1、吸附式制冷系統對概述冷卻以可持續方式的發展關鍵詞： 吸附、冷卻、太陽能、余熱摘要：日益增長的能源需求和全球氣候變化，有令人信服的理由去尋找能有效利用的浪費熱能源和可再生能源資源。全世界有15%當然電力生產被用于各種制冷和空調過程。低溫熱運轉環境友好型吸附制冷系統在以電力驅動的蒸氣壓縮式制冷系統中正在成為可行的替代方案。相對規模較大的吸附根據其冷卻裝置而定，由于其低比制冷功率，防止該技術的成功商業化。提高吸附系統的努力是通過改善吸附劑的性能表現，采用先進的循環技術等。最近在吸附材料的發展上應用納米技術可能是朝著使該技術與市場上現有的技術競爭力的發展前進了一大步。本文追溯的演變技術和分析的障礙，廣

2、泛使用于吸附式制冷機。                                                &

3、#160;                 2012 Elsevier公司保留所有權利正文： 1.1背景全球能源需求，并且還有用于冷卻的需求，制冷和舒適性空調，正在增加在FAS+ T率。人們發現冷卻需要是直接正比于人民生活水平的。巴黎的國際學院制冷估計，全世界的電力生產中約有15被用于制冷和空調的各種程序，并且估計空調系統的能量消耗已是整個家庭和商業建筑的451。傳統的蒸汽壓縮式制冷設備消耗大量的電能，從而導致貴金屬化石燃料資源的枯竭和

4、溫室氣體的產生。制冷劑使用在這些系統中，也有助于溫室氣體的排放。一些制冷劑，如含氯氟烴（氯氟碳）和HCFC（氫化的氯碳氟化合物），以及導致平流層臭氧耗竭。1.2 備用技術熱驅動的制冷循環具有解決這些問題的潛力。動用太陽能及低品位余熱，例如發動機尾氣，工業余熱等熱驅動制冷循環在這樣的背景下是有吸引力的選擇。使用太陽能的能源冷卻和制冷行業有一個額外的好處，太陽輻射的情況幾乎是同相的冷卻的要求。太陽能供電的吸附制冷系統具有零全球變暖潛能和零臭氧消耗潛能值。在熱量驅動吸附冷卻過程中，吸收（液體+蒸汽）冷卻系統已成為市售技術。然而，它們被認為更適合于較大的系統 2 。更高效的雙效和三效系統需要集中的太陽

5、能集熱器，使系統復雜和昂貴。吸附（固態+蒸汽）冷卻系統可以在較低的溫度運行，能讓他們用簡單的平板運行或真空管集熱器Balaras等。3評價結果根據歐盟項目SACE （太陽能空調在歐洲）的國家，從五個不同的氣候帶54太陽能制冷項目得來。大約70 的系統采用吸收式制冷機，而其中的10 用于吸附式制冷機組，系統的其余部分使用其他技術，包括除濕冷卻圖。如圖1所示，該吸附系統，雖然具有較低的COP，但比在吸收系統下能在較低的驅動溫度下操作（ 52.5-82 ）3。 吸附式制冷機組還具有其他優點。缺移動/旋轉部件使它們更可靠，免維護并適合移動應用。他們不存在患結晶和腐蝕的問題。不像吸收式系統，吸附式制冷機

6、的性能在熱源溫度下并不那么敏感，這使得它們的波動適用于太陽能應用。Sumathy等 4 在一個單級溴化鋰吸收式制冷機（模型WFC- 600 ，矢崎有限公司，日本）做了實驗。從性能的數據單級冷卻器的曲線示于表1。從表中可以看出，為了7千瓦的一給定值冷標稱額定值生產9的冷凍水，熱介質溫度和冷卻水的溫度應分別保持在88和29.5。與熱介質溫度的降低或冷卻水溫度的升高比較，冷水機組（無論是制冷量和COP的性能值）急劇惡化。因此80的熱水，只能得到50的制冷量。以防在31冷卻水，熱介質的溫度必須被升高到93，以保持冷水機組的額定容量。作者評論該冷水機組嚴格要求的工作參數，強烈影響了系統的性能。冷水機組不

7、能總是在低太陽的運行周期輻射和高的冷卻水的溫度下運行。 Fig. 1. COP as a function of heating medium temperature 3. 圖1. COP作為加熱介質的溫度的函數31.3 研究方式雖然基于吸附制冷系統的技術可行性是公認的，但當前人們認為，從太陽能產生冷能源和/或廢熱在市場上不具有成本競爭力與可用技術。在太陽能熱驅動的吸附式制冷機組中，太陽能集熱器的成本高是一個重要的成本組成。多孔吸附劑材料的熱不良導體，并且所述的固定床操作也導致傳熱和傳質差，使得系統更笨重和昂貴。固體吸附的COP相比于商業蒸汽壓縮或蒸汽冷卻器吸收系統較低。這項研究的當務之急是發

