壓縮強(qiáng)化解吸的新型吸附制冷系統(tǒng)性能研究

胡 皓 高 鵬 金勝祥 武衛(wèi)東 楊其國

（上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 上海 200093）

冷鏈作為能源體系中的重要一環(huán)，因其能耗高[1]，成為“碳達(dá)峰”的重點(diǎn)工作之一。創(chuàng)新低碳制冷技術(shù)，充分利用太陽能等可再生能源[2]，減少制冷能耗，均是降低冷鏈碳排放[3]的有效措施。

冷庫在冷鏈能源體系中具有重要作用，國內(nèi)外發(fā)展前景良好[4]。冷庫預(yù)冷冷藏溫度范圍一般為-18～0 ℃[5]，目前蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)簡單、初始成本低等優(yōu)勢(shì)，在冷庫中廣泛應(yīng)用，但低蒸發(fā)溫度使蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比較大，導(dǎo)致電力消耗大、能效低，增加貯藏成本[6]。

利用太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷，既可滿足冷庫冷量需求，又可降低貯藏成本。太陽能光熱轉(zhuǎn)換用于冷庫的典型制冷技術(shù)是液體吸收式制冷和固體吸附式制冷。相比液體吸收式制冷，固體吸附式制冷具有無運(yùn)動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易維護(hù)[7]、無復(fù)雜精餾裝置[8]等優(yōu)勢(shì)，但低溫吸附制冷需100 ℃以上的驅(qū)動(dòng)熱源。Pan Q. W. 等[9]研究了氯化鈣/活性炭-氨復(fù)合吸附劑的吸附制冷系統(tǒng)，研究表明，蒸發(fā)溫度為-5 ℃、冷凝溫度為25 ℃時(shí)，驅(qū)動(dòng)熱源溫度為130 ℃。

太陽能具有不穩(wěn)定性[10]，普通真空管太陽能集熱器出水溫度為55～95 ℃[11]，難以滿足低溫吸附制冷對(duì)驅(qū)動(dòng)熱源溫度的要求（不低于100 ℃）。所以，目前太陽能的回收利用在一定程度上受限，僅常用于制冷溫度高于5 ℃的空調(diào)制冷中[12]。

吸附式制冷系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)熱源溫度與系統(tǒng)循環(huán)方式、吸附劑性能等有關(guān)[13]。Xu S. Z. 等[14]研究了活性炭-氨多級(jí)吸附制冷系統(tǒng)，研究表明，蒸發(fā)溫度為-25 ℃、冷凝溫度為40 ℃時(shí)，驅(qū)動(dòng)熱源溫度可低至70 ℃。采用多級(jí)循環(huán)替代單級(jí)循環(huán)，降低了解吸壓力、解吸溫度，但隨著級(jí)數(shù)增加，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、循環(huán)吸附量減少、制冷功率降低，多級(jí)循環(huán)COP降至0.006。金哲權(quán)[15]針對(duì)氯化鈣-氨吸附/解吸過程傳熱傳質(zhì)性能進(jìn)行數(shù)值模擬，研究表明，固化復(fù)合吸附劑能提高吸附劑的導(dǎo)熱性能。膨脹石墨作為固化復(fù)合吸附劑的基質(zhì)之一，其多孔介質(zhì)可提高復(fù)合材料導(dǎo)熱性能[16]。趙彥杰等[17]研究了硫化膨脹石墨/氯化鈣固化復(fù)合吸附劑吸附性能，結(jié)果表明，采用硫化膨脹石墨作為基質(zhì)的固化復(fù)合吸附劑制冷性能優(yōu)于傳統(tǒng)吸附制冷。武衛(wèi)東等[18]對(duì)含有不同添加劑的沸石分子篩混合吸附劑性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，添加微米級(jí)鋁粉的混合吸附劑綜合性能最好。采用物理、化學(xué)手段改變吸附劑的性能、結(jié)構(gòu)[19]，可提高傳熱傳質(zhì)效果、降低吸附制冷對(duì)熱源溫度的要求，但僅能使熱源溫度接近解吸溫度，難以靈活調(diào)節(jié)解吸溫度，適應(yīng)熱源溫度變化。

