太阳能吸附制冷机的设计及性能优化研究

【摘要】：能源问题、环境问题是人类发展所面临的两个重大问题。以电能驱动的传统压缩式制冷系统作为大型能耗产品，对电力的供应将是严峻的考验，并且由于采用氯氟烃类（CFC, HCFC）制冷剂，由于对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，因而面临着逐步禁用的严峻挑战。太阳能吸附式制冷将太阳能与吸附式制冷联系起来，节能环保、绿色低碳。 国内外对于吸附式制冷系统的研究主要集中在三个方面：吸附剂－制冷剂工质对的性能研究、制冷循环方式的研究、强化传热（吸附床）的研究。由于单纯吸附剂存在导热性能差、膨胀结块等缺点，故添加一定比例的多孔介质、高导热材料来制作混合/复合吸附剂尤为必要。 本文以热力学定律为基础，对太阳能制冷系统主要功能模式进行了热力学计算并建立数学模型，根据青岛地区的气象和地理条件对系统的主要部件进行了选型，运用CFD进行数值模拟，对结果进行分析优化，为试验台各关键部件的选型提供理论依据。 本文通过对不同比例氯化钙溶液浸泡膨胀石墨制作的混合吸附剂的导热性能测试后发现：添加石墨后的混合吸附剂导热系数达3W/(m·K)，比纯氯化钙提高60多倍，通过数值模拟计算，改善后的混合吸附剂在吸附床中达到稳态时间比纯氯化钙缩短2000s，温度提高近17℃。对冷凝蒸发器进行设计计算选用板式换热器，用设计计算后的参数作为数值运算初始值进行模拟分析，在入口为0.022m/s时，单面换热后出口处气相率高达95%。经设计计算选用槽式太阳能集热器，在青岛地区夏季正午光照情况下，集热管内流体半小时温度可达100℃，为本实验提供稳定的热源。 最后对本文太阳能吸附式制冷系统设计选型、模拟优化等做出总结，并展望了将来的研究方向。 【关键词】：太阳能 吸附式制冷 选型设计 数值模拟
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB651;TK519
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 符号说明9-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题背景10-13
• 1.1.1 太阳能利用概况11-13
• 1.1.2 太阳能吸附式制冷简介13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 吸附式制冷研究现状13-14
• 1.2.2 吸附式制冷研究方向14-16
• 1.2.3 CFD 在吸附式制冷中的应用16-17
• 1.3 选题的目的与意义17-18
• 1.4 本课题研究的内容及方法18-19
• 2 吸附式制冷工艺设计19-27
• 2.1 吸附原理19-20
• 2.2 吸附式制冷系统设计20-26
• 2.2.1 系统设计及原理20-22
• 2.2.2 系统工况分析22-26
• 2.3 本章小结26-27
• 3 吸附制冷工质对的选择27-33
• 3.1 吸附工质对的简介27-29
• 3.2 CACL_2-NH_3 的工作过程29-32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 混合吸附剂的制备及传热特性分析33-42
• 4.1 主要原材料34
• 4.2 实验设备及仪器34-35
• 4.3 混合吸附剂制备35
• 4.4 性能测试与结果分析35-41
• 4.4.1 性能测试35-37
• 4.4.2 结果与分析37-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 吸附床的设计及温度场模拟优化42-60
• 5.1 吸附床述概述42-43
• 5.2 吸附床选型计算43-49
• 5.2.1 吸附床设计计算43-47
• 5.2.2 吸附床选型47-49
• 5.3 吸附床的温度场计算49-58
• 5.4 本章小结58-60
• 6 冷凝器（蒸发器）的选型设计及模拟优化分析60-74
• 6.1 冷凝器简介60-63
• 6.2 冷凝器的计算设计63-68
• 6.3 冷凝器（蒸发器）的数值模拟及优化分析68-73
• 6.4 本章小结73-74
• 7 集热器的设计与性能模拟优化分析74-80
• 7.1 集热器的设计74-75
• 7.2 集热器的性能模拟75-78
• 7.3 集热器配套器件78-79
• 7.4 本章小结79-80
• 8 系统其他部件选型设计80-83
• 本章小结82-83
• 9 结论与展望83-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利目录89-90

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

太阳能固体吸附式制冷系统吸附床内单元管传热传质分析    桂贤,吴立志

用激光导热仪测定炭黑填充橡胶的导热系数    何燕;马连湘;