8、展新材料和工藝，從而使該技術足夠便宜穿透空調和制冷市場。世界各地的研究人員正在努力改善吸附式制冷機組的性能。太陽能熱集熱器正變得更加高效，其大規模生產導致成本降低。采用高效換熱器，復合綜合吸附劑，先進的循環等是渲染吸附式制冷機組更具有競爭力。本文描述了進化吸附制冷系統，基于三個主要方面（）的熱能收集，（）增強在熱與質量轉移吸附劑的性質和（）高級周期和階段。2.在吸附系統的熱能收集 吸附式制冷系統是有效利用低品位熱能像太陽能或廢熱的好方法。對吸附冷卻系統，制冷劑溫度所需的一些常見的工作再生溫度示于表2。2.1 太陽能光熱能源太陽曝曬超過了所有其他可再生能源資源合在一起，遠遠超過什么是必要的以支持

9、技術最先進的社會。它也是一種高度分散的能量之源。太陽能制冷由于峰值冷負荷與附近的巧合太陽輻射的可用性而更具吸引力。太陽能吸附系統的歷史可以追溯到20世紀20年代，美國鐵路車廂的空調使用二氧化硫和硅膠9。但隨著便宜可靠的壓縮機和氟氯化碳的發展，熱吸附系統采取了后座。20世紀70年代油后危機和在與蒙特利爾議定書所施加的限制（ 1987）和京都議定書（ 1997），研究再次開始熱驅動的吸附制冷系統隨著Tchernev的開創性工作 10 ，吸附的發展由太陽能供電的制冷系統出現在晚20世紀70年代。Tchernev用天然沸石為吸附劑示范單位和水蒸汽作為吸附物的性能進行了定性報道，本機成功的現場測試引發世

10、界各地的關注。 Guilleminot等 11 提出的這個可行性系統與從吸收冷卻系統相比成為觀點熱力學。Sakoda and Suzuki 12 做了一個太陽能供電的定量研究硅膠-水吸附冷卻系統的研究，并提出了模型。模型解釋了在連續的傳熱傳質的轉換行為吸附再生實驗。有兩種方法可以在吸附冷卻中捕獲太陽能系統：（1）熱可以通過吸附床直接得到內部的太陽能集熱器。這種方法是簡單而純粹間歇性的。日落使得床層被冷卻，通過釋放熱量到環境和吸附開始。這是適合于在夜間制冰。 （2）間接加熱通過太陽能集熱器循環流體和吸附床。此方法可以在整天允許連續操作和冷卻。然而，由于傳熱流體的要求，熱傳遞的效率較低。吸附制冷技

11、術因不同的工作操作環境有不同的熱源溫度范圍，來滿足不同的冷卻要求。它提供了一些選項來為一個特定的應用選擇合適的一對。溫度為60-85的熱水是足以運行硅膠-水吸附冷卻系統以提供冷卻水作空調用途。對制冷要求（約10），活性炭甲醇對被使用時，它可以用熱水操作80-100熱水溫度。如果選擇供電用的水蒸汽在120-150的溫度，氯化鈣-氨是制冰機產生10到20冰的很好的選擇5。2.1.1 太陽能建筑一體化在發達國家建筑物使用能源構成能源總消耗量的重要部分。在住宅樓宇空調一個普通的建筑的能源消耗發現有6到7倍。在歐盟項目，SACE，Balaras等 3 認為南歐洲和地中海地區，太陽能冷卻系統的應用可能會導

12、致一個順序為40-50的初級能量節省。太陽能建筑一體化系統有潛力提供需求不斷增加的可持續解決方案。他們在夏季可提供冷卻，在冬季提供暖氣。使用太陽能熱水器的比率在以很快的速度發展，但加熱的目的是太陽能光熱集熱器不僅是沒有充分利用性質（太陽能），而是因為當太陽輻射最好時，我們需要的是冷卻，而不是加熱。太陽能供電的吸附冷卻系統的設計應以這樣一種方式，它在整個夏季制冷，冬季采暖和每個季節都要有熱水 2 。改變建設日益透明到不透明的表面在建筑圍護結構的建筑的使用趨勢，甚至采用玻璃幕墻導致增加制冷負荷 13 。王和翟2在上海開發了太陽能硅膠-水配對吸附式制冷暨熱水供應系統的一個辦公室建筑（圖2）。面積 1