為解決上述問題，本文提出一種壓縮強(qiáng)化解吸的新型吸附制冷系統(tǒng)，采用耦合壓縮抽氣降壓技術(shù)靈活調(diào)整吸附床解吸壓力、解吸溫度，以適應(yīng)溫度不穩(wěn)定的太陽能熱水；相比傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)，新型系統(tǒng)解吸反應(yīng)可提高壓縮機(jī)吸氣壓力、降低壓縮機(jī)壓比、減小壓縮機(jī)功耗、提高制冷能效。本文制備氯化鍶/硫化膨脹石墨固化復(fù)合吸附劑，采用氨為制冷劑，搭建吸附單元管性能測試系統(tǒng)，獲得吸附單元管的吸附/解吸性能，結(jié)合熱力學(xué)模型分析新型系統(tǒng)的制冷性能。

1 壓縮強(qiáng)化解吸的吸附制冷系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)循環(huán)原理

壓縮強(qiáng)化解吸的吸附制冷系統(tǒng)（簡稱:新型系統(tǒng)）如圖1所示。該系統(tǒng)由兩個(gè)相同制冷吸附床（吸附床1和吸附床2）、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、冷卻器、閥門等組成。

圖1 壓縮強(qiáng)化解吸的吸附制冷系統(tǒng)Fig.1 Novel compression-assisted decomposition chemisorption refrigeration system

新型系統(tǒng)工作原理如下：

1）工作階段1：吸附床1被熱水加熱發(fā)生解吸反應(yīng)，吸附床2被冷卻水冷卻發(fā)生吸附反應(yīng)。吸附床1被熱源加熱，在壓縮機(jī)抽吸作用下，解吸溫度由Tdes降至Tdes′，解吸壓力為pdes′，解吸出的制冷劑冷卻壓縮進(jìn)入冷凝器冷凝放熱，節(jié)流蒸發(fā)吸熱制冷，最后被吸附床2中吸附劑吸附，吸附床2通入冷卻水帶走吸附反應(yīng)熱。

2）工作階段2：當(dāng)吸附床1解吸完全，同時(shí)吸附床2達(dá)到吸附完全時(shí)，切換閥門V1，吸附床1被冷卻水冷卻發(fā)生吸附反應(yīng)，吸附床2被熱源加熱發(fā)生解吸反應(yīng)。

3）在缺乏太陽能熱水作為驅(qū)動(dòng)熱源時(shí)，系統(tǒng)可切換閥門，采用蒸氣壓縮制冷，滿足冷庫冷量需求。

1.2 吸附工質(zhì)對(duì)篩選

吸附制冷系統(tǒng)低溫制冷時(shí)，常使用金屬氯化物-氨作為制冷工質(zhì)對(duì)。不同金屬氯化物與氨的反應(yīng)平衡采用Clapeyron方程[20]進(jìn)行計(jì)算:

（1）

為使系統(tǒng)性能最佳，需根據(jù)反應(yīng)平衡線確定適宜的吸附劑，吸附劑選擇主要存在如下3個(gè)限制因素：

1）為滿足生鮮預(yù)冷/冷藏倉庫的制冷需求，新型系統(tǒng)蒸發(fā)溫度范圍在-25～0 ℃之間；

2）考慮傳熱溫差，吸附劑的吸附溫度Tsor必須高于環(huán)境溫度T0，環(huán)境溫度假設(shè)為30 ℃；

3）冷凝溫度為40 ℃，冷凝壓力為1.56 MPa。

圖2所示為不同金屬氯化物與氨的反應(yīng)平衡線，由圖2可知，在蒸發(fā)溫度為-25 ℃時(shí)，氨制冷劑吸附壓力為0.15 MPa，該蒸發(fā)壓力下，吸附溫度為20.7 ℃的BaCl2無法將吸附熱完全散發(fā)到環(huán)境中，無法進(jìn)行吸附反應(yīng)；在冷凝溫度為40 ℃工況下，MnCl2吸附劑的解吸溫度為167.1 ℃遠(yuǎn)高于100 ℃，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功耗大、COP低；CaCl28-4吸附溫度為39.5 ℃，相比于CaCl24-2和SrCl2傳熱溫差較小，會(huì)造成吸附反應(yīng)速率較慢；SrCl2吸附劑單位吸附量高于CaCl2吸附劑。SrCl2吸附劑能在蒸發(fā)溫度為-25～0 ℃、冷凝溫度為40 ℃工況下，更好地適應(yīng)60～100 ℃波動(dòng)的低品位熱源溫度，保證較小功耗及較高COP，因此本文采用SrCl2作為吸附劑。

