吸附式制冷，adsorption refrigeration，是以热量为驱动能量，以一种物质对另一种物质的吸附和脱附效应为驱动力，利用制冷剂液体在气化时产生的吸热效应的制冷方式。
最常见的吸附剂是碳或氧化合物。常见的氧化合物吸附剂有硅胶和沸石，它们是以水为制冷剂的吸附式制冷机的两种主要吸附剂。另外，氨也可以替代H2O作为吸附式制冷的制冷剂。
吸附通常是放热过程，因为气体吸附在基板上，释放热量。需要加热才能再次释放积聚的气体。这一过程的可逆性为吸附式制冷机奠定了基础。
吸附式制冷循环的分类
1）基本型吸附式制冷循环
最简单的基本型吸附式制冷系统由吸附器/发生器、冷凝器、蒸发器、阀门、贮液器组成，其中阀门和贮液器在实际中是不必要的。[1]
图：最简单的基本型吸附式制冷机结构
这种系统只能间歇运行：白天太阳能加热吸附床，使吸附床解吸；晚上当吸附床被冷却时，蒸发器内制冷剂被吸附而蒸发制冷；如此反复完成循环制冷过程。
图：间歇式太阳能吸附式制冷原理
2）连续型吸附式制冷循环
基本型吸附式制冷循环效率低，且制冷过程是间歇而非连续的。连续型吸附式制冷具有两个吸附器，假定对吸附器1加热，对吸附器2冷却；当吸附器1充分解吸，吸附器2吸附饱和后，使吸附器1冷却，吸附器2加热，吸附器1、2交替运行组成了一个完整的连续制冷循环。[1]
图：连续型吸附式制冷机结构
日本前川公司曾开发了以硅胶-水为工质对的吸附式空调机组，其机组内有两个板翅换热器型吸附反应器，用55~100℃的热水（一般75~95℃）作为解吸热源，吸附时冷却吸附器则采用25~35℃的冷水（一般来自冷却塔的水，温度在29℃左右），制冷机组输出9~14℃的冷媒水，循环时间5~7min。
表 日本前川公司开发的吸附式制冷机（样机）运行参数
我国上海交通大学也曾研制成功过一种可以采用低温位热水驱动的吸附式空调机组，也采用硅胶-水工质对，该冷水机组制冷量为6~10kW。当采用65℃热水驱动，32℃冷却水冷却，可产生6kW制冷量，冷媒水温度为10℃，机组COP=0.35。
图：上海交通大学开发的硅胶-水吸附式制冷机
吸附式制冷机的工作原理
连续型吸附式制冷机由蒸发器、冷凝器和两个吸附室（吸附器/发生器）1和2组成。四个腔室都在几乎完全真空下运行。吸附室的吸附和解吸功能交替进行。[2]
第一阶段
使用来自外部热源的热水使腔室1中的吸附剂再生。热水进入腔室1以解吸硅胶/沸石，水蒸气从吸附剂脱附（解吸）并上升到冷凝器，然后冷凝成液态水。冷凝水以闭环方式循环到系统底部的蒸发器。
图：连续式吸附式制冷原理——Phase 1
Phase 1：吸附室1充当发生器解吸，吸附室2充当吸附器吸附
与此同时，腔室2中的吸附剂通过腔室底部的开口吸附从蒸发器进入的水蒸气。在这过程中，必须冷却腔室2以除去吸附过程中产生的热量以使吸附能够持续。由于蒸发器处于低压真空条件，注入蒸发器的制冷剂（液态水）吸收冷媒水回水（14℃）的热量并气化成气态水蒸气，冷媒水回水被冷却生产低温的冷媒水供水（9℃）。如果吸附室2中的吸附剂吸收水蒸气达到一定的饱和程度，则腔室1、2的功能会切换。
第二阶段
当腔室1中的吸附剂干燥并且腔室2中的吸附剂水饱和时，吸附式制冷工作过程反转。几个阀门用于平衡腔室之间的压力。在第二阶段中，干燥室1开始吸附从蒸发器进入室的水蒸气，而腔室2将水释放或解吸到冷凝器中。循环的其余部分类似于上面第一阶段中解吸的过程。
图：连续式吸附式制冷原理——Phase 2