13、50U型疏散管式太陽能集熱器（復合拋物面集熱器與90它）能夠滿足加熱和空氣調節需求的覆蓋面積為460。在典型的夏天工作條件下，太陽能空調系統的平均制冷量為15.31千瓦的8個小時的操作周期，最大制冷功率達到21 kW。作者計算出如果熱水被用于建筑物的空間加熱和冷卻，該系統的投資回收期是5-8年。如果熱水用于直接食用的浴缸或淋浴這樣的建筑，投資回收期將回落至約2年。王和翟2認為，由于太陽能集熱器在市場主要提供普通的平板或撤離管式太陽能集熱器，熱驅動制冷機的設計應適應它們。太陽能熱水器的生產增長加熱器和降低成本，有利于太陽能制冷系統。作者指出太陽能集熱器的定位由于管道長會在屋頂上引起熱損失;收藏家

14、可與建筑物的南立面，形成集成不間斷的門面。它還會體現出一個有吸引力的建筑。 翟等 13 研究了吸附式制冷機和太陽能集熱器蓄熱作用陣列的性能。硅膠-水冷水機組是由三個真空腔;兩個吸附/脫附工作室和一個熱管工作腔組成。只有一個真空閥，允許有兩個吸附之間的質量恢復過程/解吸工作室。該循環包括加熱/冷卻時間為900秒，180秒的恢復過程和60秒熱回收期。熱水溫度為85時的額定制冷量為8.5千瓦。在其他類似的的條件下，發現有或沒有儲熱的冷卻效果都是相似的。然而，太陽能集熱器陣列和冷水機組的入口和出口溫度儲熱沒有波動的情況。沒有儲熱系統結果發現能實現更高的太陽能收集效率。得出的結論是該系統無蓄熱有更多豐富

15、的太陽能資源的潛力地區。另一個有趣觀察是，無論水箱每日的平均制冷量和COP的增加而增加的高度與直徑成比。作者評論說，在實際太陽能冷卻項目中，分區水坦克會比整個坦克更有利。2.1.2 非聚光集熱器雷特等人14做了一個20千瓦以太陽能驅動能源和天然氣活性炭-甲醇實驗吸附空調的實驗。一個高效的平板集熱器的設計（圖3）。集電體的外表面涂上了非選擇性的亞光黑，并且被照射在兩個面上。吸收面是兩面透明的覆蓋絕緣材料（TIM ），它是一種含有聚碳酸酯蜂窩結構，有兩片玻璃板邊。TIM蓋減少對流和輻射的損失，與太陽入射的最小衰減率。臥管下方的反射是因為有由拋光鋁組成的一個半圓柱形的空間。收集器的總熱損系數，通過數

16、值模擬發現，使用TIM蓋和底部保溫，成為一半用于使用一個單一的玻璃蓋相同的集電極。實驗結果結果顯示，這種集熱器可達到每日約40的熱效率。 Fig. 3. Scheme of the solar collector 14.Lu等人 15 分析了硅膠-水的性能吸附式制冷機組具有不同的加熱策略。研究了三種情況的加熱功率。（1）恒定加熱功率;（2）首先高加熱功率，然后低的加熱功率，以及（3）首先低加熱功率，中間階段高加熱功率，然后再次低加熱功率。實驗后作者得出結論，加熱功率的第三種情況是最好的。然而，他們警告說，供暖的最佳方案電源應與解吸的特性一致。他們還觀察到，熱源的大溫度波動是不利于解吸性能和吸附

17、制冷，熱水的溫度波動應在適當的范圍內加以控制。對于在兩吸附器系統的制冷劑，一種新穎的自動平衡裝置已被設計在這項研究工作中。錯配的數量的制冷劑在吸附許多周期后有時會發生加熱，質量回收率和冷卻。這會影響冷卻性能該系統。這個裝置（圖4）是由溢出的口，制冷劑水庫和極限片（1.5毫米直徑毛細管）組成。當一個吸附器中的制冷劑過多，多余的制冷劑將被存儲在儲存器。另一方面，當一個吸附器的制冷劑過少，水可以通過限制芯片從蒸發器流出，因為冷吸附器和蒸發器之間有壓力差。2.1.3集中集熱器 雖然太陽能吸附制冷系統在非聚光平板疏散集熱器中占主導地位，也有一些集中式太陽能集熱器。阿拉姆等16研究了日笨東京的氣候條件下，

18、太陽能應用的可能性冷卻。硅膠-水吸附性能的空調系統中，對通過驅動復合拋物面聚光器（CPC）的太陽能電池板，用集總參數模型進行了調查。冷凍水溫度波動被認為是更長的時間周期與較高的少集熱器面積，比更短的周期時間具有較高的集熱器區域，雖然平均冷卻能力在兩種情況下相同。作者的結論是太陽能集熱器驅動的吸附制冷系統中，周期時間是最有影響力的參數，并且存在一個最佳周期時間的最大制冷量。通過的周期時間適當的優化，可以減少所需的集熱面積和資金成本。Nkwetta等6分析了低聚光太陽能集熱器供電太陽能空調。組合的性能在陣列的低聚光增強太陽能集熱器定義為，濃縮真空管熱管太陽能集熱器增強真空管熱管陣列（CAETHPA

