余熱制冷和磁制冷,鑫合機電帶您認識一下它的真面目!
【鑫合機電】做空調(diào)的,很多人只知道壓縮機制冷或者吸附式制冷,還有好多人不知道,其實還有很多其他制冷方式,比如太陽能制冷、熱聲制冷、余熱制冷等,今天就讓我們好好認識一下余熱制冷和磁制冷。
余熱制冷
一、什么是余熱制冷?
余熱制冷是利用生產(chǎn)過程中的氣體或廢氣、廢液,以及某些動力機械排出的熱量作能源,驅(qū)動壓縮式或吸收式制冷機制冷的技術(shù)。
二、余熱制冷原理是什么?
它是一種吸收式制冷。這種熱能主要是低位熱能,是靠消耗熱能采作為補償?shù)?。它用溴化鋰作為工質(zhì)的吸收式制冷。溴化鋰溶液只是吸收劑,其中水才是真正的制冷劑,利用水在高真空下低沸點汽化,吸收熱量達到制冷目的。
三、余熱制冷分類
余熱制冷方式較多,以汽車預(yù)熱制冷技術(shù)為例:有噴射式,吸收式,混合式等方式。
1、吸收式制冷技術(shù):
余熱驅(qū)動吸收式制冷裝置以溴化鋰水溶液為工質(zhì),各換熱器獨立安裝于車廂底板下且位于同一平面內(nèi),利用特殊設(shè)計的連接管道連接形成密閉回路,合理利用車上的有限空間,解決現(xiàn)有汽車發(fā)動機余熱驅(qū)動吸收式制冷設(shè)備因體積和重量過于龐大而無法應(yīng)用于車輛上的問題。
2、噴射式制冷:
由蒸汽噴射器、蒸發(fā)器和冷凝器(即凝汽器)等設(shè)備組成,依靠蒸汽噴射器的抽吸作用在蒸發(fā)器中保持一定的真空,使水在其中蒸發(fā)而制冷。
四、余熱制冷發(fā)展和應(yīng)用
1、韓國忠北大學(xué)提出的高低溫雙熱電發(fā)生裝置的余熱回收系統(tǒng),可提高燃油經(jīng)濟性10% 以上。試驗證明在室溫30℃的環(huán)境下,4 cm×4 cm Bi2Te3 熱電模塊高溫端在100℃~ 200℃時,能產(chǎn)生6.7 V/3.39 A;1.44 ~ 5.68 W 的電能。在改善燃油經(jīng)濟性和混合動力汽車的研究方面發(fā)揮了巨大的潛力。
2、Ford 汽車公司利用發(fā)動機廢氣余熱發(fā)電技術(shù)設(shè)計了暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)來改善輕型車的舒適性,提高了能源的利用效率。該系統(tǒng)的能源利用系數(shù)設(shè)定在制冷系統(tǒng)cop>1.3,熱泵系統(tǒng)cop>2.3,并且優(yōu)化了熱點轉(zhuǎn)化材料的轉(zhuǎn)換優(yōu)值ZT,提高了熱點轉(zhuǎn)換效率。
五、余熱制冷應(yīng)用前景和方向
目前,吸收式/余熱制冷正在向著小型化、高效化的方向發(fā)展,各國對吸收式技術(shù)的開發(fā)研究主要集中在聯(lián)合循環(huán)、余熱利用、吸收式熱泵、吸收和發(fā)生過程的機理研究、換熱結(jié)構(gòu)和換熱表面、界面活性劑及緩蝕劑、機組優(yōu)化設(shè)計及經(jīng)濟性分析、系統(tǒng)的特性仿真等方面。吸收式制冷已經(jīng)成為制冷技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,有著非常廣闊的前景。
磁制冷
一、什么是磁制冷?
制冷就是利用磁熱效應(yīng),又稱磁卡效應(yīng)的制冷。磁熱效應(yīng)是指融制冷工質(zhì)在等溫磁化時向外界放出熱量,而絕熱去磁時溫度降低,從外界吸收熱量。磁制冷技術(shù)中的制冷工質(zhì)是固態(tài)的磁性材料。
二、磁制冷基本優(yōu)勢
1、無環(huán)境污染。
由于工質(zhì)本身為固體材料以及可用水來作為傳熱介質(zhì),消除了因使用氟利昂、氨及碳氫化合物等制冷劑所帶來的破壞臭氧層、有毒、易泄漏、易燃、易爆等損害環(huán)境的缺陷;
2、高效節(jié)能。
磁制冷的效率可達到卡諾循環(huán)的30%~60%,而氣體壓縮制冷一般僅為5%~10%,節(jié)能優(yōu)勢顯著;
3、易于小型化。
由于磁工質(zhì)是固體,其熵密度遠遠大于氣體的熵密度,因而易于做到小型化;
4、穩(wěn)定可靠。
由于無需壓縮機,運動部件少且轉(zhuǎn)速緩慢,大幅降低振動與噪聲,可靠性高,壽命長,便于維修。
5、其應(yīng)用范圍廣。
從μK、m K 直到室溫以上均適用;在低溫(制取液氮、液氦、液氫)領(lǐng)域和高溫(特別是近室溫)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景;
三、磁制冷研究現(xiàn)狀
2001年美國宇航公司(AstronauticsCooperation of America)聯(lián)合Ames實驗室開發(fā)成功了采用永磁體提供磁場的回轉(zhuǎn)式磁制冷機,成為第一臺室溫磁制冷的制冷機。當前,低溫區(qū)(20 K 以下)磁制冷的研究已比較成熟并實用化。高溫區(qū)磁制冷還處于試驗研究開發(fā)階段,目前 80 K 至室溫的磁制冷技術(shù)是研究的熱點。
研究出低成本且具有巨磁卡效應(yīng)的材料以及利用NdFeB 等永磁體產(chǎn)生外場(不用結(jié)構(gòu)復(fù)雜而昂貴的超導(dǎo)磁體)是室溫磁制冷關(guān)鍵。