太陽(yáng)能化學(xué)吸附式制冷系統(tǒng)仿真

【摘要】：吸附式制冷采用環(huán)境友好型吸附劑，可有效利用低品位熱源，在環(huán)保節(jié)能方面有著傳統(tǒng)壓縮式制冷所不能擁有的優(yōu)勢(shì)，因此受到廣泛的重視。然而吸附式制冷要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用還存在著不少問題，工質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)需要花費(fèi)大量的時(shí)間，使得整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)周期較長(zhǎng)，這是吸附式制冷沒有得到廣泛應(yīng)用的主要原因。如何提高制冷系統(tǒng)的制冷效率是當(dāng)今吸附式制冷研究中的重點(diǎn)內(nèi)容。 本文中的吸附式制冷系統(tǒng)系統(tǒng)為以太陽(yáng)能為主要能量來(lái)源，制冷劑為氨，吸附劑采用氯化鈣。為了研究影響系統(tǒng)制冷效率的因素，本文使用Matlab/Simulink軟件對(duì)吸附制冷系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。本文的主要工作和成果如下： （1）在分析基本吸附制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上，建立了吸附制冷熱力過(guò)程中的計(jì)算表達(dá)式.采用Matlab/Simulink模擬手段對(duì)氯化鈣-氨制冷工況對(duì)制冷性能的影響進(jìn)行了熱力計(jì)算及分析.本文研究了不同解吸終了溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、吸附終了溫度對(duì)系統(tǒng)COP的影響。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，解吸終了溫度在90℃附近時(shí)系統(tǒng)COP達(dá)到最大值，提高蒸發(fā)溫度，降低冷凝溫度和吸附終了溫度有利于系統(tǒng)COP的提高。 （2）設(shè)計(jì)了一個(gè)太陽(yáng)能連續(xù)吸附式制冷系統(tǒng)，包括氨蒸發(fā)器、氨冷凝器及兩個(gè)吸附床，采用Matlab/Simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化仿真。通過(guò)仿真結(jié)果，得到了吸附床溫度的變化規(guī)律，分析了熱水箱容積、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、循環(huán)時(shí)間對(duì)制冷效率的影響，為以后的實(shí)驗(yàn)研究提供理論依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：吸附式制冷 化學(xué)吸附 動(dòng)態(tài)特性 模塊化建模 仿真
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB657
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 符號(hào)說(shuō)明8-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 吸附式制冷的工作原理12-16
• 1.2.1 吸附原理12-14
• 1.2.2 吸附式制冷原理14-16
• 1.3 吸附式制冷的研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.1 吸附工質(zhì)對(duì)的研究17-19
• 1.3.2 吸附床傳熱傳質(zhì)的改進(jìn)19-20
• 1.3.3 吸附式制冷循環(huán)方式的研究20-21
• 1.4 太陽(yáng)能吸附式制冷存在的不足21
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容及方法21-23
• 2 氯化鈣—氨吸附原理與解吸反應(yīng)模型的建立23-32
• 2.1 氯化鈣—氨吸附/解吸機(jī)理23-25
• 2.1.1 氯化鈣—氨的絡(luò)合機(jī)理23-24
• 2.1.2 氯化鈣—氨吸附制冷原理24-25
• 2.2 吸附速率方程25-27
• 2.3 氯化鈣—氨解吸數(shù)學(xué)模型的建立27-29
• 2.4 MATLAB／Simulink 系統(tǒng)仿真技術(shù)29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 基本循環(huán)吸附式制冷系統(tǒng)仿真32-41
• 3.1 吸附制冷系統(tǒng)的能量流動(dòng)分析32-33
• 3.2 基本循環(huán)數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3 系統(tǒng)仿真模型建立35-37
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 連續(xù)型吸附式制冷系統(tǒng)仿真41-57
• 4.1 制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介41-42
• 4.2 吸附制冷系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立42-45
• 4.2.1 吸附床、冷凝器/蒸發(fā)器的能量平衡方程42-44
• 4.2.2 系統(tǒng)性能指標(biāo)的求取44-45
• 4.3 數(shù)值模擬的工況條件及物性參數(shù)45-46
• 4.3.1 工況條件45
• 4.3.2 物性參數(shù)45-46
• 4.4 吸附制冷系統(tǒng)建模46-50
• 4.5 仿真結(jié)果分析50-55
• 4.5.1 吸附制冷系統(tǒng)的運(yùn)行分析50-51
• 4.5.2 熱水箱容積對(duì) COP 的影響51-52
• 4.5.3 冷凝溫度對(duì) COP 的影響52-53
• 4.5.4 蒸發(fā)溫度對(duì) COP 的影響53-54
• 4.5.5 循環(huán)時(shí)間對(duì) COP 的影響54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 5 結(jié)論與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利目錄65-66

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