19、）和數組的真空管熱管集熱器（ETHPC）進行了測試并進行比較。實驗數據分析的允許濃度使用一個CAETHP是一種更有效的替代。可再生能源具有更高的流體融入建筑溫度的響應，與使用真空管熱管集電極的陣列（ETHPA）相比，有較低的能量收集和熱損失。黃巖飛等 7 開發了一個模型，活性炭，本站由拋物線氨對吸附制冷系統槽再加上熱管太陽能集熱器組成。系統的具體冷卻功率（SCP）和性能系統的太陽能系數（COP）對變化中的吸附劑的質量非常敏感。SCP減少，吸附劑的質量增加。COP增加，吸附劑的質量增加，到一個臨界值然后下降，吸附劑質量進一步提高。作者觀察到，吸附床一個給定的尺寸，COP的提高與集電體的開口寬度有

20、關。孔徑寬度達到一定的值后，只有進一步加大吸附床和金屬外殼的顯熱并觀察COP沒有改善。結果表明：即對于每個開口寬度值，可以發現最佳的外部半徑吸附床導致最大COP。槽式拋物面集熱器和高效益較好磁通密度的熱管，使系統的平板或撤離集熱器系統更緊湊更輕相比，。太陽能集熱器的成本是對一個太陽能供電的吸附制冷系統總成本的主要因素。批量生產高效太陽能集熱器將降低他們的成本，并幫助冷卻系統具有成本與常規的冷卻技術的競爭力。建筑一體化太陽能集熱系統，如果得到適當的開發，將有助于吸附制冷的商業化系統。 2.2浪費熱能 為了遵循熱力學定律，所有熱機有權拒絕熱量大的散熱片。浪費在熱換熱占燃料消耗的50-70，以及發電

21、廠在所述內燃機的50-6017。這是一個快速消耗一次能源資源的虧損，也會導致熱污染。低品位余熱可以通過吸附制冷系統有效利用。Zhu等人18開發了一種沸石-水吸附式制冷系統用于產生冷卻水。漁船柴油機的排氣用來作為熱源。所產生的冷凍水被用于保存水產品。柴油機廢氣的溫度上升到400而現有的溫度為200300。合成的沸石13X作為吸附劑的熱廢氣能直接用于再生。作者認為，這種高溫度很可能被用來驅動一個基于冷卻系統的吸收，相比吸附系統，其具有類似操作的連續性的優點和更高的COP。然而，對于這在漁船的具體應用，吸附制冷得分超過吸收式之一，由于其簡單的組件，運行可靠性，沖擊不敏感，運動等的冷卻負荷在漁船不固定

22、，使吸附的間歇系統不太明顯。鈴木19分析了一臺汽車發動機廢氣的沸石-水吸附空調系統。廢氣在活塞室通過排氣管和消音器壁，用于通過加熱冷卻交換出口的空氣的溫度約400-600。這些能量損失可能作為熱源被吸附制冷系統回收和利用。對于2000毫升的緊湊型轎車，鈴木19計算出的熱能可用于運行吸附制冷系統，并認為設計2300W的吸附冷卻系統與約2千克的（1公斤在每個床）吸附劑量，和一個200再生溫度是可能的。Saha等人20做了一個計算機仿真的硅膠-水吸附熱泵冷水機組用于空調，這將利用未開發的接近環境溫度的從50到85的廢作為驅動源。他們認為，經吸附劑的吸附物對硅膠-水是非常適合利用廢熱作為二氧化硅的再生

23、溫度凝膠，比其它吸附劑和水的下部具有較大的潛汽化的熱量。作者觀察到的再生冷卻水溫度對冷卻輸出冷水機和COP的影響最大。對于低溫制冷劑，冷卻水溫度的影響較低。Zhang等 21 曾在一個柴油由發動機的廢熱驅動的13X沸石顆粒-水吸附冷卻單元。對于約35的輸入能量的30的水冷柴油發動機在冷卻液和廢氣分別取樣。因此三分之二的化石燃料能源仍未動用。因此吸附散熱是一個很好的技術來恢復這種能量。張 21 表明了49座的標準，對于一個207千瓦的柴油發動機（公交，12.2米長，2.6米寬，高3米），冷負荷為17.6千瓦，通過常規蒸汽壓縮空氣供給護發素300公斤的重量。發動機的可回收余熱至少是70千瓦。因此，

