增大热源温差型太阳能制冷系统

【摘要】： 太阳能空调系统是近年太阳能热利用技术领域研究的重点,但一般存在着系统较为复杂,集热器效率不高,制冷机造价较高等缺点。本文所设计的增大热源温差型太阳能制冷系统为解决此问题提供了一种方案。 本文首先介绍了这种循环的具体流程及循环原理,建立了该循环的计算模型,用Excel中的VBA编程对各变量(包括中间压力,热源进口温度,冷媒水进口温度,冷却水进口温度,串并联等因素)对循环的影响进行了计算,并优选了循环中各变量或参数的取值范围。最后本文结合整个太阳能循环系统,介绍了利用本循环的太阳能系统模型,分析了系统的集热器效率及整体效率。 在深入研究用于太阳能制冷的各种溴化锂吸收式制冷循环的基础上,对循环中溶液的流程进行了改进:把从低压吸收器出来的溶液与高压吸收器出来的溶液进行混合后先送入低压发生器,部分浓缩后再进入高压发生器。这种循环的好处在于可降低进入低压发生器溶液的初始浓度,因此可降低低压发生器中的蒸发压力及溶液(进而加热热水)的出口温度,从而增大热源热水温降。 本文所设计的循环可降低热源热水的进口温度,增大其温降水平。热水温降幅度可达37℃,比目前温降较大的1.x循环还要增大7℃,从而达到了充分利用热水的目的。通过对所建立的模型的反复计算及分析,优选的设计参数为:中间压力:2279-2386Pa(17.1-17.9mmHg);热源进口温度:85℃-95℃;冷媒水进口温度:15℃-18℃;冷却水进口温度:18℃-32℃。 计算结果表明,中间压力逐渐增加时,循环的COP不断增大;总的传热面积先减小又稍有增大,同时热源单耗及冷却水流量都大大减小;但中间压力增大到一定程度后循环就无法继续,故中间压力的取值范围为2279-2386Pa(17.1-17.9mmHg)。热源温度增大时,循环的热力系数COP是不断变大的,热源单耗变低,所需总传热面积变小。可见热源温度越高系统性能越好,所以在条件允许的情况下让热水进口温度越高越好。冷媒水进口温度升高时,循环的COP值增大;循环总传热面积稍微变小;热源单耗及冷却水流量也都会略有减小;故在条件允许的情况下,冷媒水进口温度较高时对循环有利。冷却水进口温度越低,则循环的COP越高,在该温度变化范围内可以高出0.18左右,循环的总传热面积会也会减小,而且冷却水流量及热源单耗也会减少不少,所以在条件许可的情况下,应尽量降低冷却水进口温度。结果还表明,冷却水流程宜采用先进入冷凝器再依次进入低压吸收式(低吸)和高压吸收器(高吸)的串联方式,这是因为冷凝温度对应的饱和压力决定了高发中的压力并影响发生的初终温度,较低的冷凝压力及温度可降低发生器中溶液的饱和压力及温度,从而降低加热热水的出口温度,增大其可利用温差。 本文在热源进口温度、冷却水进出口温度、制冷量和冷媒水进出口温度都不变的情况下,通过计算把本文所设计的循环与1.x级循环进行了比较,结果表明,虽然本文所设计循环的COP稍有减小(约0.1左右),冷却水流量增大了10%左右;但该循环的换热器总面积最大可减小7%,可使机组的整体结构更紧凑,成本更低;热水流量最大可降低10%,热水出口温度降低了7℃。所以虽然这种循环牺牲了部分COP,但增大了热源的可利用温差,向实用化的方向更迈进了一步。 最后本文结合整个太阳能循环系统,介绍了利用本循环的太阳能系统模型,分析了系统的整体效率。该太阳能空调的总效率最大可达到31.4%,其热力完善度在24%左右变化。本系统降低了太阳能集热器的回水温度,因此可提高集热器的集热能力及集热效率(该循环的集热器效率最高可达61.5%)。 通过与1.x系统的比较可以看出,本文所设计的太阳能制冷系统中的集热器可以获得更高的效率(比1.x级的约大2%),故而可以更加充分的利用太阳能集热器。虽然该循环的总效率要稍差于1.x循环(约小5%),同时热力完善度也要小3%左右,但该循环为增大热水利用温差提供了一种可能性,在利用集热器方面具有很好的优越性,同时系统具有更小的总换热面积,所需要的热水流量也减小,有一定的应用价值。 【关键词】：太阳能 吸收式制冷 循环 热力计算
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TB65
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 1.课题背景介绍11-19
• 1.1 太阳能的利用11
• 1.2 太阳能制冷的研究现状11-17
• 1.2.1 各个循环12-14
• 1.2.2 相关研究14-17
• 1.2.3 相关应用17
• 1.3 本文要做的主要工作17-19
• 2 系统流程及计算分析19-56
• 2.1 增大热源温差型制冷循环流程的设计及循环原理19-21
• 2.2 增大热源温差型制冷循环计算模型21-33
• 2.2.1 流程的热力计算22-27
• 2.2.2 各设备的传热面积计算27
• 2.2.3 程序结构及框图27-30
• 2.2.4 循环所用到的溴化锂溶液的及水的各状态参数计算30-33
• 2.2.4.1 溴化锂水溶液温度、质量分数、焓关系式30-31
• 2.2.4.2 溴化锂水溶液的平衡方程31-32
• 2.2.4.3 溴化锂溶液的结晶温度方程32
• 2.2.4.4 溴化锂溶液的密度与温度和浓度关系方程32-33
• 2.2.4.5 水蒸汽的饱和压力33
• 2.2.4.6 过热水蒸汽的比焓33
• 2.3 增大热水温差型溴冷机循环的计算结果与优选分析33-56
• 2.3.1 各变量对该循环的影响33-49
• 2.3.1.1 中间压力变化对循环的影响34-37
• 2.3.1.2 冷却水串、并联流程的比较37-39
• 2.3.1.3 热源进口温度变化对循环的影响39-41
• 2.3.1.4 冷媒水进口温度变化对循环的影响41-43
• 2.3.1.5 冷却水进口温度变化对循环的影响43-45
• 2.3.1.6 中间压力和热源进口温度同时变化对循环的影响45-46
• 2.3.1.7 冷媒水进口温度和热源进口温度同时变化对循环的影响46-47
• 2.3.1.8 冷却水进口温度和热源进口温度同时变化对循环的影响47-49
• 2.3.2 采用优选参数的循环49-50
• 2.3.3 增大热源温差型溴冷机循环与1.x循环的比较50-54
• 2.3.3.1 两循环流程比较51-52
• 2.3.3.2 两循环各指标比较52-54
• 2.3.4 本章小结54-56
• 3.利用太阳能的增大热源温差型制冷循环56-64
• 3.1 利用太阳能的增大热源温差型制冷循环的系统模型56-57
• 3.2 集热器57-59
• 3.3 系统的能量转换效率59-60
• 3.4 利用太阳能的增大热源温差型循环与1.x的比较60-62
• 3.5 本章小结62-64
• 4.结论64-67
• 4.1 全文主要工作及结论64-65
• 4.2 论文不足65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 硕士在读期间发表论文情况72-73
• 学位论文评阅及答辩情况表73

