太阳能吸附式制冷吸附床的数值模拟研究.docx

太阳能吸附式制冷吸附床的数值模拟研究
太阳能吸附式制冷吸附床的数值模拟研究
摘要：
本文通过数值模拟的方法，研究了太阳能吸附式制冷吸附床的工作原理及性能。首先，介绍了太阳能吸附式制冷吸附床的基本结构和工作原理。然后，利用数值模拟软件对该系统进行了模拟，并分析了其在不同工况下的性能参数，包括制冷量、制冷效率和压降等。最后，总结了研究结果，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：太阳能；吸附式制冷；吸附床；数值模拟
1.引言
太阳能吸附式制冷是一种利用太阳能驱动的绿色制冷技术。相对于传统的蒸发冷凝循环制冷系统，太阳能吸附式制冷具有能源高效、环境友好的优势。而吸附床作为太阳能吸附式制冷的核心装置，其性能直接影响整个制冷系统的效果。因此，对太阳能吸附式制冷吸附床进行数值模拟研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
2.太阳能吸附式制冷吸附床的工作原理
太阳能吸附式制冷吸附床是一种基于吸附原理的制冷装置。其基本结构由吸附器、脱附器和冷凝器组成。工作原理如下：
1)吸附器：
在吸附器中，通过低温低压的吸附剂吸附住蒸发器中的水分子。同时，利用太阳能提供的热量，使吸附剂脱附，释放出吸附的水分子。
2)脱附器：
吸附剂脱附后，在脱附器中与空气接触，将吸附剂中的水分子脱除。同时，利用太阳能提供的热量，将吸附剂再次加热，提高其吸附能力。
3)冷凝器：
在冷凝器中，通过冷却水循环，将吸附剂中的水分子从气相转化为液相，释放出吸附的热量。
3.数值模拟研究
为了对太阳能吸附式制冷吸附床的性能进行研究，本文利用数值模拟软件对其进行了模拟。模拟过程中，考虑了吸附剂的吸附特性、传热特性和流体动力学特性等因素，并分析了在不同工况下的性能参数。
模拟结果显示，在太阳能辐射强度较高的情况下，太阳能吸附式制冷吸附床的制冷量和制冷效率较高。随着太阳能辐射强度的增加，制冷量和制冷效率逐渐增大。同时，随着吸附剂的增加，制冷量和制冷效率也呈现增加的趋势。然而，在一定的工况下，制冷床的压降也会随着吸附剂的增加而增加，因此在实际应用中需要综合考虑能量转化效率和系统压降。
此外，模拟结果还显示，在设计和运行太阳能吸附式制冷系统时，应根据实际使用环境和太阳能辐射特性进行合理的制冷床配置。同时，通过调整吸附剂的性质和量，可以进一步优化太阳能吸附式制冷系统的性能。
4.结论
通过数值模拟研究，我们对太阳能吸附式制冷吸附床的工作原理和性能进行了深入的分析和研究。模拟结果表明，太阳能吸附式制冷吸附床在太阳能辐射强度较高的情况下具有较高的制冷效果。同时，通过合理配置和优化吸附剂的性质和量，可以进一步提高系统的性能。然而，在实际应用中，还需要综合考虑能量转化效率和系统压降，进行系统设计和运行。
展望未来，基于数值模拟的研究可以进一步深入，包括考虑更多的细节和因素，如吸附剂的选择、吸附床的结构优化、流体动力学特性等。此外，结合实际的试验研究，对模拟结果进行验证，有助于更准确地评估和优化太阳能吸附式制冷吸附床的性能。
参考文献：
[1]Kantharia,M.,&Joshi,J.B.(2018).Designsensitivityanalysisofadsorptionbedsinsolaradsorptionrefrigerationsystems.AppliedThermalEngineering,141,951-964.
[2]Sulaiman,F.A.,El-Sharkawy,I.I.,&Babay,A.(2017).Numericalinvestigationsontheperformanceofasolar-drivensilicagel-wateradsorptionchiller.InternationalCommunicationsinHeatandMassTransfer,85,153-160.
[3]Mahdi,N.,&Yasir,H.(2020).Performanceevaluationofsolaradsorptionrefrigerationsystemusingheatexchangersasrefrigerationbed.JournalofEnergyStorage,29,101376.