吸附床传热性能的数值模拟    孙黎明;邓艳芝;凌祥;

Adsorption performances and refrigeration application of adsorption working pair of CaCl_2-NH_3    

新能源和可再生能源产业发展“十五”规划    

固体吸附制冷吸附床数值分析及强化传热技术    王定标;向飒;程东娜;周俊杰;

热泵技术的发展与应用    张勇,刘群生,李云苍

太阳能集热器及其适用性浅析    范海燕;迟炳章;

钛制板式换热器在海水淡化中的应用    张文毓;

吸附式太阳能冰箱的研究    谭盈科,冯毅,崔乃瑛,徐展殷

高导热先进复合材料设计制备及应用技术研究    陶国良

铝合金高温储热材料相变储热机理研究    张适阔

日光温室采光与下挖深度优化设计    李霞;于贤昌;艾希珍;李清明;

户用PV系统设计    牟志平;

太阳能地板辐射采暖系统的应用研究    贺立三;刘振波;高林朝;高艳军;

云南省昆明市高校太阳能热水系统的研究    韩雷涛;谢建;苏庆益;

水源热泵节能原理与系统设计    刘德彧,高建岭,王晓纯

太阳能沸石储热技术的实验研究    张建国,陈永昌,林宏佐

一种四态制冷新型中央空调系统    夏媛;姚超;刘剑雄;王宝根;

Experiment research on grain drying process in the heat pump assisted fluidized beds    

太阳能固体吸附式制冷系统吸附床内单元管传热传质分析    桂贤,吴立志

金属表面膜层连接的几个技术问题    龚晓辉,刘慎和

太阳能空气集热器传热性能实验研究    魏琪;赵俊;

环氧丙磺酸钠改性脱细胞猪真皮基质材料的亲水性与吸湿动力学研究    但年华;肖世维;林海;但卫华;

单元管长度对壳管式吸附床传热特性的影响    魏莉;陈焕新;张威;董媛媛;张绰;殷明;

太阳能环保游船    王璐;籁斌贤;王宗耀;王建明;

低碳生态材料的开发之路    陈锦祥;

新型高效复合吸附剂开发及吸附性能实验    杨国忠;王如竹;夏再忠;

博物馆人工环境控制与节能研究    郑爱平;刘静;吴乐颂;

污泥活性炭吸附加替沙星的机理研究    吕泽瑜;姚宏;张波;

终端能量梯级效能研究与发电照明技术应用    祝传福;

太阳能在牧草干燥中的应用研究    宋莎莎;黄净洁;李粤;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

具有醇酯结构组成的低酸值抗磨剂提高加氢柴油润滑性能研究    林宝华

纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究    赵佳飞

MCFB烟气净化系统的多种污染物协同脱除研究    刘海蛟

石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究    展秀丽

聚羧酸超塑化剂的合成、性能和分散吸附行为研究    傅乐峰

国家石油储备基地运行管理研究    朱根民

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

碟式斯特林太阳热发电系统太阳模拟器的设计与实验研究    杜景龙

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

河南太阳能热水器与住宅一体化设计研究    刘磊

污水源热泵中塑料换热器的研究    亓云鹏

太阳能果蔬脱水车间性能试验及苹果脱水工艺优化研究    高兴海

太阳能供暖系统的模拟研究    安丽

氨水解吸—压缩制冷循环的试验研究    刘小军

糠醛渣与改性糠醛渣的制备、表征及吸附特性研究    高晓荣

地热供暖CDM方法学应用研究    张义军

居住建筑室内设计中的建筑节能策略研究    丁翠

一种新型的太阳能光伏发电控制系统的研究    刘凤龙

石墨填充聚丙烯的研究    何均敏,张平

酚醛树脂/石墨导热塑料性能研究    钱欣,濮阳楠,金扬福

Al-Mg-Si合金时效强化初期的价电子理论研究    高倩;林成;曹力生;刘志林;

Al-Mg-Si合金的价电子结构分析    高英俊,李云雯

金属相变储能与技术的研究与发展    孙建强;张仁元;