圖2 不同金屬氯化物與氨的反應(yīng)平衡線Fig.2 Reaction equilibrium lines of different metal chlorides

2 固化復(fù)合吸附劑的性能測試

2.1 實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)

為強(qiáng)化吸附劑傳熱傳質(zhì)性能，選用硫化膨脹石墨（ENG-TSA）為基質(zhì)制備固化復(fù)合吸附劑[21]。吸附床是新型系統(tǒng)的核心部件，吸附床由多根SrCl2/ENG-TSA固化復(fù)合吸附單元管組成，單元管直接決定新型系統(tǒng)的制冷性能，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 氯化鍶/硫化膨脹石墨吸附單元管Fig.3 Adsorbent unit tube of SrCl2/ENG-TSA

本文搭建的吸附單元管性能測試系統(tǒng)如圖4所示。由圖4可知，該系統(tǒng)由一根SrCl2/ENG-TSA固化復(fù)合吸附單元管、一個(gè)蒸發(fā)/冷凝器、一個(gè)壓差變送器、恒溫槽1、恒溫槽2、若干個(gè)溫度傳感器、兩個(gè)壓力傳感器組成。實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)采用的主要設(shè)備儀器如表1所示。

吸附單元管通過恒溫槽2中的水循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行加熱和冷卻，蒸發(fā)/冷凝溫度通過恒溫槽1中循環(huán)流動(dòng)的乙二醇溶液進(jìn)行控制；實(shí)驗(yàn)中吸附床溫度變化范圍為70～90 ℃，溫度變化梯度為5 ℃；蒸發(fā)溫度變化范圍為-15～5 ℃，溫度變化梯度為5 ℃。

圖4 吸附單元管性能測試系統(tǒng)Fig.4 Performance test system of adsorbent unit tube

表1 實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)設(shè)備儀器Tab.1 Equipment instruments of experiment test system

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)分為吸附、解吸兩個(gè)階段進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1）解吸過程：恒溫槽2通過水加熱吸附床，恒溫槽1通過乙二醇溶液冷卻冷凝/蒸發(fā)器。當(dāng)吸附床進(jìn)水溫度和冷凝/蒸發(fā)器進(jìn)水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，打開閥門，從吸附床解吸出的制冷劑流到冷凝/蒸發(fā)器冷凝，該過程持續(xù)到冷凝/蒸發(fā)器中氨液柱壓差不再發(fā)生劇烈變化，系統(tǒng)達(dá)到解吸平衡狀態(tài)，關(guān)閉閥門，解吸過程結(jié)束。

2）吸附過程：恒溫槽2通過水冷卻吸附床，恒溫槽1通過乙二醇溶液加熱冷凝/蒸發(fā)器。當(dāng)吸附床進(jìn)水溫度和冷凝/蒸發(fā)器進(jìn)水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，緩慢打開閥門，從冷凝/蒸發(fā)器中蒸發(fā)出的制冷劑被吸附床吸附，該過程持續(xù)到冷凝/蒸發(fā)器中氨液柱壓差不發(fā)生劇烈變化停止，系統(tǒng)達(dá)到吸附平衡狀態(tài)，關(guān)閉閥門，吸附過程結(jié)束。

通過記錄壓差變送器變化值Δp，計(jì)算解吸/吸附量：

（2）

2.3 實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果

為保證新型系統(tǒng)的連續(xù)制冷效果，需確定最佳解吸壓力，最佳解吸壓力確定原則：1）最佳解吸壓力下，解吸反應(yīng)時(shí)間略短于吸附反應(yīng)時(shí)間；2）最佳解吸壓力下，解吸量等于吸附量。

圖5 90 ℃熱源溫度下吸附單元管的性能Fig.5 Performance of adsorption unit tube at 90 ℃ heat source temperature

