文 献 综 述

1.1课题研究背景

固体吸附制冷技术的使用始于本世纪30 年代，后因机械工业的迅速发展，逐渐被制冷功率大得多的蒸汽压缩制冷、吸收制冷系统所取代。直到70 年代后期, 全球性能源危机日益加剧, 人们又重新审视这种以低位热能为动力的吸附式制冷方法, 其研究重点是利用太阳能、工业余热吸附制冷。进入90 年代以来, ”温室效应” 、”臭氧层破坏”等全球性问题接踵而来, 极大地冲击了现代制冷领域。世界各国都在寻找替代CFCs 的制冷剂和积极研究其他非压缩制冷方式, 因而吸附制冷以其无污染、能利用低品位能源、结构简单和无噪声等独特的优点倍受关注, 已成为国内外竞相开发的热点。

目前, 吸附制冷研究内容主要包括吸附工质对、系统循环热力学性能和系统内传热传质3 方面.其中;吸附工质对的特性对系统性能系数、温升幅度、设备材料、系统一次性投资应用场合等影响颇大, 从根本上决定着固体吸附制冷系统的性能和结构;因而对于特定的吸附质(制冷剂), 开发研究适用于制冷系统的吸附剂则显得尤为重要^[1]。

根据吸附制冷循环的基本原理, 通常对吸附剂要求:吸附容量大;吸附等温线平坦;吸附容量对温度变化敏感;吸附剂与吸附质相容。对吸附质(制冷剂)要求:单位体积蒸发潜热大;合适的冰点;适当的饱和蒸汽压;无毒;不可燃;无腐蚀性, 有良好的热稳定性。为了选择符合这些要求的制冷体系, 国内外学者进行了大量筛选研究工作, 已开发百余种吸附制冷工质对, 但完全能满足上述要求的制冷体系至今尚未找到。本课题将创新性地选择疏水改性后的MIL-101和异丁烷作为工质对，研究其吸附制冷性能。为改变吸附制冷工业化过程中所面临的实际困难，推动固体吸附式制冷技术早日工业化作出自己的探索与贡献。

1.2传统吸附剂

从吸附剂的实用性来看,沸石、活性炭、硅胶、氯化钙体系等是传统吸附制冷研究的重点。

1. 沸石

目前在沸石系列中研究较为集中的是沸石-水、沸石-甲醇、沸石-乙醇和沸石-氨体系，其中沸石-水体系是研究最广且使用最多的工质对。沸石-水的吸附等温线较为平坦, 且水的汽化潜热大, 这是该制冷体系的最大优点。NaY-H₂O^[2]以及 13X-H₂O^[3,4,5]是该体系中较为理想的组合。然而, 因水在沸石上的吸附等温线对温度变化不太敏感, 需在较高温度下脱附, 限制了它在低温热源方面的应用;又因水在低于0 ℃时易结冰, 低温下水的蒸汽压很低, 对制冷系统的真空度要求较高。所以, 沸石-水体系比较适合于以高温热源为动力而蒸发温度高于0 ℃的制冷系统, 如空调等。

2. 活性炭