前途的制冷供热装置。 本文对吸附式热泵的间歇循环系统进行了计算机模拟设计、实验研究和理论分析。对实验装置进行了热力学分析,提出了吸附式热泵循环的通用COP模型。该模型考虑了蒸发器、冷凝器和吸附再生器的能量变化,能较好地模拟实验过程中各单元的能量变化,能对系统的能量利用效率做出切合实际的评估,使计算机模拟和实验结果趋于一致。 吸附式热泵和机械压缩式热泵的主要区别在于前者用吸附/解析取代了后者的压缩机。因此,吸附再生器的性能是热泵研究开发的关键部件。本文通过实验和理论分析,提出了模拟吸附/解析过程传热传质的能量控制微方分程,以局部热平衡为基础,考虑了变温循环过程中,吸附剂的密度、比热和有效导热系数随温度的变化,从而可以较准确地模拟实验过程。 对热泵循环的通用COP计算模型的分析表明,影响热泵循环效率的主要因数是:(1)吸附剂—吸附质工质对;(2)吸附再生器的型式;(3)热泵循环的操作温度。 本文提出进一步简化的COP模型,用作筛选工质对,可得到理想状况下的理论极限;也可用于评估工质对的性能,说明制冷型热泵的工质对其蒸发潜热与吸附热之比越大越好;升温型热泵则反之。 本文选择在低压下容易达到饱和的13X分子筛为吸附剂,水为工质。测试了13X—水的吸附等温线。建造了一个包括吸附再生器、蒸发器、冷凝器等其它