Low sorbent thermal diffusivity and off-the-shelf design of sorber beds have impeded the wide market adoption of sorption systems. In this study, graphite flakes are added to the sorbent to increase the thermal diffusivity and sorber beds are specifically designed and optimized for sorption systems. First, an analysis of variance is carried out to find the key parameters of sorber beds using the developed 2-D analytical models. It is shown that all components of the sorber bed, namely the sorbent, heat exchanger and heat transfer fluid, should be optimized simultaneously. Moreover, the specific cooling power (SCP) and coefficient of performance (COP) should be optimized simultaneously due to their conflicting trends. Thus, using the developed analytical models and multi-objective genetic algorithm, an optimization study is conducted. Based on the optimization results, two new sorber beds of finned-tube sorber bed heat and mass exchanger (F-HMX) and plate-fin sorber bed heat and mass exchanger (P-HMX) are designed, built, and tested in our custom-built two-sorber bed sorption test bed. The experimental results show that the present P-HMX can achieve an SCP of 1,005 W/kg sorbent, and a COP of 0.60 which are higher than the previously published results in the literature. Furthermore, the F-HMX design yields an SCP of 766 W/kg and a COP of 0.55. It is shown that the P-HMX, which is specifically designed and optimized for sorption cooling systems, provides up to 4.3 times higher SCP, and 3 times higher COP compared to an off-the-shelf heat exchanger, an engine oil cooler coated with a similar composite sorbent consisting of CaCl₂, silica gel B150 and PVA. The present P-HMX has been tested under a wide range of operating conditions: i) desorption temperature (60–90 °C); ii) sorption and condenser temperatures (20–40 °C); iii) evaporator temperature (5–20 °C); and iv) cycle time (10–20 min). The SCP in the range of 320–1,230 W/kg and COP of 0.40–0.80 are measured in our test bed over the targeted operating conditions.

低的吸附剂热扩散率和现有的吸附床设计阻碍了吸附系统在市场上的广泛采用。在这项研究中，将石墨薄片添加到吸附剂中以增加热扩散率，并针对吸附系统专门设计和优化了吸附床。首先，使用开发的二维分析模型进行方差分析以找到吸附床的关键参数。结果表明，吸附床的所有组件，即吸附剂，热交换器和传热流体，应同时进行优化。此外，由于冷却趋势（SCP）和性能系数（COP）相互矛盾的趋势，应同时对其进行优化。因此，使用开发的分析模型和多目标遗传算法进行了优化研究。根据优化结果，根据我们的定制设计，建造和测试了两个新的翅片管吸附床热质交换器（F-HMX）和板翅式吸附床热质交换器（P-HMX）的吸附器床建二吸附床吸附试验床。实验结果表明，目前的P-HMX可以实现1,005 W / kg吸附剂的SCP和0.60的COP，这比文献中先前公布的结果要高。此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 在我们定制的两吸附床中设计，建造和测试了两个新的翅片管吸附床热交换器和质量交换器（F-HMX）和板翅式吸附床热交换器和质量交换器（P-HMX）的吸附器床吸附测试台。实验结果表明，目前的P-HMX可以实现1,005 W / kg吸附剂的SCP和0.60的COP，这比文献中先前公布的结果要高。此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 在我们定制的两吸附床中设计，建造和测试了两个新的翅片管吸附床热交换器和质量交换器（F-HMX）和板翅式吸附床热交换器和质量交换器（P-HMX）的吸附器床吸附测试台。实验结果表明，目前的P-HMX可以实现1,005 W / kg吸附剂的SCP和0.60的COP，这比文献中先前公布的结果要高。此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 并在我们定制的两塔吸附床吸附测试床上进行了测试。实验结果表明，目前的P-HMX可以实现1,005 W / kg吸附剂的SCP和0.60的COP，这比文献中先前公布的结果要高。此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 并在我们定制的两吸附床吸附测试床上进行了测试。实验结果表明，目前的P-HMX可以达到1,005 W / kg吸附剂的SCP，COP为0.60，这比文献中先前发表的结果要高。此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，其SCP最高可提高4.3倍，而COP则可提高3倍。由CaCl组成的类似的复合吸附剂 此外，F-HMX设计产生的SCP为766 W / kg，COP为0.55。结果表明，P-HMX是专门为吸附式冷却系统设计和优化的，与现成的热交换器（涂有机油的冷却器）相比，可提供高达4.3倍的SCP和3倍的COP。由CaCl组成的类似的复合吸附剂₂，硅胶B150和PVA。目前的P-HMX已在多种操作条件下进行了测试：i）解吸温度（60–90°C）；ii）吸附温度和冷凝器温度（20–40°C）；iii）蒸发器温度（5–20°C）；iv）循环时间（10-20分钟）。在目标操作条件下，在我们的测试台上测得的SCP范围为320-1,230 W / kg，COP为0.40-0.80。