圖5（a）所示為90 ℃熱源溫度、不同解吸壓力下解吸量隨解吸時(shí)間的變化。由圖5（a）可知，解吸量隨時(shí)間增加而增加，解吸速率逐漸降低；相同時(shí)間內(nèi)解吸量隨解吸壓力的升高而降低，在50 min時(shí)，解吸壓力為0.58、0.67 MPa時(shí)的解吸量分別為86.84、80.61 g。這是因?yàn)榻馕鼔毫?huì)影響SrCl2/ENG-TSA固化復(fù)合吸附劑與氨制冷劑化學(xué)反應(yīng)的速率，解吸壓力降低，解吸反應(yīng)速率越高，導(dǎo)致解吸所需時(shí)間隨著解吸壓力降低逐漸減少。圖5（b）所示為蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)吸附量隨吸附時(shí)間的變化，吸附速率隨時(shí)間的增長逐漸變緩，50 min時(shí)吸附完全，吸附量為85.17 g。根據(jù)最佳解吸壓力的確定原則，蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)，熱源溫度為90 ℃時(shí)的最佳解吸壓力為0.62 MPa。

根據(jù)上述確定最佳解吸壓力的方法，對(duì)不同熱源溫度最佳解吸壓力進(jìn)行測試。蒸發(fā)溫度為-10 ℃、熱源溫度在70～90 ℃時(shí)的最佳解吸壓力如圖6所示。由圖6可知，隨著熱源溫度升高，解吸壓力升高，最佳解吸壓力由0.29 MPa逐漸升至0.62 MPa。

熱源溫度為90 ℃時(shí)，不同蒸發(fā)溫度下吸附單元管吸附量隨時(shí)間的變化如圖7所示。由圖7可知，吸附量隨時(shí)間增加而增加，隨蒸發(fā)溫度的升高而增加，在50 min時(shí)，蒸發(fā)溫度為-15 ℃的吸附量為67.15 g，蒸發(fā)溫度為5 ℃的吸附量為111.58 g。這是因?yàn)殡S蒸發(fā)溫度的升高，吸附單元管內(nèi)的壓力升高，吸附放熱溫度升高，SrCl2/ENG-TSA固化復(fù)合吸附劑對(duì)氨制冷劑的吸附速率升高，吸附量增大。

圖6 不同熱源溫度下吸附單元管的最佳解吸壓力Fig.6 Optimal desorption pressure at different heat source temperatures

圖7 不同蒸發(fā)溫度下吸附單元管的吸附量Fig.7 Sorption capacity of adsorption unit tube at different evaporation temperatures

3 新型系統(tǒng)性能分析

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

新型系統(tǒng)原理如圖8（a）所示，為降低壓縮機(jī)吸氣過熱度，在壓縮機(jī)前安裝了一個(gè)中間冷卻器，保證進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口的氨制冷劑始終處于飽和狀態(tài)，從而降低壓縮機(jī)排氣溫度和功耗。新型系統(tǒng)吸附床結(jié)構(gòu)如圖8（b）所示。

圖8 壓縮強(qiáng)化解吸的吸附制冷系統(tǒng)Fig.8 Novel compression-assisted decomposition chemisorption refrigeration system

3.2 系統(tǒng)制冷量Qeva、制冷能效COP

結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立新型系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，將實(shí)驗(yàn)獲得的新型系統(tǒng)吸附床最佳解吸壓力代入熱力學(xué)模型，通過EES （engineering equation solver）軟件計(jì)算下列熱力學(xué)模型公式，獲得新型系統(tǒng)的制冷量Qeva，制冷能效比COPelec、COPheat。

