小型吸附式空調系統研究

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姓名

張鈞磊(Chun-Lei Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

能源工程研究所

論文名稱

小型吸附式空調系統研究
(Study of a small-size adsorption cooling system)

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摘要(中)

本實驗製作一個以水-矽膠為吸附配對的吸附式空調系統並測試其性能。實驗的測試段包括兩種不同型式的小型吸附床與兩組不同的冷凝器。第一種吸附床是在三公釐的銅管上塗佈兩公釐厚矽膠的圓銅管吸附床，使用的矽膠為0.8公斤。另一個則是和圓銅管吸附床相同體積的扁平管熱交換器來當做吸附床的扁平管吸附床。扁平管吸附床同樣在上面塗佈兩公釐厚的矽膠，使用的矽膠量為1.46公斤。第一個冷凝器為圓銅管冷凝器，第二種則是鰭管式冷凝器。
實驗條件方面，熱水溫度為75、80℃，冷卻水溫度為25、30℃，冰水溫度是20℃，循環時間圓管吸附床為6、12、20分鐘，扁平管為20、30、40分鐘。
實驗結果顯示，圓銅管吸附床並沒有製冷，這是由於吸附床的製冷量損耗在腔體本身的熱容上。而扁平管吸附床的實驗結果顯示，當熱水溫度越高、冷卻水溫度越低，循環時間越長，會有較高的性能。而更換鰭管式冷凝器並沒有造成比較好的性能。

摘要(英)

In this study, a silica gel-water adsorption system is designed and the system performance is measured. Two different adsorption beds and two different condensers are tested in the experiment. One adsorption bed is made by 3mm diameter copper tubes and the thickness of coated silica gel is 2mm. The silica gel weight of copper-tubes adsorption bed is 0.8 kg. Another adsorption bed is made by flat-tube heat exchanger whose volume and thickness of silica gel are the same as copper-tube adsorption bed. The weight of silica gel is 1.46 kg. The first condenser is a copper tube heat exchanger; another is a fin-tube heat exchanger.
In experimental condition, there are two different temperatures of hot water, 75 and 80℃; two different temperatures of cooling water, 25 and 30℃. The temperature of cold water is 20℃. The cycle time are 6、12 and 20 minutes in copper-tube adsorption bed experiment. And in flat-tube adsorption bed experiment, the cycle time are 20、30 and 40 minutes.
The result shows that the copper-tube adsorption bed doesn’t refrigerate the water of evaporator. It is because that the cooling power of copper-tube adsorption bed is not enough to cool the heat capability of total vacuumed chamber. And it also indicates that the higher temperature of hot water、the lower temperature of cooling water and the longer cycle time, the COP(coefficient of performance) of flat-tube adsorption bed is higher. And COP doesn’t increase by replacing the copper-tube condenser to fin-tube condenser.

關鍵字(中)

★ 吸附式製冷
★ 扁平管吸附床
★ 水-矽膠

關鍵字(英)

★ silica gel-water
★ adsorption cooling
★ flat-tube adsorption bed

論文目次

目錄
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
圖目錄 vii
表目錄 xi
符號說明 xii
第一章前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 3
第二章文獻回顧 5
2.1吸附式製冷 5
2.2目前的大型系統 6
2.3吸附床型式 6
2.5系統熱容 7
2.6矽膠-水吸附式系統 8
2.7 結論 10
第三章、實驗方法 21
3.1、測試段的設計與製作 21
3.1.1、吸附床的設計與製作 21
3.1.2、冷凝器的設計與製作 22
3.1.3、蒸發器的設計與製作 24
3.1.4、真空腔體的設計與製作 25
3.1.5、組合步驟 25
3.2、實驗系統 26
3.3、量測儀器 26
3.3.1、溫度量測 26
3.3.2、流量量測 27
3.3.3、壓力量測 27
3.3.4、資料擷取系統 27
3.4、實驗步驟 27
3.4.1、抽真空過程和冷媒填充 27
3.4.2、性能測試 28
3.5、數據換算 29
3.5.1、加熱率 29
3.5.2、製冷率 29
3.5.3、COP和SCP 29
3.5.4、入口與出口溫度的時間差 30
3.6、系統熱損 30
第四章實驗結果與討論 50
4.1、圓銅管吸附床性能 50
4.1.1循環過程 50
4.1.2、實驗和討論 53
4.2、扁平管吸附床實驗性能 53
4.2.1、熱水溫度為75℃的循環過程 54
4.2.2、熱水溫度為75℃的加熱量與冷凝量 56
4.2.3熱水溫度為80℃的實驗循環過程 57
4.2.4、熱水溫度為80℃的加熱量與製冷量 58
4.2.5、COP與SCP 59
4.2.6、吸附時間延長的實驗結果 60
4.3、鰭管冷凝器性能 62
4.3.1、冷凝器更變為鰭管式冷凝器的循環過程 62
4.3.2、放水量更變為1000克的循環過程 63
4.3.3、鰭管冷凝器實驗的COP與SCP 63
第五章結論 105
參考文獻 106
附錄、實驗誤差分析 108

參考文獻

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　范智峰，2003，「冷媒R-134a與R-404A在熱傳增強管上之池沸騰觀察與熱傳性能分析」，國立中央大學機械工程研究所碩士論文。
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　謝鎮州、張文師、王智正、唐震宸，2004，「運用工業廢熱之固體吸附式製冷系統」，化工技術，第12卷第四期。

指導教授

楊建裕(Chien-Yuh Yang)

審核日期

2011-7-21

推文