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

LiBr吸收式制冷机工质对的热物性（SI）    沈裕浩，丁力行

一个用太阳能驱动的新型吸收制冷循环    陈光明,冯仰浦,王剑锋,飞原英治

太阳能固体吸收式制冷系统的动态模型    林贵平,梅志光

一种高效太阳能混合吸收式制冷循环系统    万忠民,舒水明

Ⅰ型太阳能空气集热器传热性能分析    夏国泉,魏琪

太阳能吸收—蒸汽压缩式空调系统的优化分析    周燕,谢军龙,沈国民

二十一世纪中国能源发展的总趋势    安玉彬,刘旭东,田永春

新型1.x级溴化锂吸收式制冷机循环    王酣愚,王克勇,陈亚平

溴化锂水溶液的几个主要物性参数计算方程    贾明生

100kW太阳能制冷空调系统    李戬洪,马伟斌,江晴,黄志诚,夏文慧

挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算与分析    潘宝霞;贾朝阳;

复合墙体室内温度响应研究    许建柳;

地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型    李茜;苏华;李晓虹;张燕;

以蒸汽型替代直燃型中央空调    陈卫中,张荣玲

CSP连轧过程变形的有限元分析    李传瑞;王立涛;葛仁余;余小鲁;陈志浩;

农产品加工的供热管道在传输过程中的热损耗分析    宋如敏;王恒青;

简易性在计算方法设计中的应用研究    孙玉香;许勇;

浅析吸收式太阳能空调    杨军华;董军;

中高温热泵辅助太阳能三联供系统的实验研究    崔俊奎;赵军;黄涛;

非线性问题的改进加速迭代法    毕守一;朱永春;

圆柱形烟花热自燃数学模型研究    季玲玲;周光魏;寇智慧;赵保国;杜志明;郭泽荣;

太阳能空气集热器传热性能实验研究    魏琪;赵俊;

能耗统计在建筑节能工作中的应用    介鹏飞;李德英;

溴化锂第一类吸收式热泵的原理及应用    撒卫华;薛学营;

第二类溴化锂吸收式热泵在多晶硅行业的应用    宁文轩;姜琳琳;荣海;

电解槽保温技术的应用与探讨    贺建忠;幸利;马康康;

斯特林热机逆流换热式回热器    孔令斌;

水下湿法焊接温度场的数值模拟    赵博;武传松;

双辊带材铸轧侧封技术中熔融钢液液面宽度对侧封板所受温度场和应力场的影响    宋小伟;孙斌煜;

