基于太阳能的吸附式制冷机变热源特性及运行策略研究

【摘要】： 硅胶-水吸附式冷水机组由于其环保,节能以及卓越的低温驱动性能,因此在余热及太阳能利用方面有着巨大的发展空间。在以往的研究中,人们将注意力主要集中在吸附机组的稳态热源特性,而忽视了吸附机组的变热源特性研究。其实在吸附式冷水机组的实际使用中,由于太阳能及余热的不稳定性和间歇性,热源温度变化是一个不可避免的问题,目前吸附机组对于变工况适应性的不足已经成为了吸附机组推广使用的瓶颈之一;再加上由于对吸附式制冷机的变热源特性及其部件参数变化不够了解,因而缺乏有针对性的变热源运行策略。所以有必要研究吸附式制冷机的变温响应特性。 吸附式制冷机由于其吸附/解吸过程的交变特性,因此其热源的消耗以及冷量的输出都有很大的波动。当系统中有多台制冷机并联运行时,这种波动可能会由于相 互叠加而变得很大,从而影响系统的有效运行。 因此,本文的工作主要集中于以下几个方面: 1)建立吸附式制冷机的动态变化模型用以预测吸附式制冷机在变热源下的性能。在建模过程中采用了三层换热器模型以考虑金属以及驻留水量的热容对于机组的影响;同时考虑了吸附机组内部各换热器沿流体方向温度的不均匀性,因此对于蒸发器,冷凝器以及吸附床等部件,沿着流体方向进行一维建模;还考虑了冷凝器表面的凝结水对于机组性能产生的影响。通过实验验证,在大多数工况下模型的预测值与实验值的误差都在15%以内。 2)构建了吸附式制冷机性能试验台,进行了一系列典型工况下的实验,并结合本文中的动态模型来研究硅胶-水吸附式制冷机在近似线性变化热源下的性能响应特性。总结得到:机组的性能不但受热源温度的影响,还受到热源温度变化速度的影响。当热源平均温度相同时,机组的性能随着热源变温速度的升高而衰减,当热源变温速度从-0.2°Cmin-1变化到0.2°Cmin-1时,吸附机组制冷功率最大可以相差18%,而机组COP最大可以相差30%。 3)建立了由太阳能热驱动的吸附式空调系统,通过一系列实验分析了基于太阳能的热源变化特性及其对吸附机组性能的影响,并提出了不同太阳日照条件下系统的运行策略。通过模型仿真及实验数据的分析,总结出当日总太阳辐照量较大时(20MJm-2),开式系统的性能稍优于闭式系统,但闭式系统的电力COP将高于开式系统35%左右;而当日总太阳辐照量较小时(13.7MJm-2),开式系统比闭式系统更为合适。 4)分析了多台吸附式制冷机并联运行时系统的性能及其波动,并提出了多台吸附式制冷机错相运行策略;通过理论及实验数据的分析证明:选取一个合理的相位差可以提升系统的性能并减小其波动,该相位差称之为最佳相差。最佳相差可以选取为:吸附机组的工作周期除以吸附机组的数量。 【关键词】：吸附 硅胶-水 变热源 组群控制
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TB651
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外吸附式制冷研究现状15-19
• 1.3 本文的主要工作19-20
• 第二章 硅胶-水吸附式冷水机组动态模型20-38
• 2.1 概述20
• 2.2 硅胶-水吸附式冷水机组工作原理20-22
• 2.3 吸附式制冷机的部件22-25
• 2.4 部件模型的建立25-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第三章 吸附式冷水机组变热源性能分析38-54
• 3.1 概述38
• 3.2 研究的热源38-40
• 3.3 实验研究40-43
• 3.4 实验结果及理论分析43-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 基于太阳能热源的吸附式冷水机组运行特性及策略研究54-74
• 4.1 概述54
• 4.2 基于太阳能的吸附式制冷机变热源研究54-57
• 4.3 太阳能空调系统的理论建模57-61
• 4.4 太阳能热驱动的热源变化特点61-65
• 4.5 基于太阳能的吸附机组运行策略65-72
• 4.6 本章小结72-74
• 第五章 吸附式冷水机组多机并联运行策略研究74-92
• 5.1 概述74
• 5.2 实验系统74-78
• 5.3 系统的理论建模78-83
• 5.4 两台吸附式制冷机并联运行模式实验研究83-85
• 5.5 最佳相差的理论分析85-89
• 5.6 吸附机组台数对于稳定性的影响89-90
• 5.7 本章小结90-92
• 第六章 总结与展望92-94
• 参考文献94-98
• 致 谢98-99
• 攻读学位期间发表的学术论文目录99

