【摘 要】
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吸附式制冷由低温热源驱动(太阳能或工业废热等),以水、醇类等环境友好工质做制冷剂,是替代传统电驱动蒸汽压缩式制冷的节能环保新技术。然而,由于能效比低、制冷功率小等缺陷,吸附式制冷还不具有替代压缩式制冷的商业竞争力。而吸附工质对是吸附式制冷的核心组成部分,因此寻找性能更优异的吸附工质对(吸附剂/制冷剂)成为提高吸附式制冷系统性能的关键。高吸附量与较好的稳定性是评价吸附剂的最主要参数。近年来,金属有机
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吸附式制冷由低温热源驱动(太阳能或工业废热等),以水、醇类等环境友好工质做制冷剂,是替代传统电驱动蒸汽压缩式制冷的节能环保新技术。然而,由于能效比低、制冷功率小等缺陷,吸附式制冷还不具有替代压缩式制冷的商业竞争力。而吸附工质对是吸附式制冷的核心组成部分,因此寻找性能更优异的吸附工质对(吸附剂/制冷剂)成为提高吸附式制冷系统性能的关键。高吸附量与较好的稳定性是评价吸附剂的最主要参数。近年来,金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)因其比表面积大、吸附量高而成为潜在的高性能吸附剂。为探究MOFs在吸附式制冷系统的性能表现,本文选取了三种潜在高性能锆基MOFs,即UiO-66,UiO-67和NU-1000作为吸附剂,以水和乙醇为工质,探究了六种吸附工质在吸附式制冷系统的性能表现,并初步探究了三种MOFs的结构特征对其性能的影响。本文采用平衡制冷性能计算和动态(非平衡)制冷性能计算两种方法。平衡计算通过拟合吸附工质对的平衡吸附曲线进行数值计算,结果揭示了MOFs结构特征对其制冷性能的影响,明确了蒸发温度和脱附温度变化对MOFs/水和MOFs/乙醇工质对的性能的影响。动态计算拟合了三种MOFs的平衡与动态吸附曲线,基于吸附式制冷动态Simulink模型探究了实际工况变化对吸附工质对的系统整机性能的影响,验证了UiO-66/水工质对优异的系统整机制冷性能。以上结果对于锆基MOFs在吸附式制冷系统的应用具有重要的指导意义。
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