24、對于吸附冷卻器運行成功，其締約方會議應大于0.25 ，這是不太大的問題。締約方大會在這項工作中取得了0.31。然而，以保持系統緊湊和成本競爭力的，它的SCP應的順200Wkg 1，這成為非常難以實現的。該SCP實現只有25.7Wkg/1，由于極低的導熱系數床（0.2Wm/1 K/1）和低墻傳熱床和交換機之間的系數（25Wm 2 K - 1）成為吸附床的傳熱激化的一個問題。Lu等人22開發了一種發動機排氣驅動單床,用于提供空氣調節到駕駛員的吸附式制冷機駕駛室內燃火車頭。13X沸石顆粒用作吸附劑，該駕駛室的空調溫度保持在25，同時環境溫度約33。整個運行周期的平均制冷功率為4.1KW，空調系統的循

25、環COP為0.25。然而，作者評論說，增強需要的吸附劑的傳熱和傳質性能獲得更好的性能。該系統被用來作為存儲也用于冷卻。能量充電后，即吸附床的再生通過發動機排氣，冷水機組可移動到另一個地方并提供冷卻，在需要的時候，就連接吸附劑床到蒸發器上。對于沸石-水工作對，1公斤沸石存儲冷卻能力達600千焦。楊23從燃料電池電動車輛中使用廢熱來運行吸附制冷循環。熱水的溫度從燃料電池只有80。他所選擇的激活碳-甲醇工作對和發現等溫回質周期是最合適的一個用于該特定應用程序。該筆者嘗試了三種類型的循環，兩床連續周期，絕熱回質循環，并且在等溫回質循環。他觀察之間的性能差異群眾恢復周期和兩床連續循環得到了降低與增加的蒸

26、發源和熱源的溫度。在熱容量比率的增加降低了性能絕熱回質循環之間的差異等溫回質循環。從70到90的熱源溫度，等溫質量恢復的性能周期被認為是最好的。Ng等24分析了余熱驅動吸附周期的性能，這同時產生冷卻及高檔飲用水。多床中的應用（四無），與導致主從配置的再生策略相比，兩床循環在冷卻水的溫度不波動。在主從配置，出口熱水從主解吸器被定向到從屬解吸器，其中熱水被再次用于再生。類似地，出口從主吸附器的冷卻水被引導到從屬吸附。主從配置的優點在于蒸發器和冷凝器是在吸附和解吸給予不斷的有用的冷卻和飲用水的地方連接。低品位余熱將是一個理想的熱源來驅動吸附制冷系統。一個巨大的潛力等待未動用電廠，化工廠，加工工業，汽

27、車發動機等。不像吸收系統，吸附單位不腐蝕，結晶問題受到影響，無需頻繁更換吸附劑。吸附式制冷機組對沖擊和安裝位置較不敏感，使得它們適合于移動應用。3.1選擇吸附劑吸附對 一些太陽能常用的吸附劑，吸附雙吸附冷卻是硅膠-水，活性炭-甲醇沸石-水等的硅膠可以在低溫下再生，實現簡單的平板或真空管收藏。由于水作為制冷劑的硅膠，不能冷卻到低于0。活性炭-甲醇對還可以在低溫熱源下運行，可用于在零度以下的制冷。然而汽化的甲醇潛熱僅為一半水。沸石-水組合需要較高的溫度解吸，但其吸附能力是二氧化硅凝膠化的三倍，使得基于沸石的系統更加緊湊。沸石-水對是溫度升降（吸附蒸發溫度）超過45 時最有用的25。Critoph2

28、5進行了在太陽能制冷應用中使用不同制冷劑為活性炭的理論研究。在制冷劑中10時低于大氣壓的，發現甲醇，乙腈，甲基胺和是合適的。制冷劑中，在上述大氣壓力操作下，氨，甲醛，二氧化硫，發現用活性炭工作滿意。結果表明，活性炭甲醇對是最有效的一個，在單個階段周期0.5提供。他在1988年評論道回來的路上為活性炭可以作出與性能，以滿足特定應用中，因為在吸附劑太陽能吸附式制冷系統，這將是一個最佳的選擇。Tamainot - Telto和Critoph 26 實驗研究兩種類型的單片的熱物理性能激活設計一個高性能發電機的意圖碳/吸附器與氨作為制冷劑。幾乎所有的固體吸附劑是高度多孔的，這會導致低密度和極吸附劑的低導

29、熱率。常見的方法，以提高熱傳導性，像綜合吸附劑具有高導電性粘接劑（石墨/金屬泡沫），再降低的材料，這阻礙了大規模的滲透性轉移過程。作者認為，吸附劑的熱物理性能的優化是必須的，以達到改善熱傳遞，以及該吸附劑內更好的吸附過程。他們測得的熱傳導率，接觸傳熱系數（介于發電機壁和吸附劑）滲透率，孔隙度，并為單片盤的比熱與正常顆粒活性炭。人們發現，在單片與粗粉由碳有較好的熱物理其中一個比另一個與細粉和普通制成性能粒狀碳。床體積可以減少50 的使用減少單片式碳到位的顆粒之一。Oertel和菲舍爾27（GBU mbH公司，吸附 - 冷水機型NAK）硅膠 - 水吸附用甲醇式制冷機作為制冷劑，在印度的冷庫里得到零