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

吸附剂中氢含量的测定    神承复,钱景华,张钰蓉,王维龙,吴小凤,张阿根,张龙兴,臧德鸿

高温脱硫吸附剂    田安意,李四生,王宇红,赵津,沙兴中

变压吸附法净化氢气    吝子东;

固相离子交换法制备Cu(Ⅰ)β沸石及其吸附脱除噻吩的研究    康善娇;窦涛;李强;张瑛;

反气相色谱法测定燃料乙醇专用吸附剂对水和乙醇的吸附    韩秀丽;刘金盾;马晓建;董科利;

不同组成粉煤灰吸附亚甲基蓝的性能和机理研究    刘转年;赵西成;

碳质吸附剂吸附溶解性有机质的研究进展    龚兵丽;邱宇平;程海燕;赵雅萍;黄民生;

固定含氚泵油吸附剂性能实验研究    任俊树;王东文;万小岗;

自净式电容器性能的研究    刘人灿;

活性炭负载Fe(Ⅲ)吸附剂去除饮用水中的As(Ⅴ)    姚淑华;贾永锋;汪国庆;石中亮;

霉菌毒素吸附剂在肉鸡试验中的效果研究    付双喜;冯定远;

高效空分制氧吸附剂LiLSX的组成和性能评价    李宏愿;尹伟民;魏渝伟;庞玲玲;王玉峰;何连清;

乙醇体系中硅胶负载二乙烯三胺吸附剂对金属离子的吸附研究    刘筱;张盈;

砷锑酸盐在铜电解液净化中的应用    陈启元;王学文;尹周澜;张平民;

聚乙烯醇为载体的双亲LDL吸附剂的制备及吸附性能研究    刘清平;王深琪;孔德领;

吸附法FCC汽油深度脱硫吸附剂研究    韩雪莲;王刚;董群;王鉴;

多器官功能障碍综合征血液吸附剂的研究进展    李莉;潘继伦;俞耀庭;

采用吸附剂回收乙烯的研究进展    张志翔;

吸附剂型回热器热声热机    余文峰;罗运文;李青;郭方中;

太阳能固体除湿制冷吸附剂的特性研究    崔群;姚虎卿;陶刚;

新型高效生物活性吸附剂问世    新华

在敬业与精业中创造奇迹    任继凯孙庆 杨艳

国产芳烃吸附剂工业化应用试验成功    张彦昌 李增杰

一种氧化铝吸附剂的制备方法    田书振

国产芳烃吸附剂工业化试验成功    彦昌 增杰

鞍钢热连轧技术首次输出 国产芳烃吸附剂打破垄断　    李呈叶 吴先明 尹其浩 邵光鹏

超强吸附剂，可吸附水中几乎全部微生物    记者 魏忠杰

智能化吸附剂开启药品研发新课题    徐铮奎

雅保将收购吸附剂科技公司    孟晶

谨防饲料防霉剂和吸附剂的“神话”    黑龙江生物科技职业学院 田培育

高比表面积活性炭的制备、表征及应用    王秀芳

新型高效尿素氮及肌酐吸附剂    梁足培

汽油馏分的吸附脱硫及红外光谱研究    田福平

鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究    钟华

负载型金属氧化物反应吸附模型化合物及FCC汽油中硫化物的研究    尹海燕

铁锰基吸附剂中温脱硫性能及气氛效应的研究    任秀蓉

改性壳聚糖吸附剂脱除烟气中汞的实验与机理研究    张安超

半焦负载锌锰铜吸附剂的加压浸渍法制备及其中温煤气脱硫性能的研究    郑仙荣

新型功能化吸附剂的制备及其对痕量金属离子的分离富集    张莉

新型功能化吸附剂的制备及其在金属离子分析中的应用    李振华

聚丙烯酰多乙烯多胺系树脂的合成及对LDL的吸附性能研究    焦银春

磷酸活化—微波热解法制备污泥吸附剂及其吸附除铬研究    杨柳

稀土吸附剂城市污水深度脱氮除磷    陈玉保

一种球形木质素金属吸附剂的研制及其应用研究    洪树楠

柱撑膨润土在饮用水处理中的应用    时小兵

高性能显象剂的研制    程相春

固定Cyanex272的桔皮纤维素类吸附剂制备及其对吸附重金属铅（Ⅱ）和镉（Ⅱ）的应用研究    陈丽华

变压吸附法脱除二氧化碳的研究    陈道远

KL-Ⅲ型吸附剂在固定床吸附器中的吸附特性研究    祝春进

碳羟磷灰石的制备及对重金属离子的吸附研究    郑伟