吸附床在最佳解吸壓力下解吸出的制冷劑進(jìn)入冷卻器降溫，冷卻器出口制冷劑溫度T5（℃）計(jì)算如下：

T5=T0+ΔTcooler

（3）

去除過熱后的制冷劑進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行換熱，中間冷卻器內(nèi)的能量平衡方程如下：

m8h8+m9h9+m11h11=m5h5+m10h10

（4）

m8h8+m9h9+m11h11=m5h|p=pdes, q=1+

m10h|p=pdes, T=T5+5

（5）

m5=m8+m9

（6）

新型系統(tǒng)的制冷量Qeva（kJ）：

Qeva=m11（heva,out-h10）

（7）

假設(shè)壓縮機(jī)等熵效率ηcomp為0.7，新型系統(tǒng)壓縮機(jī)功耗Wcomp（kJ）和制冷能效比COPelec計(jì)算如下：

hcomp,out=h5+（hcomp,out,s-h5）/ηcomp

（8）

Wcomp=m5（hcomp,out-h5）

（9）

COPelec=Qeva/Wcomp

（10）

當(dāng)考慮吸附劑再生的熱能時(shí)，系統(tǒng)可采用另一個(gè)制冷能效比COPheat作為評(píng)價(jià)指標(biāo)：

COPheat=Qeva/Qdes

（11）

解吸過程中的輸入熱量Qdes（kJ）：

Qdes=m1ΔHr

（12）

新型系統(tǒng)的壓縮機(jī)壓比pr：

pr=pc/pdes

（13）

根據(jù)上述熱力學(xué)模型，研究新型系統(tǒng)在蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)的性能。圖9（a）所示為系統(tǒng)COPelec和COPheat隨熱源溫度的變化，由圖9（a）可知，在冷凝溫度為40 ℃、蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)COPelec隨熱源溫度的升高而升高，熱源溫度為70 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)COPelec為2.74，熱源溫度為90 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)COPelec可達(dá)5.21；該工況下，新型系統(tǒng)COPheat恒為0.52。這是因?yàn)樽罴呀馕鼔毫﹄S熱源溫度升高而增大，導(dǎo)致新型系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比隨熱源溫度升高而降低，當(dāng)熱源溫度由70 ℃升至90 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)的壓縮機(jī)壓比由5.36降至2.60（圖9（b））。冷凝溫度一定時(shí)，傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比僅與蒸發(fā)溫度有關(guān)，熱源溫度為70 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比高于傳統(tǒng)氨制冷劑的蒸氣壓縮系統(tǒng)，COPelec低于傳統(tǒng)蒸氣壓縮系統(tǒng)；熱源溫度為75～90 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比低于傳統(tǒng)蒸氣壓縮系統(tǒng)，COPelec顯著高于傳統(tǒng)蒸氣制冷壓縮系統(tǒng)。

圖9 蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)新型系統(tǒng)的性能Fig.9 Performance of the novel system at -10 ℃ evaporation temperature

圖10 不同蒸發(fā)溫度下新型系統(tǒng)COPelec和COPheatFig.10 COPelec and COPheat of the novel system at different evaporation temperatures

綜上可知，新型系統(tǒng)可在熱源溫度為75～90 ℃時(shí)高效穩(wěn)定運(yùn)行，因此可用普通真空管太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水作為熱源，提高太陽能利用率，降低系統(tǒng)初投資。

熱源溫度為90 ℃時(shí)，同一冷凝溫度下新型系統(tǒng)COPelec和COPheat隨蒸發(fā)溫度的變化如圖10所示。由圖10 可知，當(dāng)蒸發(fā)溫度在-15～5 ℃之間變化時(shí)，新型系統(tǒng)COPelec基本穩(wěn)定在5.21，傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)COPelec隨蒸發(fā)溫度的升高，由2.61升至4.81；新型系統(tǒng)COPheat隨蒸發(fā)溫度略有上升，但基本穩(wěn)定在0.52。這是因?yàn)橥粺嵩礈囟认?，新型系統(tǒng)的最佳解吸壓力恒定，壓縮機(jī)吸氣壓力穩(wěn)定，壓縮機(jī)壓比、功耗不變，因此新型系統(tǒng)COPelec保持不變；傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比與蒸發(fā)溫度有關(guān)，隨著蒸發(fā)溫度上升，傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)壓比減小，壓縮機(jī)功耗降低，COPelec升高。

基于上述新型系統(tǒng)和傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)在蒸發(fā)溫度為-10 ℃時(shí)的COPelec，假設(shè)在同一冷庫冷量需求下，對(duì)不同熱源溫度下新型系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在熱源溫度為70 ℃時(shí)，新型系統(tǒng)相比傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)可節(jié)電5.0%，在熱源溫度為90 ℃時(shí)，可節(jié)電74.2%。采用耦合壓縮抽氣降壓技術(shù)顯著提高新型系統(tǒng)的節(jié)電能力，降低使用成本。

