太阳能化学吸附式制冷系统仿真

【摘要】：吸附式制冷采用环境友好型吸附剂，可有效利用低品位热源，在环保节能方面有着传统压缩式制冷所不能拥有的优势，因此受到广泛的重视。然而吸附式制冷要实现实际应用还存在着不少问题，工质对化学反应需要花费大量的时间，使得整个系统循环周期较长，这是吸附式制冷没有得到广泛应用的主要原因。如何提高制冷系统的制冷效率是当今吸附式制冷研究中的重点内容。 本文中的吸附式制冷系统系统为以太阳能为主要能量来源，制冷剂为氨，吸附剂采用氯化钙。为了研究影响系统制冷效率的因素，本文使用Matlab/Simulink软件对吸附制冷系统进行了仿真。本文的主要工作和成果如下： （1）在分析基本吸附制冷循环的基础上，建立了吸附制冷热力过程中的计算表达式.采用Matlab/Simulink模拟手段对氯化钙-氨制冷工况对制冷性能的影响进行了热力计算及分析.本文研究了不同解吸终了温度、蒸发温度、冷凝温度、吸附终了温度对系统COP的影响。经过分析发现，解吸终了温度在90℃附近时系统COP达到最大值，提高蒸发温度，降低冷凝温度和吸附终了温度有利于系统COP的提高。 （2）设计了一个太阳能连续吸附式制冷系统，包括氨蒸发器、氨冷凝器及两个吸附床，采用Matlab/Simulink对系统进行模块化仿真。通过仿真结果，得到了吸附床温度的变化规律，分析了热水箱容积、冷凝温度、蒸发温度、循环时间对制冷效率的影响，为以后的实验研究提供理论依据。 【关键词】：吸附式制冷 化学吸附 动态特性 模块化建模 仿真
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB657
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 符号说明8-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.2 吸附式制冷的工作原理12-16
• 1.2.1 吸附原理12-14
• 1.2.2 吸附式制冷原理14-16
• 1.3 吸附式制冷的研究现状16-21
• 1.3.1 吸附工质对的研究17-19
• 1.3.2 吸附床传热传质的改进19-20
• 1.3.3 吸附式制冷循环方式的研究20-21
• 1.4 太阳能吸附式制冷存在的不足21
• 1.5 本课题的研究内容及方法21-23
• 2 氯化钙—氨吸附原理与解吸反应模型的建立23-32
• 2.1 氯化钙—氨吸附/解吸机理23-25
• 2.1.1 氯化钙—氨的络合机理23-24
• 2.1.2 氯化钙—氨吸附制冷原理24-25
• 2.2 吸附速率方程25-27
• 2.3 氯化钙—氨解吸数学模型的建立27-29
• 2.4 MATLAB／Simulink 系统仿真技术29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 基本循环吸附式制冷系统仿真32-41
• 3.1 吸附制冷系统的能量流动分析32-33
• 3.2 基本循环数学模型33-35
• 3.3 系统仿真模型建立35-37
• 3.4 计算结果分析37-39
• 3.5 本章小结39-41
• 4 连续型吸附式制冷系统仿真41-57
• 4.1 制冷系统简介41-42
• 4.2 吸附制冷系统数学模型的建立42-45
• 4.2.1 吸附床、冷凝器/蒸发器的能量平衡方程42-44
• 4.2.2 系统性能指标的求取44-45
• 4.3 数值模拟的工况条件及物性参数45-46
• 4.3.1 工况条件45
• 4.3.2 物性参数45-46
• 4.4 吸附制冷系统建模46-50
• 4.5 仿真结果分析50-55
• 4.5.1 吸附制冷系统的运行分析50-51
• 4.5.2 热水箱容积对 COP 的影响51-52
• 4.5.3 冷凝温度对 COP 的影响52-53
• 4.5.4 蒸发温度对 COP 的影响53-54
• 4.5.5 循环时间对 COP 的影响54-55
• 4.6 本章小结55-57
• 5 结论与展望57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利目录65-66

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