蓄冷型太阳能喷射—压缩复合系统实验研究

【摘要】：随着节能减排、倡导低碳生活日益成为当今的主题,倡导绿色生活,开发利用太阳能等清洁能源日益受到人们的重视。在夏季,太阳能喷射制冷系统可以有效利用太阳能进行制冷,进而为建筑物供冷。但是受太阳辐射影响,当阴天或夜间等太阳辐射条件不好时,系统就难以满足建筑物的供冷需求,而当太阳能条件较好时,太阳辐射又会出现裕量。为了充分利用太阳能资源,本文针对蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统进行深入实验研究。 本文在热力分析计算的基础上对单独太阳能喷射制冷系统实验台进行了改造,增加了压缩蓄冷系统,并对相关设备进行了设计和选型。本文的主要研究工作有: (1)对蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统进行了热力学分析,分析表明复合系统的性能优于单独太阳能喷射系统和单独电压缩系统,并且存在最优的中间温度范围,当冷凝温度为35℃时,中间温度在5℃至10℃范围内系统能效比最高。 (2)在热力分析的基础上对实验台进行设计,完成蓄冰槽、中间换热器、压缩机等设备的设计或选型;对实验台需要的水系统、电气控制系统和测量系统进行了设计、加工制作或选型。建成蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统实验台。 (3)针对一定的工况条件进行实验研究。当系统冷凝温度为32℃、中间温度为15℃、蒸发温度为-5℃、-10℃、-15℃时,发生温度从72℃变化到82℃时系统的能效比和COP均呈现先升高后降低的趋势,总功耗呈现先降低后升高的趋势,其能效比和COP分别可达2.65和0.155,最优的发生温度工作范围为76℃至78℃;研究了发生温度分别为75℃、80℃、85℃,冷凝温度为35℃时,中间温度从5℃变化到20℃时对系统能效比、制冷量、功耗等的影响;此时系统的能效比可达2.6,制冷量可达1350W,最优的中间温度工作范围为12℃至15℃。 研究结果表明,蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统在相应工况下运行稳定,基本符合设计要求;通过研究发现对于蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统,发生温度和中间温度都存在最优工作区域,在此区域内,系统的性能较好,同时进一步分析了复合系统中压缩机的运行情况,为系统下一步更深入的研究奠定了基础。 【关键词】：太阳能喷射 电压缩 蓄冰 能效比
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU831.6;TU18
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 太阳能资源基本情况10-11
• 1.1.2 研究背景及意义11
• 1.2 研究进展11-16
• 1.2.1 太阳能喷射制冷技术发展11-13
• 1.2.2 复合系统研究进展13-15
• 1.2.3 蓄冷技术发展简介15-16
• 1.3 研究目的内容和方法16-17
• 1.3.1 研究目的17
• 1.3.2 研究内容和方法17
• 1.4 本章小结17-18
• 2 系统热力学分析18-23
• 2.1 系统循环介绍18
• 2.2 热力学分析及计算模型18-20
• 2.3 计算结果和讨论20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 实验台设计23-33
• 3.1 蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统介绍23-24
• 3.2 系统设备设计24-32
• 3.2.1 太阳能喷射系统24-25
• 3.2.2 压缩蓄冷系统25-31
• 3.2.3 其他设备31-32
• 3.3 实验台搭建32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 实验测量和实验方案33-42
• 4.1 实验测量系统33-34
• 4.2 数据采集系统34-35
• 4.3 实验方案35-37
• 4.4 实验数据处理37-39
• 4.5 误差分析39-41
• 4.6 本章小结41-42
• 5 实验结果与分析42-53
• 5.1 系统基本运行情况42-44
• 5.1.1 系统温度和压力42-43
• 5.1.2 水系统运行情况43-44
• 5.1.3 制冷量和EER 随时间变化44
• 5.2 发生温度对系统的影响44-46
• 5.2.1 对EER 和功耗的影响44-45
• 5.2.2 对COP 的影响45-46
• 5.3 中间温度对系统性能的影响46-49
• 5.3.1 对EER 的影响46-47
• 5.3.2 对制冷量的影响47-48
• 5.3.3 对功耗的影响48-49
• 5.4 实验与计算结果对比49-51
• 5.4.1 压缩机效率49-51
• 5.4.2 工质泵效率51
• 5.5 本章小结51-53
• 6 结论与展望53-55
• 6.1 主要研究结论53
• 6.2 创新点53-54
• 6.3 下一步工作54-55
• 参考文献55-58
• 附录：硕士期间发表的论文及参与项目58-59
• 致谢59-60

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