被动式太阳能喷射制冷系统的研究

【摘要】： 本文研究了被动式太阳能喷射制冷系统的工作原理和性能。该制冷系统是一种以太阳能作为驱动热源,依靠冷凝器和发生器之间的高度差得到的重力压头取代循环泵将冷凝液体返回发生器的喷射制冷系统,由于系统没有运动部件,其结构简单,运行稳定可靠,维护容易,使用寿命长。 论文首先介绍了太阳能的资源分布和特点、太阳辐射计算以及真空管集热器的传热模型;系统地分析了喷射制冷的原理和工作特性,并采用等压模型进行了喷射器的设计,提出了喷射系数的计算方法,编制了程序;然后对被动式喷射制冷系统的组成和适用的工质,进行了分析和计算,计算结果表明,系统的性能系数随发生温度的升高而增大,随冷凝温度的升高而减小,随蒸发温度的升高而增大,冷凝温度对系统性能系数的影响比较大;在上述研究的基础上,本文对被动式太阳能喷射制冷系统进行了设计,对整个系统的各部分建立了传热模型,根据南京地区夏季的太阳辐射强度,数值模拟了被动式太阳能喷射制冷系统在一天中不同时段制冷量和性能系数的变化,模拟结果表明,系统的制冷量和性能系数随太阳辐射强度的增强而增强,随太阳辐射强度的减弱而减弱,另外集热水箱的容量大小对系统的运行也有很大的影响;最后,将被动式太阳能喷射制冷系统和某一具体民用建筑相结合,组成了一套夏季提供空调制冷,一年四季提供生活热水,在寒冷的冬季还可以提供热水地板辐射采暖的太阳能空调和供暖系统,并对该系统进行了热工设计和技术经济分析。 论文的计算和分析表明,被动式太阳能喷射制冷系统的性能系数COP较低,但由于该系统是利用太阳能作为驱动热源的且可以和建筑相复合,同以电能驱动的压缩式制冷系统相比,在节能和环保方面具有一定的优势和发展的现实意义。相信随着太阳能集热器和喷射器技术的不断完善和发展,太阳能热利用和建筑结构复合技术的进步,与建筑复合的被动式太阳能喷射制冷系统在生态住宅领域将会有广阔的应用前景。 【关键词】：太阳能 空调 喷射器 被动式喷射制冷 数值模拟
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK519
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 能源、环境及可持续发展8-9
• 1.2 国内外太阳能空调制冷技术研究与发展的现状9-11
• 1.3 喷射制冷空调系统的研究现状11-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-16
• 第二章 太阳辐射计算及全玻璃真空管集热器传热过程模型16-28
• 2.1 我国的太阳能资源分布16-17
• 2.2 太阳能的特点17-18
• 2.2.1 太阳能的优点18
• 2.2.2 太阳能的缺点18
• 2.3 太阳辐射的计算18-22
• 2.3.1 太阳角的计算18-20
• 2.3.2 太阳辐射量的计算20-22
• 2.4 太阳能集热器性能的研究22-28
• 2.4.1 全玻璃真空集热管结构22
• 2.4.2 全玻璃真空管集热器的几种型式22-23
• 2.4.3 全玻璃集热管的热性能分析23-27
• 2.4.4 集热器的瞬时效率27-28
• 第三章 蒸汽喷射制冷系统28-36
• 3.1 蒸汽喷射制冷循环28-30
• 3.2 蒸汽喷射器的工作原理30-31
• 3.3 喷射器的性能研究31-32
• 3.4 喷射系数的计算32-33
• 3.5 喷射器的设计33-36
• 第四章 被动式喷射制冷系统的性能研究36-42
• 4.1 被动式喷射制冷系统描述36-37
• 4.2 被动式喷射制冷系统性能参数37-39
• 4.2.1 系统的性能系数37
• 4.2.2 系统的(火用)效率37-38
• 4.2.3 发生温度、冷凝温度、蒸发温度对系统的性能系数的影响38-39
• 4.3 被动式喷射制冷系统工质的选择39
• 4.4 被动式喷射制冷系统两种制冷工质性能的比较39-41
• 4.5 小结41-42
• 第五章 被动式太阳能喷射制冷系统及其性能的模拟研究42-50
• 5.1 被动式太阳能喷射制冷系统描述42
• 5.2 被动式太阳能喷射制冷系统的设计42-45
• 5.2.1 系统设计条件和热负荷42-43
• 5.2.2 被动式太阳能喷射制冷系统的安装高度43
• 5.2.3 太阳能集热器面积的计算43-44
• 5.2.4 喷射器的设计计算44-45
• 5.3 被动式太阳能喷射制冷系统各组成部分的传热模型45-47
• 5.3.1 太阳能集热器的传热模型45
• 5.3.2 发生器的传热模型45-46
• 5.3.3 喷射器的一维流动模型46
• 5.3.4 冷凝器的传热模型46
• 5.3.5 蒸发器的传热模型46-47
• 5.4 数值模拟结果和分析47-50
• 5.4.1 一天中不同时间段系统制冷量和性能系数的变化48-49
• 5.4.2 小结49-50
• 第六章 被动式太阳能喷射制冷系统与建筑的结合50-58
• 6.1 太阳能空调的意义50
• 6.2 太阳能集热器50-51
• 6.2.1 太阳能集热器的布置和安装倾角50-51
• 6.2.2 太阳能集热器的连接方式51
• 6.3 被动式太阳能喷射制冷系统与建筑结合的系统设计51-58
• 6.3.1 太阳能与建筑的结合52-53
• 6.3.2 U型管式真空管集热器系统53
• 6.3.3 被动式喷射制冷系统的设计53
• 6.3.4 集热水箱53-54
• 6.3.5 地板辐射供暖系统54-55
• 6.3.6 辅助热源55
• 6.3.7 自动控制系统55
• 6.3.8 系统示意图55-57
• 6.3.9 经济性分析57-58
• 第七章 结论与展望58-59
• 参考文献59-61
• 致谢61-62
• 作者攻读硕士学位期间发表论文62

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