30、度以下溫度農產品。他們用從平板集熱器太陽能低溫熱源和發電機的廢熱，操作與發生爐的煤氣，同時經營的冷水機組在相同的溫度水平上，硅膠 - 甲醇冷卻器被認為是顯著降低。預計這是由于劣質熱力學性質甲醇。然而，他們可以達到一個冷卻水溫度與一加熱水的溫度為85攝氏度和冷凝器30攝氏度.溫度獲得COP為0.3左右。楊武和Ogueke28，做熱力學分析后活性炭-甲醇，活性炭-氨和沸石-水對，得出的結論是沸石/水是最好的一對用于空調中的材料，同時活性炭/氨是首選制冰材料，應用于速凍食品保鮮。他們觀察到吸附系統的性能取決于強烈的吸附、冷凝溫度和弱的蒸發溫度。3.2吸附劑屬性強化吸附系統較差傳熱和傳質特性的主要障礙

31、是吸附制冷技術無法大規模利用。正在采取不同的方法解決這一問題。一種方法是絕對提高吸附劑的性質材料。吸附劑導熱性增強提高了熱傳遞的吸附系統的有效途徑并由此加快了吸附/解吸的過程。加銅粉進入活性炭吸附劑，在最壞的熱導率提高的情況下，僅有25%還是好的。他們開發了一種復合硅膠和膨脹石墨復合吸附劑塊。在這兩個熱與質量傳遞的改善觀察當用硅膠填充床相比較。這增強冷卻系統的性能。綜合吸附劑是提高熱屬性的另一種方式。Guilleminot等。發現了通過簡單的整合沸石，其熱導率可從0.09Wm？1 K - 1提高至0.36Wm/1 K - 1和傳熱系數得到從20Wm2 K - 1提高至45Wm/2 K - 1。

32、如果是沸石與銅泡沫（35金屬泡沫和65的NaX沸石）混合，這兩個參數去高達8.3Wm/1 K - 1和180Wm2 K +1。然而，由于合并可能導致成通透性降低，人們也必須注意強化傳質。表3列出了最近的一些研究工作對復合吸附劑綜合采取這兩種傳熱和傳質問題的關注。活性碳纖維（ACF）的發展已經找到了它的在吸附式制冷應用。瓦西里耶夫等的實驗研究活性碳纖維吸附劑“Busofit'和'Busofit' - 95的氯化鈣以氨為制冷劑;300Wkg的SCP的1（50千瓦米3）和330Wkg1（62.7千瓦米3），分別得到接近1的冷卻COP可以同時為吸附劑來實現的150解吸溫度C。該

33、系統基于熱管余熱回收和化學相結合在相同類型的反應和物理吸附現象吸附劑床。基于雙采用了全新的熱力循環鹽和碳纖維與NH 3反應而被提出作為一個透視替代方案。吸附/解吸實驗數據氨（NaX）的沸石，'''' Busofit和復合氯化鈣 - ' Busofit列于表4中。王等人報道的吸附量甲醇增加兩到三倍通過使用特殊處理的ACF到位正常活性炭（AC）吸附/解吸時間也下降到五分之一到十分之一的時間那正常的。在百分之十五范圍內增加可能是實現的。Attan等比較了硅膠，ACF和ACF的發現是要實現最有潛力的吸附劑在冷卻循環。在不同的吸附像氨，丙酮，二氧化碳，乙醇，甲醇等

34、，乙醇；得出最有利的ACF。布里斯稱：研究人員從西北太平洋國家實驗室（PNNL ） ，最近開發了一種納米結構的多孔材料，他們聲稱，可以減少一個大小硅膠根據吸附式制冷機組75。吸附低SCP冷卻器的系統龐大和昂貴，這是一個主要阻礙技術的商業化因素。二氧化硅凝膠被替換為通過創建制成的工程材料自組裝成復雜的三維結構，納米級形狀。該材料比硅膠更多孔，給它一個較大的表面積為水分子抱住。因此，它可以捕獲的三至四倍的更多的水，按重量計，相比硅膠，這有助于降低制冷機的大小。該材料還向水分子結合較弱。這降低了釋放水分子所需的熱量 - 使過程更有效率 - 并加速吸附的過程以及由50-100倍，這有助于使冷卻器放出水

