余热及太阳能制冷/热泵技术研究与开发

【摘要】：本文以空气为携热介质的开式太阳能吸收式热泵系统为研究对象，在原有开式制冷循环的基础上，根据冬季蓄能热泵运行特点对系统进行改进：分析了在稳态情况下系统的特性和影响供暖量、COP值的因素。同时以北京、西安、兰州三个典型地区为例，根据当地的气象条件，对一整天热泵循环的蓄能情况进行详细的计算；为了弄清系统装置内部运行的薄弱环节，还对制冷、热泵系统分别做(火用)损失计算与比较和全年经济性分析。 研究中发现冬季热泵循环效率高于夏季制冷循环；热泵运行时可为建筑提供一定的采暖和加湿需求；性能也较为稳定。制冷循环的(火用)效率高于热泵循环；而且两循环(火用)损失分布大体一致：其中发生器、吸收器、太阳能集热器的损失占了整个循环能量损失的绝大部分。同时由经济性分析可知对于利用太阳能的系统，本套装置的投资回收期是符合要求的，具有一定的推广价值。 但是由于环境因素和集热板的影响，热泵系统夜间供热量还略显不足，特别是在寒冷地区，需要采取一定的辅助措施；系统热泵运行时还必须有10℃以上的低温水源可供利用；发生器、吸收器的(火用)损失较大，需要进行装置的优化设计从而提高系统性能参数和能量利用率；将此套系统与常规的溴化锂水吸收式空调系统进行经济比较可知，系统的造价偏高，民用不太经济，努力减小太阳能集热板面积是降低系统费用的一个主要方面。 【关键词】：太阳能 蓄能 热泵 开式循环
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TK511.3
【目录】：

• 1 绪论7-14
• 1.1 前言7
• 1.2 太阳能吸收式制冷的研究工作7-9
• 1.3 太阳能吸收式热泵的研究工作9-11
• 1.4 潜能蓄冷技术的研究和发展11-13
• 1.5 立题的背景和要达到的目的13
• 1.6 本课题研究的主要内容13-14
• 2 开式太阳能热泵系统稳态特性研究14-25
• 2.1 制冷循环改进和系统描述14-16
• 2.2 热泵循环系统稳态循环计算16-24
• 2.2.1 循环热力计算模型16-19
• 2.2.2 循环计算与特性分析19-24
• 2.3 小结24-25
• 3 开式太阳能热泵系统蓄能情况研究25-36
• 3.1 系统构成和工作原理25-26
• 3.2 系统蓄能情况计算模型26-28
• 3.2.1 开式太阳能热泵系统热负荷计算26
• 3.2.2 工作溶液流量计算26-28
• 3.3 系统蓄能热力计算与分析28-35
• 3.3.1 地区太阳辐射和集热版面积的确定28-30
• 3.3.2 北京、西安、兰州地区热泵循环计算和分析30-35
• 3.4 结论35-36
• 4 太阳能热泵系统的(火用)分析36-44
• 4.1 (火用)及(火用)损失的计算36-38
• 4.1.1 温度(火用)、潜热(火用)以及混合物质的(火用)36-37
• 4.1.2 (火用)损失计算37-38
• 4.2 能量分析法和(火用)分析法的比较38-39
• 4.3 吸收式制冷、热泵循环的(火用)损失计算39-42
• 4.4 循环设备无量纲(火用)损失分析与结论42-44
• 5 开式太阳能热泵蓄能系统经济分析和评价44-53
• 5.1 经济分析计算模型44-47
• 5.2 两种空调系统运行费用计算47-49
• 5.2.1 运行电费计算48
• 5.2.2 太阳能的潜能蓄冷空调系统运行电费计算48-49
• 5.3 经济评价指标49-51
• 5.3.1 太阳能利用的经济分析研究情况及评价方法49-50
• 5.3.2 蓄能系统经济评价方案50-51
• 5.4 系统的经济分析结果51-52
• 5.5 结论52-53
• 6 总结与展望53-54
• 6.1 论文工作总结及相关结论53
• 6.2 对本论文工作的展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59

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