碳纤维阳极氧化法处理对复合材料界面性能的影响    曹海琳,黄玉东,张志谦,刘立洵

碳纤维γ射线辐照处理对其复合材料界面性能的影响    马恒怡,黄玉东,张志谦

导热高分子复合材料的研究与应用    马传国,容敏智,章明秋

玻璃纤维/聚丙烯复合材料界面研究    刘立洵,李俊伟,张志谦,黄玉东

美国、日本和中国钛工业发展评述    周廉

聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究    王家俊

相平面价电子结构及其在合金研究中的应用    孙振国

利用热管强化吸附床内的传热传质    杨锋,袁修干,林贵平,杨春信

柴油机余热吸附式制冷系统的动力学实验研究    徐震,梅宁,谢迎春

活性炭-氨吸附式制冷循环中吸附床的传热传质性能研究    王树刚,王如竹,曲天非

太阳能固体吸附式制冰机热动力学性能分析模型及实验    李明,王如竹,施锋

吸附式制冷研究概况    王如竹，戴巍，周衡翔

吸附方法    Ravi Ku■ar;Allentown Pa;孙学芳;

沸石-水吸附床二维传热传质模型    林贵平,文东升

可编程控制器在烟气余热吸附式空调中的应用    山宏刚,吴静怡

制冷系统中吸附床传热传质分析与实验研究    曹艳芝;冯国红;郝红;

车辆尾气热驱动的转轮固体吸附制冷空调系统研究    刘忠宝,姚洪伟,王浚

单元管长度对壳管式吸附床传热特性的影响    魏莉;陈焕新;张威;董媛媛;张绰;殷明;

吸附式空气取水器的吸附床内传热传质分析    刘业凤;王如竹;

双吸附器回热循环中吸附床温度场的分析    张华俊;韩宝琦;陈旭;田伟明;郭连顺;孙国平;

翅片管式硅胶-水吸附床优化设计    周毅;李炳熙;高晓燕;付忠斌;

丁辛醇装置回收尾气中氢气的措施及实践    黄绍海;

吸附床内流体流动特征的物理和数值模拟    刘永兵;陈纪忠;阳永荣;

天然气吸附床吸附过程的数值模拟    钱焕群;徐大坤;朱义成;

CaCl_2-CH_3OH吸附式制冷的特性研究    宋飞;杜维明;吴业正;

硅胶及其混合吸附剂—水吸附工质对性能测试    陈传涓;王如竹;夏再忠;R.G.Oliveira;胡金强;

变压吸附空分制氧技术进展    唐伟;刘世合;张佳平;谢有畅;

有机废气处理环保难题被攻克    记者 田兆运

企业青睐CO_(2)吸附精馏法新工艺    记者 李晓岩

优化冶炼 节能降耗    本报记者 王庆

吸附法治理有机废气    本报记者 高杰

变压吸附制氧技术：冶金用氧新途径    王庆

变压吸附制氧的开路先锋    本报记者 王繁泓

15单位获市节能专项资金扶持    赵聪

投资2.1万 年节省成本621万    本报记者 郭秀玉实习记者 杨康

化学吸附式制冷系统的数值模拟和实验研究    齐朝晖

燃料电池汽车余热驱动的活性炭—甲醇吸附式制冷系统的研究    杨培志

氯化钙/膨胀石墨混合吸附剂的吸附特性及其在双热管型吸附制冷系统中的应用    王凯

石英砂负载氧化铁（IOCS）吸附去除锑、磷研究    许光眉

中温余热吸附制冷用复合吸附剂及吸附床研究    孟祥睿

毛细辅助蒸发理论与实验研究    杨国忠

流态化吸附制冷技术的理论及实验研究    徐敬玉

吸附式热泵循环过程的模拟及实验研究    朱冬生

新型四塔变压吸附提纯氢气过程研究    吕昌忠

小型LNG装置的预处理与液化流程研究    曹文胜

重力式热管吸附床结构及传热特性研究    董媛媛

吸附式多发生器的结构及制冰性能分析研究    魏莉

新型吸附床太阳能冰箱的实验研究    兰青

烧结式热管吸附床的结构设计及实验研究    王春娟

中温余热单元管吸附制冷的实验研究    尹树桂

新型硅胶—水吸附式制冷实验台系统性能研究    周毅

重力式热管吸附床的结构设计及性能研究    于可真

太阳能吸附式空调器吸附与解吸过程分析    曹艳芝

热管式吸附床在船舶吸附式制冷中的应用研究    谷杰然

硅胶—水吸附式制冷系统的数值模拟    高晓燕