35、小。與其他制冷劑的研發工作材料除了水，擴展的溫度范圍時，冷卻是可能的。努力以減少循環時間，并提高特定通過改善冷卻吸附制冷系統的動力該吸附劑的傳熱和傳質特性。應用納米技術中的吸附劑材料的發展可能被證明是向前邁出的一大步邁向成功的商業化這種冷卻技術。4. 先進的周期和階段4.1 基本和修改周期基本吸附制冷循環中（圖5）由兩個等排物，具有恒定的吸附相濃度和兩個對應于冷凝器和蒸發器。應由一些外部源，加熱溫度以及壓力的吸附器系統增加（處理' a'），直到它到達冷凝器壓力。脫附發生在冷凝器壓力;解吸制冷劑被否決熱水槽凝結（過程'B' ） 制冷劑液體經由壓力進入蒸發器減壓閥。

36、一些外部流體，達到壓力和冷卻吸附系統的溫度，直到它減小（進程'C' ）到達蒸發器壓力，飽和蒸氣壓制冷劑在蒸發器的沸點溫度的制冷劑，通過冷卻負載供給潛熱，發生以蒸汽吸收在吸附（過程'D'） ，完成循環。基本周期是簡單和可靠的，然而它從問題遭受效率低，因為一張單人床基本周期，冷產量也時斷時續。因此，不同的修改周期都試過改進的基本循環的效率和實用性。這些包括熱回收循環，傳熱和傳質回收循環，熱波周期，強制對流熱波循環，梯級循環，多床循環和多級循環等。4.1.1熱回收周期 熱回收處理（圖6）被吸附在冷卻應用系統具有兩個或多個吸附劑床。病床切換后吸附和脫附之間，吸附器被冷卻

37、（用于吸附）通過傳熱流體循環在一個封閉的傳輸其熱量來進行加熱的吸附（解吸） 循環。這包括熱顯熱以及吸附熱。熱回收導致較高的COP。王48報道，兩個吸附床之間的熱回收運轉上升當較COP約25（實驗結果）一個吸附劑基本的循環系統。 Sumathy等觀察到，在多床系統中的熱回收可以達到更高的COP但是該系統的實際操作變得復雜。4.1.2熱質回收周期 正常的吸附/解吸在兩床系統中，如果床都彼此連接，制冷劑流量發生從更高壓力的床流向另一個。解吸塔解吸進一步通過減壓和吸附劑進一步吸附有增壓力。這個操作被稱為質量回收率。恢復增加了環狀的吸附能力，它還有助于吸附式制冷機有效利用低溫熱源。一般來說熱量和質量回收

38、率均連同使用熱恢復過程如下質量回收率。如果熱量和質量恢復正確使用最佳的持續時間，它會增加在這兩個締約方和SCP。王觀察到的質量恢復是非常有效的熱回收吸附制冷周期，并且可能超過10的提高COP。4.1.3 熱波循環熱波（圖7a）的吸附循環概念的首次提出者是謝爾頓等人。循環利用的熱傳遞用于加熱固體吸附劑和冷卻流體循環回路床。這種傳熱流體也起到了傳熱從吸附床冷卻至解吸回收床上被加熱。通過計算表明，有超過80 所需要的床加熱的熱量是從床上冷卻不違反第二定律，可以大大減少熱能投入成本。該該系統具有熱波周期的效率被認為是相當不敏感的循環的熱輸入和輸出的溫度。然而，對于一個熱波周期中，大的溫度的高效運行滴/

39、電梯是需要在解吸/吸附。周期還需要吸附床的良好的傳熱性能，這很難從低導熱性的吸附劑以得到材料。阿馬爾等人做了熱波的數值分析吸附式熱泵，發現與傳統的打包低導熱系數（0.2Wm/1 K +1），其性能的床熱泵的一點都不錯。作者說是的吸附床，良好的傳質性能也對于熱波循環的成功至關重要。可憐的傳質可能會在床上導致非常大的壓力變化，使熱泵過程無效，操作特別是當壓力低時，如在有水的情況下。對于高壓吸附對傳質的影響可以忽略不計。4.1.4 強制對流熱波循環Critoph通過吸附床用強制對流熱波循環（圖7b）強化傳熱 52,53。其中所述制冷劑本身充當傳熱流體。代替直接加熱床，制冷劑在外加熱床第一個加熱，然后

40、通過床發給升溫吸附劑。吸附劑顆粒的比表面積大的具有非常有效的熱傳遞幫助。另一個優點是，沒有熱交換器的熱質量，浪費地消耗熱量。該筆者沒有造型上的碳氨對，但評論它可以用于任何高壓制冷劑。很良好的功率密度為1至3千瓦公斤1吸附劑進行了預測由模型。可以得到1.3的加熱COP ，但是該系統中，作者的更好的熱管理認為締約方會議可能接近的基本到達極限1.9用于一對.循環徹底熱力學分析后，把限制在吸附達到的最大COP制冷循環。他指出：一旦汽化潛熱和制冷劑的濃度變化超過值1000KJ/KG和10，進一步增加COP的沒有顯著的改善。4.1.5 級聯周期層疊周期（圖8）利用不同的工作溫度下的吸附劑吸附對。 Dous