Phase 2：吸附室1充当吸附器吸附，吸附室2充当发生器解吸
吸附式制冷的特点[2]
吸附式制冷机和吸收式制冷机一样，可以使用热水（太阳能热水、工业废热、生活废热等）驱动而不消耗大量电力。
和吸收式制冷机相比，吸附式制冷机使用固体吸附材料代替液体溶液。市场上常使用水作为制冷剂，使用硅胶和沸石作为吸附剂。
吸附式制冷机的制冷量范围为5kW至500kW。在驱动温度为80℃的典型操作条件下，系统的性能系数（COP）约为0.6，但即使驱动温度约为50℃也可以进行操作（COP会降低）。
吸附式制冷机不使用含氯氟烃（CFC），氢氯氟烃（HCFC）或氢氟烃（HFC），因此制冷过程是环境友好的。和传统蒸气压缩式制冷相比，吸附式制冷仅使用一小部分电力（主要用于驱动水泵、风机、阀门等）。
提供热水的热源可以是任何合适的工业废热或任何合适的可燃物（天然气，沼气，柴油，废油，木屑等），只要热水温度高于50℃均可被利用。使用资源丰富的太阳热能作为热源来为吸附循环提供动力是一种特别环保的解决方案，并且其部署正在增加。[2]
吸附式制冷优点[2]
◆ 工作流体是天然制冷剂水（或氨），没有全球变暖潜能值（GWP）且没有臭氧消耗潜能值（ODP）
◆ 和吸收式制冷相比，不需要内部溶液泵，因此电力消耗减少到了最低限度
◆ 热源温度可以低至50℃
◆ 冷冻水输出可以低至3-5℃
◆ 可以进行很长时间的连续操作
◆ 与吸收式制冷机相比，可靠性高，维护成本更低
◆ 结构简单，坚固耐用
◆ 与吸收式制冷机相比，没有结晶的危险，因此没有温度限制
◆ 使用寿命长（硅胶可以持续使用30年）
◆ 可以通过可再生热源供电
◆ 机组具有极低的噪声声压级：<50dB
吸附式制冷目前的缺陷[1]
吸附式制冷在其研制和应用中已显示了极大的发展前景，但离走向市场去和其他形式的制冷方式竞争，还存在一定距离。这主要是由于吸附式制冷存在下面一些缺陷。[1]
（1）循环周期太长：吸附剂解吸和冷却吸附的过程比较缓慢，使得吸附式制冷循环的周期比较长，尤其是吸附器的传热效果不佳时更甚。循环周期太长不仅限制了机器对能源的使用率，同时限制了单位时间制冷量的提高。
（2）制冷量相对较小：同蒸气压缩式和吸收式机组相比，吸附式制冷机的制冷量相对较小。受机器本身传热传质特性以及工质对制冷性能的影响，增加制冷量时，势必增加吸附剂并使换热设备的体积和重量大幅度增加，因而增加了初投资。
（3）COP有待进一步提高：吸附式制冷机的COP随着工质对（吸附剂和吸附质/制冷剂）和循环工况的不同而有较大的差距。但是，在相同工况下与蒸气压缩式制冷机组相比，其COP一般偏小，约为蒸气压缩式机组的2/3~1/2（纠错：此处可能是原著[1]笔误，理应是“吸收式制冷机组”的2/3~1/2）。在吸附式制冷过程中，工质对的性能、机器的传热传质性能以及系统漏热等都影响COP的提高。
参考资料：
[1] 王如竹, 代彦军. 太阳能制冷[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007.01.
[2] sheccoMedia: The Basics of R718: the Adsorption cycle
http://www.r718.com/articles/3432/the_basics_of_r718_the_adsorption_cycle_br
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