空冷器环肋的熵最小化原理分析    王立新;

密度锁内水力特性的研究    谷海峰

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

溴化锂水溶液微观特性的分子动力学研究    朱蓓蓓

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究    姚栋伟

冷变换器原理及其在低品位热驱动制冷系统中的应用研究    何丽娟

槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化    朱登亮

高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究    李国富

热电联产系统冷源领域节能及耦合机理研究    林振娴

新型分布式供能系统热力特性研究    王锡

高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究    侯建军

矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断    亓玉栋

井下工具油浸试验装置温度控制系统分析    赵达

纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块墙的研究与开发    刘永

钢管组对机总体方案设计及关键技术研究    王建秋

太阳能空气采暖系统变流量运行策略优化方法研究    张志成

渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究    徐义洪

CPU热柱散热器的实验研究及流场和温度场的数值模拟    李艳红

AP1000核电蒸汽发生器管子与管板胀/焊过程模拟与接头性能研究    闫宗宝

二元恒温系统汽液相平衡测试与模型化关联    范冬福

太阳能空气集热器Ⅱ型的数学模型和数值计算    林金清,苏亚欣

多层建筑太阳能热水系统的设计    王宏宇

板壳式溴化锂吸收式制冷机—紧凑化的选择    陈亚平,张宝怀,施明恒

三效溴化锂制冷机研发的新思路——换热器板壳化    陈亚平,张宝怀,施明恒

一种简便实用的湿空气性质计算方程    贾明生

V形隔热膜平板集热器性能的研究    郑振宏,黄志成,陈红荣,黄雪珠,岑泽添

太阳能空气集热器热性能与空气流量率关系的试验研究    毛润治

100kW太阳能制冷空调系统    李戬洪,马伟斌,江晴,黄志诚,夏文慧

太阳能吸收式空调及供热系统的设计和性能    何梓年,朱宁,刘芳,郭淑玲

热管式真空管集热器的热性能研究    何梓年，蒋富林，葛洪川，李炜

双级制冷系统最佳中间压力的计算    黄翔;

双级溴化锂制冷循环的中间压力分析    何嘉鹏,方贤德

二级压缩式制冷装置的最佳中间压力    Manohar Prasad;李大德;

利用低势能源的双级溴化锂制冷循环中间压力的数学模型    何嘉鹏,王东方,姜正良,鄢建平

确定带经济器螺杆制冷压缩机最佳运行状态——调节中间压力    刘光璋,朱斌祥

双级溴化锂制冷循环中间压力的计算机模拟    何嘉鹏,施庆生,龚延风,方贤德,姜正良

双级溴化锂制冷循环中间压力优化计算数学模型    何嘉鹏,王东方,王克金

两级吸收制冷循环中间压力对热力系数的影响    何嘉鹏 ,王路威 ,王东方 ,韩丽艳

低温热驱动两级吸收式制冷系统中间压力的确定    卢玫,李冰,李美玲

机冷车制冷压缩机性能的测试方法    吕业强

双级溴化锂制冷循环中间压力对热力系数影响的分析    何嘉鹏;王东方;鄢建平;姜正良;

制冷系统中双级配搭压缩制冷装置中间压力的确定    王学峰;郝熙欢;

制冷系统中双级配搭压缩制冷装置中间压力的确定    王学峰;郝熙欢;

中间压力带蒸发器负荷的双级压缩系统的探讨    赵育川;

准二级压缩热泵系统的热力学分析    赵会霞;马国远;

蒸气喷射式旋转压缩机理论研究    谢飞;黄波;

汽车空调两级制冷系统的性能试验研究    张兴群;黄东;袁秀玲;

双级压缩变频空气源热泵系统及其性能分析    田长青;石文星;李先庭;彦启森;

制冷工程辅助设计的微机可视化编程    韩耀明;

DVM PLUS Ⅲ——高效、环保、性能卓越的空调系统    

变容量双级压缩热泵级间匹配耦合特性    金旭

应用“L”型脉管和紫铜泡沫金属的四阀型脉管制冷机研究    王坤

CO_2跨临界水—水热泵及两缸滚动活塞膨胀机的研究    姜云涛

新型吸收式制冷循环构建理论及其应用研究    洪大良

低温空气源热泵系统中间压力及（火用）分析    祖丰

增大热源温差型太阳能制冷系统    尹茜

CO_2双级滚动转子压缩机的设计与受力分析    文子强

二氧化碳移动式空调器性能仿真与优化    余勇

CO_2双级压缩制冷循环及闪蒸式中冷器的研究    乔琳琳

增大热源温差型太阳能制冷系统的优化    薛小代

大型制冷系统的节能分析    修洪君

太阳能驱动蒸气喷射式制冷循环的模拟及分析    王子敬

利用荧光技术对SiO_2胶体流动性能的实验研究    张磊

氨水溶液解吸—压缩制冷循环动态特性的研究    郑婷