41、s和梅尼爾 54 沒有工作一個級聯吸附熱泵。由一個2吸附沸石的水的循環突破了活性碳 - 甲醇間歇周期。駕駛熱是由鍋爐供給沸石吸附，而活性炭吸附器是由熱量回收根據沸石加熱吸附。這兩個基本循環蒸發器在相同的溫度下操作。 1.06冷卻締約方會議可來實現，這比間歇的COP多周期或兩個吸附沸石水的循環下的COP類似的操作條件。級聯循環的COP被發現是的蒸發溫度升降和優勢非常敏感級聯周期依賴于它。對于溫度的升降45以上，級聯并不成功。由于蒸發溫度升降變得更低，更高的是在締約方會議的增益級聯周期。Douss和梅尼爾54研究表明，使用無限數量吸附器吸附與理想之間的熱回收的，最大實現冷卻締約方會議將相應的卡諾締

42、約方會議68這些工作溫度。梅尼爾等55做了吸附的熱力學第二定律分析制冷循環使用，以找到不可逆性的原因熵的生產理念。作者觀察到的吸附具有大的溫度波動的周期和溫度下操作。吸附等溫熱源間存在的差距傳熱過程是對主要貢獻者從卡諾循環周期的惡化。這被稱為熱耦合不可逆性。熵產生是由于其他像在冷凝器和之間的液體的節流過程該工作流體的蒸發器或過熱蒸汽降溫/加熱被認為是可忽略的。對于非常短的周期時間的熱熵產生是由于與外部熱量的熱耦合水庫是相當小的，而對于長周期，它是相反。他們還指出，雖然與獲得的進展情況通報像熱回收和熱波的再生周期策略比基本間歇周期要高得多，但他們仍比卡諾COP較低。他們得出結論認為，減少的犧牲而

43、獲得的外部熱熵產生內部的熵。4.2 多方面，多階段 Saha等人56研究表明，一個三階段的吸附式制冷機可以利用非常低的檔次，接近環境溫度的廢熱。研究對象是硅膠 - 水。它被發現的周期模擬該冷水機組能與熱源的操作50（冷卻20和35之間水槽溫度）和402 C（冷卻20和284之間水槽溫度），該裝置一個再生溫度升降低至12組充分運行系統。薩哈和柏木57實驗研究表現的3階段硅膠-水吸附式制冷機。該3級周期被發現是特別適于操作與低檔余熱，在50時，作為驅動源，在30的冷源Saha等人58提出的一項有趣的雙模研究，多級、多床再生吸附系統，這可能與熱源溫度為40 95的實驗。在一個操作模式下，它的工作作為

44、一個單級多床式冷水機當驅動源溫度為6095。超過60時加熱源的溫度更低，冷水機擔任一個三階段的吸附式制冷機，并可能操作驅動源的溫度高達40。多分期有助于冷水機組利用接近環境源的溫度與再生溫度升降低至10。而多床操作在高源溫度產生高性能的同時降低波動在冷凝器和蒸發器的溫度。作者有評論說，這個非常低的驅動源溫度在30，沒有其他周期，除了用冷卻液組合一種先進的吸附循環上再生。阿拉姆等在質量回收率的四張床工作吸附式制冷機組，采用不同的壓力水平在熱器來實現高的冷卻效果。作者數值相比與一個傳統的冷卻器的性能兩床冷卻器。冷卻效果（千焦每千克吸附劑）保持在65被認為是超過了傳統的兩倍冷卻器時熱源。然而，改良率

45、得到了降低，卻增加熱源溫度。四床冷水機組的COP明顯多于常規1至70，上述熱源的溫度該COP的降低。當與性能比較類似的條件下，在冷卻效果下的兩階段式制冷機的四床冷卻器被發現的熱源溫度只有上述70和更高的COP，這顯著表明源溫度有兩個階段周期可以接近環境熱源的利用比夢境更美好四床系統，由兩個單級吸附周期組成。Saha等人60提供了一個熱力學配方計算一種先進的最低驅動熱源溫度吸附冷卻裝置，它與實驗驗證數據多達三個階段的周期。原則上，一個10級冷水機組能驅動與熱源只有2.24 高于環境（圖9）。4.3混合動力系統 為了使吸附的冷卻系統，其具體相比其他制冷系統制冷功率仍然很低，在市場上有競爭力，研究人員也正在探索多種混合系統。Wang等人61開發包括太陽能的一個混合動力系統熱水器和吸附制冰機。該系統可以提供在9060公斤的熱水和每日10公斤冰用真空熱管式太陽能集熱器的2平方米區域。作者說這比太陽能等這個系統可以很好操作像汽車的廢氣廢熱等。Li等人62開發了一個太陽能供電的