太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)數(shù)值模擬研究

【摘要】：近年來,隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,造成了巨大的能源消耗,加劇了環(huán)境污染和能源短缺。在建筑中使用清潔能源,大力發(fā)展建筑節(jié)能已成為行業(yè)共識,研發(fā)新型環(huán)保節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)成為一項十分緊迫且具有重要意義的工作。本論文基于傳統(tǒng)的太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng),考慮相變材料的潛熱蓄熱效果,提出了改進的太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)是節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)的空調(diào)系統(tǒng),符合當(dāng)前的社會形勢,具有廣闊的發(fā)展前景。本文以太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)為研究對象,分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理和運行情況,建立了各部件的理論分析模型；在TRNSYS平臺上,以廣州地區(qū)某酒店項目為案例建立了太陽能相變蓄熱吸收式系統(tǒng)的仿真模型,對其在整個供冷供暖期間進行動態(tài)模擬仿真。為了形成對照,建立了無相變蓄熱的傳統(tǒng)太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng),對比了兩種系統(tǒng)的集熱器吸收的有用能、集熱器的集熱效率、太陽能保證率、系統(tǒng)的輔助電加熱量等。最后對太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)與其他空調(diào)系統(tǒng)進行了詳細的經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保效益分析,為系統(tǒng)在廣州地區(qū)的使用和推廣提供依據(jù)。結(jié)果表明：相變蓄熱裝置的使用,使集熱器的有用能、太陽能集熱器效率和太陽能保證率有所增加,使系統(tǒng)的輔助電加熱量大大降低。所研究的系統(tǒng)在整個供冷供暖期間共增加有用能150450.86MJ,相當(dāng)于太陽能總輻射的8.58%；系統(tǒng)的太陽能集熱器的全年集熱效率為63.26%,無相變時僅為54.68%；系統(tǒng)的月平均太陽能保證率為48.21%,無相變蓄熱時僅為42.03%；系統(tǒng)供冷供暖期間共減少了輔助電加熱量102529.92MJ,相當(dāng)于節(jié)電28480.53千瓦時。因此,相變蓄熱裝置的存在,使系統(tǒng)對太陽能的利用具有較大的優(yōu)勢。在經(jīng)濟效益上太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)于無相變系統(tǒng)和直燃式吸收式系統(tǒng),但相對于電制冷系統(tǒng)經(jīng)濟效果不太明顯；在節(jié)能效益上優(yōu)于無相變系統(tǒng)、直燃式吸收式系統(tǒng)和電制冷式系統(tǒng)；在環(huán)保效益上比直燃式系統(tǒng)稍差,優(yōu)于無相變系統(tǒng)和電制冷系統(tǒng)。綜合來看,該系統(tǒng)值得在廣州地區(qū)進行推廣 【關(guān)鍵詞】：太陽能 吸收式空調(diào)系統(tǒng) 相變蓄熱裝置(LHSU) TRNSYS 效益分析
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU83;TU18
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題的研究背景13-15
• 1.1.1 能源的概況13-14
• 1.1.2 中國的能源現(xiàn)狀14-15
• 1.2 課題的研究意義15-16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.1 太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)16-19
• 1.3.2 相變蓄熱技術(shù)19-21
• 1.4 目前存在的問題21
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容21-23
• 第二章 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)23-41
• 2.1 系統(tǒng)的構(gòu)成及基本原理23-26
• 2.1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成23-24
• 2.1.2 系統(tǒng)的運行模式24-26
• 2.2 太陽能集熱系統(tǒng)26-32
• 2.2.1 太陽輻射的計算模型26-29
• 2.2.2 真空管太陽能集熱器及其數(shù)學(xué)模型29-32
• 2.3 溴化鋰吸收式制冷機組及其數(shù)學(xué)描述32-38
• 2.3.1 溴化鋰吸收式制冷機組基本原理32-33
• 2.3.2 溴化鋰吸收式制冷機組的選用33-34
• 2.3.3 單效溴化鋰吸收式制冷機組的熱力計算模型34-38
• 2.4 相變蓄熱裝置及其數(shù)學(xué)描述38-40
• 2.4.1 相變材料的選用38-39
• 2.4.2 固液相變問題的數(shù)學(xué)描述39
• 2.4.3 相變蓄熱水箱熱力計算39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)TRNSYS模擬41-57
• 3.1 模擬軟件TRNSYS簡介41-42
• 3.2 模擬案例簡介42-48
• 3.2.1 項目概況42-43
• 3.2.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)43-44
• 3.2.3 建筑負荷計算44-46
• 3.2.4 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)的選型46-48
• 3.3 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)的仿真模型48-56
• 3.3.1 仿真模型氣象參數(shù)50-53
• 3.3.2 TRNSYS環(huán)境下模塊的選擇與參數(shù)設(shè)置53-55
• 3.3.3 控制器的控制策略55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)模擬與分析57-72
• 4.1 太陽能集熱系統(tǒng)模擬57-63
• 4.1.1 集熱器的集熱效率57-61
• 4.1.2 太陽能保證率61-63
• 4.2 蓄熱水箱模擬63-67
• 4.2.1 集熱器進出口溫度63-64
• 4.2.2 水箱集熱側(cè)出水溫度64-66
• 4.2.3 水箱供熱側(cè)出水溫度66-67
• 4.3 相變蓄熱模擬計算67-71
• 4.3.1 供冷季系統(tǒng)模擬分析67-69
• 4.3.2 供暖季系統(tǒng)模擬分析69-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 太陽能相變蓄熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)的效益分析72-86
• 5.1 經(jīng)濟效益分析72-82
• 5.1.1 系統(tǒng)方案及選型72-74
• 5.1.2 經(jīng)濟性分析方法簡介74-76
• 5.1.3 動態(tài)經(jīng)濟分析法76-82
• 5.2 節(jié)能環(huán)保效益分析82-84
• 5.2.1 節(jié)能效益分析82-83
• 5.2.2 環(huán)保效益分析83-84
• 5.3 本章小結(jié)84-86
• 結(jié)論與展望86-88
• 結(jié)論86-87
• 展望87-88
• 參考文獻88-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文93-95
• 致謝95

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