一种吸附剂性能测试的装置

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一种吸附剂性能测试的装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及暖通空调和节能减排领域，特别设计一种新型的吸附剂性能测试装置。\n背景技术\n[0002] 吸附式制冷可以利用可再生能源及低品位热源，使用对环境无公害的制冷剂，不对环境造成污染，因此越来越受到重视。但是与传统的蒸气压缩式制冷系统相比，其系统的COP和单位体积的制冷量还是非常低。吸附式制冷技术的推广应用面临着两个主要瓶颈问题：一是传热问题，，也就是吸附床和吸附剂以及吸附剂之间的传热问题；二是传质问题，也就是吸附剂的吸附量和吸附速率问题。由于具有比较好的传热和传质效果，目前复合吸附剂的研究备受关注。吸附剂的性能需要有操作简单，精度高的吸脱附性能测试装置进行测试。目前，吸附剂性能的测试方法主要有重量法、容重法、液位法、热平衡法和热重法等，每种方法都有各自的特点和使用范围，准确选择测试方法对吸附剂性能的准确评价起着重要的作用。但是这几种测试方法都是单纯的测试吸附剂的吸附性能，并没有把吸附剂和吸附床结合起来进行测试，这样测试系统和实际样机制冷工况下的传热传质情况不尽相同。\n其中重量法、容重法、液位法都存在测试装置庞大，结构相对复杂的缺点，而热重法又受到实验条件的限制。目前研究吸附剂性能的高校和研究所，都是采用自制的装置来测试吸附剂的性能，市面上还没有一种专门的用来测试吸附剂性能的装置。为了对吸附剂的性能进行准确的评价，开发一种操作简单，精度高的专用装置具有重要的意义。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型的目的在于提出一种新型的吸附剂性能测试装置，该装置利用热量平衡法测试吸附剂的性能。该装置将吸附剂和吸附床有机的结合在一起考虑，能够准确的反映实际制冷工况下的传热传质情况和温度、压力工况，对实际样机的研制更具有指导意义，其次测试装置结构简单、易于操作、精度高。\n[0004] 为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种吸附剂性能测试的装置，包括有依次连接的第一恒温水浴、吸附床、真空阀门、冷凝器/蒸发器、在冷凝器/蒸发器另一侧上还连接有第二恒温水浴。\n[0005] 针对市面上还没有一种专门的用来测试吸附剂性能的装置，本实用新型开发了一种操作简单，精度高的专用装置用来测试吸附剂的性能。该装置采用热量平衡法计算吸脱附性能，既能测试吸附过程中的吸附量和吸附速率，也能测试脱附过程中的脱附量和脱附速率，具体原理为：吸附过程是吸热过程，通过吸附床的水温度会升高，根据水的进出口温度和流量，考虑吸附床和吸附剂的热容以及向周围的散热，能够准确的计算出吸附过程中的热量平衡以及热量随时间的变化，根据热量以及吸附热就可以计算出吸附量和吸附速率。同理，脱附过程是放热过程，根据热量平衡也可以计算出脱附量和脱附速率。\n[0006] 在所述第一恒温水浴和吸附床连接的管路上设有流量计和温度传感器。\n[0007] 在所述吸附床上连接有压力传感器。\n[0008] 在所述第二恒温水浴和冷凝器/蒸发器连接的管路上设有流量计和温度传感器。\n[0009] 装填所述吸附床的箱体是做成法兰连接。可以很方便的更换吸附床和吸附剂，适用范围广。\n[0010] 所述蒸发器/冷凝器做成铜翅片管降膜形式。蒸发器/冷凝器采用降膜的形式，相对于满液式强化了系统的传热传质性能，显著提高了系统的SCP和COP。\n[0011] 吸附床和冷凝/器蒸发器通过一个真空阀门连接，其中装填吸附床的箱体是做成法兰连接的，可以反复测量多种样品。为了提高测试装置的传热传质性能，蒸发器/冷凝器做成铜翅片管降膜形式。蒸发器/冷凝器连接在一个恒温水浴上，利用恒温热源为吸附床和冷凝器/蒸发器提供稳定热源。吸附床也连接在一个恒温水浴上，由恒温水浴来加热或者降温。利用流量计、热电偶分别测试流体的流量、温度。吸附床内的压力用压力传感器测量。通过测试吸附床进出口流体的流量和温度以及吸附床本身的温度来计算吸附床吸脱附过程所需要的热量，进而计算出吸附剂的吸脱附量和吸脱附速率。\n[0012] 把吸附床和冷凝器/蒸发器通过一个阀门连接。蒸发器/冷凝器采用铜翅片管降模结构，利用恒温水浴为吸附床和冷凝器/蒸发器提供稳定热源。\n[0013] 在实验前，吸附床中通入85℃的循环水，并对吸附床进行8h的抽真空，以排尽系统内的空气。\n[0014] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本装置采用铝制吸附床，热容小，在计算式考虑了吸附床的温度变化；同时，装填吸附床的箱体内外都采用了很好的保温，散热量很小，因此本设备测试精度高。另外，装填吸附剂的箱体采用法兰结构，可以很方便的更换吸附床和吸附剂，适用范围广；采用吸附和脱附过程中的热量平衡来计算吸附剂的吸脱附性能，测试方法简单，操作简便，测试精度高；在测试吸附剂的性能时，结合实际制冷工况进行性能测试，能准确反映吸脱附过程的传热传质情况和温度、压力情况，因此测试结果对实际应用更具有指导意义；所述的新装置不仅能够测试吸附剂的吸脱附量，而且还能测试吸脱附速率。吸脱附过程中，吸附床释放或者吸收的热量大，则吸脱附量就大，如果吸附床释放或者吸收的热量快，则吸脱附速率就大。\n附图说明\n[0015] 图1为本实用新型结构示意图。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。\n[0017] 实施例：\n[0018] 请参阅图1所示，一种吸附剂性能测试的装置，包括有依次连接的第一恒温水浴\n1、吸附床2、真空阀门3、冷凝器/蒸发器4、在冷凝器/蒸发器4另一侧上还连接有第二恒温水浴5。\n[0019] 第一恒温水浴1和吸附床2连接的管路上设有流量计和温度传感器。\n[0020] 在吸附床2上连接有压力传感器P。\n[0021] 在第二恒温水浴5和冷凝器/蒸发器4连接的管路上设有流量计和温度传感器。\n[0022] 装填所述吸附床2的箱体是做成法兰连接。\n[0023] 蒸发器/冷凝器4做成铜翅片管降膜形式。\n[0024] 具体实施一：\n[0025] 吸附时，利用恒温水浴保持蒸发器温度为10℃，吸附床温度为35℃，然后打开阀门，同时测量吸附床循环水的进出口温度和流量，利用数据采集装置每秒钟采集一次数据，等到吸附床进出口水温温差小于0.1℃时，吸附结束，根据吸附床循环水的进出口温差、流量、吸附床温度、吸附床质量以及吸附剂质量和热容就可以计算出吸附热，进而可以计算出吸附量和吸附速率。\n[0026] 具体实施二：\n[0027] 在脱附时，利用恒温水浴保持冷凝器温度为35℃，吸附床温度为85℃，然后打开阀门，等到吸附床进出口水温温差小于0.1℃时，脱附结束，利用同样的方法可以计算出脱附过程所需要的热量。\n[0028] 上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。