中温太阳能供热空调系统的研究

【摘要】：太阳能作为一种可再生能源拥有着巨大的前景和市场,随着太阳能热利用技术的快速发展,其开发和有效利用受到越来越多的重视。在太阳能热利用领域中,太阳能可以实现给用户提供生活、生产用热水的同时还可进行太阳能的采暖及太阳能空调。本文首先提出一种中温太阳能热驱动的双效吸收式供热空调系统,通过中温太阳能集热器搜集太阳能热并通过集热循环回路将中温热量存储在专门增设的蓄热装置中,这个系统可以进行夏季的制冷、冬季的制热及一年四季为用户提供生活用热水。当夏季需要制冷时,存储在蓄热装置中的中温热量驱动吸收式制冷机实现制冷：当冬季需要制热时,通过自动控制系统的调节实现末端用户的供热。此外,系统中还增设一个辅助蓄热装置,当太阳能热富裕且蓄热装置中蓄热温度达到温度设定要求时,可将多余的热量存储在辅助蓄热装置中,以备阳光不足或者阴雨天时使用。通过理论计算的方法,在同样的工况条件下分别对单、双效吸收式制冷机及低温单效、中温单效、中温双效三种不同的供热空调系统的性能进行了计算对比分析。计算结果表明：双效吸收式制冷机的性能系数比单效吸收式制冷机性能系数高,前者约是后者的1.6倍且中温双效太阳能制冷系统的总效率可达0.564,是中温单效系统的1.3倍。其次,对文中提到的三种不同的供热空调系统所需太阳能集热器面积进行了计算对比。结果表明：采用中温太阳能集热器驱动单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积比采用低温太阳能集热器驱动的单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积减少约10.9%;采用中温太阳能集热器驱动双效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积及比采用中温太阳能集热器驱动的单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积减少约61.9%。第三,用TRNSYS模拟软件,对中温太阳能驱动的双效吸收式制冷供热空调系统的制冷工况进行了建模模拟,初步研究分析了驱动热源进口温度及热源进口流量、冷却水进口温度及进口流量、冷冻水出口温度及出口流量等外部条件对双效溴化涅吸收式制冷机组制热能效比值(Coefficient Of Performance, COP)及制冷量的影响。结果表明：为增加系统的制冷量和COP值应适当提高热源进口温度和进口流量且热源进口温度每有10℃的温升,制冷量约增加21.5%；随着冷却水温度的升高,系统的制冷量和COP值都逐渐减小,且冷却水平均进口温度每有1℃的温升,制冷量约减少7%；但为提高系统的制冷量和COP值可以提高冷却水的进口流量；为增加系统的制冷量和COP值可以提高冷冻水的出口温度且冷冻水平均出口温度每有1℃的温升,制冷量约增加4.4%,但若仅仅提高冷冻水的进口流量对系统制冷量和COP值的影响不大。最后,以济南某一具体工程为例,针对系统中设置的冷凝水回收装置,且末端采取风机盘管加新风系统的形式下,进行了冷凝水量的计算,分析了中温太阳能驱动的吸收式制冷系统中专门增设的冷凝水回收装置对冷却塔补水的影响及冷凝水用于冷却塔补水的可行性。在此基础上,对我国四个不同地区的城市进行了冷凝水量的计算分析,结果表明,对于冷凝水的回收及利用更适于在我国温度较高、相对湿度较大的南方开展,不仅节约水资源及回收冷量,也为新型中温双效吸收式制冷系统在不同地区尤其是湿度较大的南方地区的实际应用及推广奠定了基础。 【关键词】：中温太阳能 吸收式制冷 模拟仿真 冷凝水回收
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83;TK519
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 研究课题的提出12-14
• 1.3 课题研究的主要目的和内容14-15
• 1.4 国内外研究现状15-17
• 第2章 中温太阳能驱动的双效吸收式供热空调系统17-21
• 2.1 低温太阳能驱动的单效吸收式供热空调系统17-18
• 2.2 中温太阳能驱动的双效吸收式供热空调系统18-20
• 2.3 中温太阳能驱动的单效吸收式供热空调系统20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 制冷工况下供热空调系统性能分析21-38
• 3.1 吸收式制冷机组的相关计算21-31
• 3.1.1 低温单效溴化锂吸收式制冷机组相关计算21-26
• 3.1.2 中温双效溴化锂吸收式制冷机组相关计算26-31
• 3.1.3 中温单效溴化锂吸收式制冷机组相关计算31
• 3.2 蓄热系统31-35
• 3.3 中温太阳能集热器35-37
• 3.4 总效率分析37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 中温双效吸收式制冷系统的仿真模拟38-48
• 4.1 TRNSYS简介38
• 4.2 中温双效吸收式系统制冷模型的建立及分析38-39
• 4.3 系统性能的模拟结果39-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 中温双效吸收式空调系统冷凝水的回收48-56
• 5.1 空气冷凝焓湿图48
• 5.2 工程概况48-49
• 5.3 计算空调冷凝水水量的相关参数49-50
• 5.4 冷凝水水量计算50-53
• 5.4.1 冷凝水水量计算50-52
• 5.4.2 不同室外参数下的冷凝水量52-53
• 5.4.3 不同地区冷凝水产生量53
• 5.5 冷凝水对冷却塔补水的影响53-54
• 5.5.1 冷凝水对冷却塔补水量的影响53-54
• 5.5.2 冷凝水对冷却塔补水冷量的影响54
• 5.6 本章小结54-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 研究成果与结论56-57
• 6.2 研究空间与展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况63

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