4 結(jié)論

本文提出一套壓縮強(qiáng)化解吸的吸附制冷系統(tǒng)，以氨為制冷劑、SrCl2為吸附劑，搭建吸附單元管測試系統(tǒng)進(jìn)行吸附劑吸附、解吸實(shí)驗(yàn)，獲得新型系統(tǒng)最佳解吸壓力，并建立系統(tǒng)熱力學(xué)模型，得到結(jié)論如下：

1）基于耦合壓縮抽氣降壓技術(shù)的新型系統(tǒng)，能在驅(qū)動(dòng)熱源溫度為75～90 ℃下運(yùn)行，該系統(tǒng)可采用普通真空管太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水作為驅(qū)動(dòng)熱源。

2）新型系統(tǒng)在冷凝溫度為40 ℃、蒸發(fā)溫度為-10 ℃、熱源溫度為90 ℃時(shí)，COPelec高達(dá)5.21，壓縮機(jī)壓比僅為2.60，相同工況下，以氨為制冷劑的傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)COPelec僅為2.99，壓比高達(dá)5.35。

3）壓縮強(qiáng)化解吸的新型吸附制冷系統(tǒng)可高效回收利用太陽能，顯著提升系統(tǒng)的制冷能效，提升能源利用率，降低耗電成本，實(shí)現(xiàn)生鮮產(chǎn)品的及時(shí)預(yù)冷、保鮮、冷藏，推動(dòng)冷鏈綠色低碳發(fā)展。后續(xù)工作將結(jié)合冷庫冷量具體需求，進(jìn)行太陽能集熱器具體設(shè)計(jì)、測算，進(jìn)一步深入研究分析新型系統(tǒng)落地使用的性能和經(jīng)濟(jì)效益。

本文受上海市青年科技英才揚(yáng)帆計(jì)劃（20YF1431400）資助。（The project was supported by the Shanghai Sailing Program（No. 20YF1431400）.）

符號(hào)說明

Qc——冷凝熱，kJ

Qsor——吸附劑吸附過程釋放的熱量，kJ

Qdes——解吸過程中的輸入熱量，kJ

Tc——冷凝溫度，℃

Teva——蒸發(fā)溫度，℃

Tsor——吸附劑吸附溫度，℃

Tdes——解吸溫度，℃

pc——冷凝壓力，Pa

pdes——最佳解吸壓力，Pa

peva——蒸發(fā)壓力，Pa

pa——吸附劑進(jìn)行吸附/解吸反應(yīng)的壓力，Pa

ΔHr——化學(xué)反應(yīng)焓，kJ/kg

ΔSr——化學(xué)反應(yīng)熵，kJ/（kg·K）

T——溫度，K

R——摩爾氣體常數(shù)，J/（mol·K）

ΔmNH3——氨制冷劑的質(zhì)量變化值，g

Aeva——蒸發(fā)/冷凝器的氨傳質(zhì)通道有效截面積，m2

Veva——蒸發(fā)/冷凝器的體積，m3

Δp——壓差變送器變化值，Pa

v′（Teva）——解吸產(chǎn)生的氨氣制冷劑比體積

v″（Teva）——飽和氨氣的比體積

g——重力加速度，m/s2

T0——環(huán)境溫度，℃

ΔTcooler——傳熱溫差，℃，本文取10 ℃

m——氨制冷劑質(zhì)量，g，下標(biāo)1、5、8、9、10、11對(duì)應(yīng)圖8（a）中各狀態(tài)點(diǎn)

h——氨制冷劑的焓值，kJ/kg，下標(biāo)5、8、9、10、11對(duì)應(yīng)圖8（a）中各狀態(tài)點(diǎn)

q——制冷劑的質(zhì)量流量，kg/s

heva,out——蒸發(fā)器出口飽和制冷劑焓值，kJ/kg

hcomp,out——制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的焓值，kJ/kg

hcomp,out,s——制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)等熵壓縮后的焓值，kJ/kg