太陽能吸附式果蔬預冷庫技術(shù)研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展,環(huán)境保護和能源危機已成為世界關(guān)注的焦點,因此開發(fā)利用可再生能源具有非常重要的現(xiàn)實意義。我國是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、消費大國,但冷藏運輸上損耗也很嚴重。果蔬預冷是冷鏈中的重要環(huán)節(jié),將新鮮的果蔬在第一時間預冷可以最大程度上保證其品質(zhì)。由于傳統(tǒng)的預冷庫都需要消耗電能,因而制約了其在田間地頭上的應用。 目前我國大多數(shù)果蔬在采摘后都不經(jīng)預冷而直接運輸或銷售,因此果蔬的品質(zhì)受到了嚴重的影響。如果以太陽能作為果蔬產(chǎn)地預冷庫的能源動力,則是既能提高果蔬貯藏品質(zhì),又可以采用環(huán)保能源的完美結(jié)合。 文中綜合國內(nèi)外對太陽能吸附式制冷技術(shù)的研究現(xiàn)狀,以活性炭-甲醇為工質(zhì)對,分別采用真空集熱管—水冷集熱吸附床和平板—自然冷卻集熱吸附床進行研究,對間歇和連續(xù)制冷循環(huán)方式進行了數(shù)值計算和相關(guān)實驗。 根據(jù)相關(guān)計算搭建了實驗臺,設(shè)計了真空管集熱吸附床、平板集熱吸附床及配套冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流裝置。并對吸附床傳熱傳質(zhì)、裝置的便捷性和牢固性等方面提出了一些改進。 通過對集熱吸附床的數(shù)值計算與分析,得出吸附床內(nèi)溫度、吸附劑的吸附速率隨時間的變化關(guān)系。在日太陽最大輻射強度為790W/m2且其強度按正弦變化的條件下,計算出平板型吸附式制冷系統(tǒng)制冷系數(shù)COPref為0.594,真空管系統(tǒng)的COPref為0.517,脫附結(jié)束時平板系統(tǒng)內(nèi)殘留甲醇占全部甲醇的百分比為6.3%,真空管為3.8%。 利用實驗裝置進行了三組實驗：其一是平板系統(tǒng)自然冷卻間歇式制冷,其二是真空管系統(tǒng)水冷間歇式制冷,其三是真空管系統(tǒng)水冷連續(xù)式制冷。實驗測出在蒸發(fā)溫度為0℃,冷凝溫度為40℃的工況下,平板系統(tǒng)間歇式制冷的太陽能制冷系數(shù)COP值為0.109～0.118；真空管系統(tǒng)間歇式制冷的太陽能制冷系數(shù)COP值為0.095～0.102；真空管系統(tǒng)連續(xù)式制冷的太陽能制冷系數(shù)COP值為0.105～0.110。將吸附床溫度的實驗結(jié)果和數(shù)值計算結(jié)果進行了比較,驗證了所建立模型的準確性。 分析了太陽能吸附式預冷庫技術(shù)性能,客觀地指出存在的問題,并對以后工作提出了建議。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 吸附式制冷 預冷庫 數(shù)值計算 實驗測試
【學位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB657.1
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究目的和意義11-12
• 1.3 太陽能吸附式制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文研究的內(nèi)容14-15
• 2 太陽能吸附式預冷庫理論15-23
• 2.1 吸附式制冷原理15-16
• 2.1.1 吸附概念15
• 2.1.2 理論吸附制冷循環(huán)中的吸附和解析過程15-16
• 2.1.3 吸附式制冷循環(huán)分類16
• 2.2 吸附劑與制冷劑16-18
• 2.2.1 吸附劑16-17
• 2.2.2 制冷劑17-18
• 2.3 強化吸附床傳熱傳質(zhì)的研究18
• 2.4 太陽輻射能18-20
• 2.4.1 太陽能的特點18-19
• 2.4.2 我國太陽能的分布情況19-20
• 2.5 預冷相關(guān)知識20-22
• 2.5.1 食品預冷的優(yōu)點與重要性20-21
• 2.5.2 預冷的方式及效果21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 3 太陽能吸附式制冷系統(tǒng)設(shè)計23-37
• 3.1 制冷原理圖23
• 3.2 預冷庫冷負荷計算23-25
• 3.2.1 計算參數(shù)23-24
• 3.2.2 冷負荷計算24-25
• 3.3 工質(zhì)對的選擇25-26
• 3.3.1 吸附工質(zhì)對25-26
• 3.4 集熱吸附床設(shè)計26-32
• 3.4.1 吸附床的分類26-27
• 3.4.2 集熱床的選擇27
• 3.4.3 熱管真空管集熱器設(shè)計27-30
• 3.4.4 板式集熱器設(shè)計30-32
• 3.5 冷凝器設(shè)計32-36
• 3.5.1 真空管集熱器系統(tǒng)冷凝器設(shè)計32-33
• 3.5.2 板式集熱器系統(tǒng)冷凝器設(shè)計33-35
• 3.5.3 真空管系統(tǒng)蒸發(fā)器設(shè)計35-36
• 3.5.4 板式系統(tǒng)蒸發(fā)器設(shè)計36
• 3.6 節(jié)流裝置的選擇與設(shè)計36
• 3.7 實驗臺說明36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 4 集熱吸附床數(shù)值計算37-49
• 4.1 太陽能輻射能與太陽常數(shù)37
• 4.2 晴天太陽輻射強度計算37-39
• 4.2.1 Hottel Model模型37-38
• 4.2.2 傾斜面上的太陽輻射強度計算38-39
• 4.3 集熱吸附床數(shù)學模型39
• 4.4 集熱吸附床的數(shù)值計算39-44
• 4.4.1 計算模型假設(shè)39-40
• 4.4.2 集熱床的熱效率40
• 4.4.3 集熱吸附床的能量平衡40-41
• 4.4.4 集熱吸附床的數(shù)值計算41-43
• 4.4.5 制冷性能的計算43-44
• 4.5 數(shù)值計算與結(jié)果分析44-47
• 4.6 本章小結(jié)47-49
• 5 實驗臺及實驗測試和數(shù)據(jù)分析49-64
• 5.1 實驗裝置搭建49-55
• 5.1.1 搭建前的準備工作49
• 5.1.2 真空管集熱床制冷裝置的搭建49-52
• 5.1.3 平板集熱床制冷裝置的搭建52-53
• 5.1.4 小型果蔬預冷庫的搭建53
• 5.1.5 檢漏與充注制冷劑53-55
• 5.2 系統(tǒng)試驗55-61
• 5.2.1 真空管制冷裝置間歇式實驗數(shù)據(jù)分析56-58
• 5.2.2 平板制冷裝置間歇式實驗數(shù)據(jù)分析58-59
• 5.2.3 真空管制冷裝置連續(xù)式實驗數(shù)據(jù)分析59-61
• 5.3 計算和實驗的比較61-62
• 5.4 制冷系統(tǒng)性能分析62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文70-71
• 致謝71

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