太阳能固体吸附式光热冰箱系统的理论及实验研究

【摘要】：环境问题和能源危机已经成为世界各国关注的焦点，太阳能固体吸附式制冷技术由于其具有节能环保的优点已经成为能源和制冷领域研究的重要课题。太阳能固体吸附式冰箱使用太阳能作为驱动热源，减少了矿物能源的消耗；应用天然的制冷工质对，有效避免了氟利昂制冷剂所产生的温室效应以及臭氧空洞等问题。因此，该系统具有节能环保的优点。 本文从能源、环境以及太阳能制冷技术等方面提出了太阳能固体吸附式制冷冰箱系统的研究背景和意义，并对国内外太阳能固体吸附式冰箱的研究现状进行了综述，简单介绍了提高吸附式制冷的性能的方法。本文设计了一种新型的吸附制冷装置。本装置采用热管对吸附床的加热与冷却，脱附时，高温分离式热管吸收蓄热器中的热量对吸附床进行加热；脱附完毕后，低温分离式热管吸收吸附床的热量，对吸附床进行冷却降温,以便进行吸附过程。搭建了测试吸附式制冷冰箱样机的试验台，对系统相关的数据进行了采集。主要包括环境温度、高温分离热管进出吸附床的温度，低温分离热管冷凝段的温度、冷凝温度、蒸发温度以及加热锅炉的温度等。在此基础上分析了各参数对系统性能的影响，得到了系统的制冷系数。最后，介绍了吸附式制冷技术在渔船尾气制冰，太阳能制冷空调机组，低温储粮以及汽车空调等领域的应用。 【关键词】：太阳能 吸附制冷 冰箱 吸附床
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB657.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及研究意义10-11
• 1.2 研究现状11-20
• 1.2.1 国外研究现状11-16
• 1.2.2 国内研究现状16-19
• 1.2.3 现状总结19-20
• 1.3 本文的主要工作20
• 1.4 本章小结20-22
• 第2章 吸附式制冷简介22-36
• 2.1 吸附式制冷的基本原理22-23
• 2.2 吸附式制冷工质对23-25
• 2.2.1 物理吸附工质对23-24
• 2.2.2 化学吸附工质对24-25
• 2.2.3 混合吸附工质对25
• 2.3 吸附床技术25-29
• 2.3.1 改善吸附床结构的吸附床技术26-28
• 2.3.2 强化换热系数的吸附床技术28
• 2.3.3 热管技术强化吸附床的传热28-29
• 2.4 吸附式制冷的循环方式29-34
• 2.4.1 具有回热的吸附式制冷循环29-33
• 2.4.2 具有回质的吸附制冷循环制冷循环33-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 系统的设计计算36-50
• 3.1 系统介绍36-37
• 3.2 吸附式制冷工质对的选择37-38
• 3.3 冰箱负荷设计计算38-39
• 3.4 太阳能集热器的设计计算39-41
• 3.5 吸附床的设计计算41-47
• 3.5.1 制冷剂与吸附剂质量的计算42-43
• 3.5.2 吸附床换热量的计算43-44
• 3.5.3 高低温分离式热管的设计计算44-47
• 3.6 系统其它部件的设计计算47-49
• 3.6.1 冷凝器的设计计算47-48
• 3.6.2 蓄热器的设计48
• 3.6.3 蒸发器的设计计算48-49
• 3.6.4 储液器的设计计算49
• 3.7 本章小结49-50
• 第4章 实验及数据分析50-64
• 4.1 实验台的搭建50-51
• 4.1.1 氯化钙的填装50
• 4.1.2 气密性检测50
• 4.1.3 制冷系统的抽真空50
• 4.1.4 氨的充注50-51
• 4.2 太阳能光热冰箱系统的实验测试装置51-55
• 4.3 太阳能光热冰箱的实验研究55-62
• 4.3.1 实验过程中环境温度变化曲线关系56
• 4.3.2 实验过程中锅炉进出口温度以及锅炉内压力变化56-57
• 4.3.3 冰箱壳体内的温度变化及影响因素57-58
• 4.3.4 冰箱冷凝器的温度变化及影响因素58-59
• 4.3.5 吸附床内的温度变化及影响因素59-60
• 4.3.6 高温热管的温度变化及影响因素60
• 4.3.7 低温热管的温度变化及影响因素60-61
• 4.3.8 系统的制冷量及 COP61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第5章 吸附式制冷的实际应用64-70
• 5.1 船舶尾气吸附式制冰机64-65
• 5.2 太阳能吸附式制冷机在低温储粮中的应用65-66
• 5.3 太阳能吸附式制冷在汽车空调上的应用66
• 5.4 太阳能吸附式制冷空调机组66-69
• 5.4.1 日本 Mycom 公司的硅胶—水吸附冷水机组67
• 5.4.2 德国 SolarNext 公司的硅胶—水吸附冷水机组67-68
• 5.4.3 日本 Saha 的硅胶—水吸附式制冷机68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文76-78
• 致谢78

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