小型太陽能吸收式空調系統的性能模擬

【摘要】： 太陽能吸收式空調以清潔、廉價的太陽能為主要驅動力，具有環(huán)保、節(jié)能等一系列優(yōu)點。因而研制并推廣太陽能空調具有重大的社會和經濟效益。目前，太陽能空調的研究已經成為一個研究的熱點領域。過去有關太陽能空調的研究和技術開發(fā)往往局限在大型太陽能空調系統，而對普通居民所需求的小型太陽能吸收式空調的研發(fā)卻相對較少。由于小型太陽能吸收式空調與大型機相比在結構和設計方法中有很大的差別，因此有必要對小型太陽能吸收式空調進行深入詳細的研究。 夏季，太陽能吸收式空調以太陽能集熱器產生的熱水作為吸收制冷機的驅動熱源，通過工質的循環(huán)，在蒸發(fā)器中產生冷量。冬季則利用太陽能集熱器產生的熱水通過系統的蒸發(fā)器向室內供暖。一年四季可以提供生活用水，具有一機三用的特點。由于太陽能的輻射強度、集熱器的效率、環(huán)境溫度對于吸收制冷機的發(fā)生溫度、冷凝溫度以及性能系數都會產生明顯的影響。因此分析和研究這些影響規(guī)律對于正確的設計和操作都具有重要的意義。 本文依據太陽能的熱輻射數據以及工質的熱力學性質，根據熱力學第一和第二定律，對制冷負荷為5kw的家庭用太陽能吸收式空調的熱力學性能和(火用)效率進行了分析研究。得到了集熱器出口水溫和熱水儲槽溫度隨時間的變化的規(guī)律曲線以及在此規(guī)律的影響下吸收式制冷機的動態(tài)性能曲線。系統分析了環(huán)境溫度、蒸發(fā)溫度、溶液濃度和溶液熱交換器冷端溫差等對吸收制冷機性能系數和(火用)效率的影響規(guī)律。 為了使得小型太陽能吸收式空調與建筑一體化，本文對120m~2建筑的冷熱負荷進行了計算，在此基礎上對家庭用5kw的太陽能吸收式空調進行了經濟術分析并和傳統的壓縮式空調進行了比較。計算表明太陽空調的投資回收期在10年以內，如果批量生產則會大大降低初投資成本。太陽能空調會有更強的競爭力。 【關鍵詞】：太陽能 吸收式制冷機 動態(tài)模擬
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TK513
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻綜述10-24
• 1.1 太陽能概述10-13
• 1.1.1 我國太陽能的分布10-11
• 1.1.2 太陽能的特點11-13
• 1.2 我國空調現狀及發(fā)展太陽能空調的有利條件13-15
• 1.3 吸收式制冷機的概述15-17
• 1.4 吸收式制冷機的工作原理17-18
• 1.5 我國太陽能空調的發(fā)展過程18-19
• 1.6 太陽能空調工質的簡介19-22
• 1.6.1 工質對的選取19-21
• 1.6.2 工質的腐蝕性與防腐措施21-22
• 1.7 吸收式空調循環(huán)的熱力過程模擬22-24
• 2 太陽能吸收式制冷機的動態(tài)性能模擬24-46
• 2.1 太陽能空調的工作原理24-25
• 2.1.1 太陽能空調制冷24-25
• 2.1.2 太陽能空調供暖25
• 2.2 對太陽能輻射的變化模擬25-33
• 2.2.1 太陽角度的變化25-27
• 2.2.2 影響太陽能輻射的因素27-29
• 2.2.3 集熱器性能的模擬29-33
• 2.3 太陽能吸收式制冷機性能模擬33-44
• 2.3.1 溴化鋰水溶液熱力學模型方程33-37
• 2.3.2 質量平衡與能量平衡方程的建立37-38
• 2.3.3 設計參數的確定38-40
• 2.3.4 動態(tài)性能模擬40-44
• 2.4 小結44-46
• 3 太陽能空調裝置的(火用)分析46-53
• 3.1 (火用)分析計算方法46-47
• 3.2 系統各部件(火用)的計算公式47-49
• 3.3 操作工況參數對系統ECOP的影響49-52
• 3.3.1 (火用)效率的推導計算49-50
• 3.3.2 操作工況參數對系統ECOP的影響50-52
• 3.4 小結52-53
• 4 建筑物負荷的計算53-64
• 4.1 建筑負荷計算的意義53
• 4.2 建筑物空調負荷分析53-54
• 4.2.1 蓄熱、峰值不同步性和熱分層53-54
• 4.2.2 冷負荷的組成54
• 4.3 空調負荷的計算54-60
• 4.3.1 冷負荷的計算54-58
• 4.3.2 空調熱負荷的計算58-59
• 4.3.3 冷熱負荷的設計指標59-60
• 4.4 負荷計算實例60-63
• 4.4.1 建筑概況60-61
• 4.4.2 空調冷負荷計算結果61-63
• 4.4.3 空調熱負荷計算結果63
• 4.5 小結63-64
• 5 太陽能空調系統能耗以及經濟性分析64-72
• 5.1 集熱面積以及水箱容積的確定64-66
• 5.1.1 集熱面積的確定64-65
• 5.1.2 熱水箱容積的確定65-66
• 5.2 基本能耗分析66-67
• 5.3 空調系統初期投資的計算67-68
• 5.4 空調系統運行費用的計算公式68-69
• 5.5 傳統空調與太陽能空調經濟性的比較69-71
• 5.5.1 運行費用的比較69-70
• 5.5.2 投資收回年限的計算70-71
• 5.6 小結71-72
• 結論72-73
• 參考文獻73-76
• 附錄A 集熱器性能模擬計算流程76-79
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況79-80
• 致謝80-81

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