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绵阳君先乐热能设备有限公司详解金属氢化物热泵
浏览次数:488次 发布时间:2020-06-06

金属氢化物热泵是美国学者Terry提出的,它具有以下优点:

①可利用废热,太阳能等低品位的热源驱动热泵工作,是唯一由热驱动,无运动部件的热泵;

②系统工作时只有气固相作用,因而无腐蚀,且由于无运动部件,因而无磨损,无噪声;

③系统工作温度范围大,不存在氟利昂对大气臭氧层的破坏作用;

④可达到夏季制冷冬季采暖双效作用。

由于以上优点,因而作为热泵材料的金属氢化物发展迅速。


原理


金属氢化物热泵的原理是通过氢气与储氢材料之间的可逆化学反应,利用金属氢化物吸热放氢和吸氢放热的特点,通过交替加热冷却,实现加热或制冷的目的。氢化物热泵式以氢气(H2)为工作介质,以贮氢材料作为能连转换材料,由同温度下分解压不同的两种氢化物组成的热力循环系统,利用他们的平衡压差来去动氢气流动,是两种氢化物分别处于吸氢(放热)和放氢(吸热)状态,从而达到升温,增热或制冷的目的。

已开发的氢化物热泵按其功能可分为三类:升温性,增幅性和制冷型。按系统使用的氢化物的种类可分为单氢化物热泵,双氢化物热泵和多氢化物热泵三种。


热泵主要指标

     

评价氢化物热泵的性能指标有系统的特性系数COP和总热输出能力Eout

COP是指系统的有效输出热量Q出与系统作为动力输入热量 Q人的比值,即COP=Q出∕Q入.

Eout是指单位时间内系统输出的总热量,即Eout=n∙△H∙△C∙m,式中:n为单位时间内的循环次数,△H为氢化物分解焓变,△C为有效工作氢容量,M为贮氢合金重量。

影响系统COP和Eout的主要因素可概括为两个方面,即贮氢合金的贮氢特性和系统的传热传质特性。


贮氢合金的发展

由于氢化物热泵是以贮氢合金吸放氢反应的热效应来工作的,因此,贮氢合金的性能对氢化物热泵性能起着决定作用。氢化物热泵的循环操作系统又是以一个氢化物对进行的。因此,影响系统性能的因素不仅仅是每个合金的贮氢特性,更重要的是合金对的配对特性。对贮氢合金的主要要求是:有效氢容量大,平台平坦,之后小,动力学性能好,抗衰退能力和抗中毒能力强,并且要求有较合适的△H值;对合金对的评价爱性能指标可概括为两个参量,即合金对在给定的操作温度下,循环开始时的压力差△P和最大工作氢容量△Cmax。△P影响单位时间内的循环次数,因而直接影响总热量输出Eout,△Cmax则既影响Eout,也影响COP。