被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)的研究

【摘要】： 本文研究了被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)的工作原理和性能。該制冷系統(tǒng)是一種以太陽能作為驅(qū)動熱源,依靠冷凝器和發(fā)生器之間的高度差得到的重力壓頭取代循環(huán)泵將冷凝液體返回發(fā)生器的噴射制冷系統(tǒng),由于系統(tǒng)沒有運(yùn)動部件,其結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,維護(hù)容易,使用壽命長。 論文首先介紹了太陽能的資源分布和特點(diǎn)、太陽輻射計算以及真空管集熱器的傳熱模型;系統(tǒng)地分析了噴射制冷的原理和工作特性,并采用等壓模型進(jìn)行了噴射器的設(shè)計,提出了噴射系數(shù)的計算方法,編制了程序;然后對被動式噴射制冷系統(tǒng)的組成和適用的工質(zhì),進(jìn)行了分析和計算,計算結(jié)果表明,系統(tǒng)的性能系數(shù)隨發(fā)生溫度的升高而增大,隨冷凝溫度的升高而減小,隨蒸發(fā)溫度的升高而增大,冷凝溫度對系統(tǒng)性能系數(shù)的影響比較大;在上述研究的基礎(chǔ)上,本文對被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,對整個系統(tǒng)的各部分建立了傳熱模型,根據(jù)南京地區(qū)夏季的太陽輻射強(qiáng)度,數(shù)值模擬了被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)在一天中不同時段制冷量和性能系數(shù)的變化,模擬結(jié)果表明,系統(tǒng)的制冷量和性能系數(shù)隨太陽輻射強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng),隨太陽輻射強(qiáng)度的減弱而減弱,另外集熱水箱的容量大小對系統(tǒng)的運(yùn)行也有很大的影響;最后,將被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)和某一具體民用建筑相結(jié)合,組成了一套夏季提供空調(diào)制冷,一年四季提供生活熱水,在寒冷的冬季還可以提供熱水地板輻射采暖的太陽能空調(diào)和供暖系統(tǒng),并對該系統(tǒng)進(jìn)行了熱工設(shè)計和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 論文的計算和分析表明,被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)COP較低,但由于該系統(tǒng)是利用太陽能作為驅(qū)動熱源的且可以和建筑相復(fù)合,同以電能驅(qū)動的壓縮式制冷系統(tǒng)相比,在節(jié)能和環(huán)保方面具有一定的優(yōu)勢和發(fā)展的現(xiàn)實意義。相信隨著太陽能集熱器和噴射器技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,太陽能熱利用和建筑結(jié)構(gòu)復(fù)合技術(shù)的進(jìn)步,與建筑復(fù)合的被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)在生態(tài)住宅領(lǐng)域?qū)袕V闊的應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 空調(diào) 噴射器 被動式噴射制冷 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TK519
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 能源、環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展8-9
• 1.2 國內(nèi)外太陽能空調(diào)制冷技術(shù)研究與發(fā)展的現(xiàn)狀9-11
• 1.3 噴射制冷空調(diào)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 太陽輻射計算及全玻璃真空管集熱器傳熱過程模型16-28
• 2.1 我國的太陽能資源分布16-17
• 2.2 太陽能的特點(diǎn)17-18
• 2.2.1 太陽能的優(yōu)點(diǎn)18
• 2.2.2 太陽能的缺點(diǎn)18
• 2.3 太陽輻射的計算18-22
• 2.3.1 太陽角的計算18-20
• 2.3.2 太陽輻射量的計算20-22
• 2.4 太陽能集熱器性能的研究22-28
• 2.4.1 全玻璃真空集熱管結(jié)構(gòu)22
• 2.4.2 全玻璃真空管集熱器的幾種型式22-23
• 2.4.3 全玻璃集熱管的熱性能分析23-27
• 2.4.4 集熱器的瞬時效率27-28
• 第三章 蒸汽噴射制冷系統(tǒng)28-36
• 3.1 蒸汽噴射制冷循環(huán)28-30
• 3.2 蒸汽噴射器的工作原理30-31
• 3.3 噴射器的性能研究31-32
• 3.4 噴射系數(shù)的計算32-33
• 3.5 噴射器的設(shè)計33-36
• 第四章 被動式噴射制冷系統(tǒng)的性能研究36-42
• 4.1 被動式噴射制冷系統(tǒng)描述36-37
• 4.2 被動式噴射制冷系統(tǒng)性能參數(shù)37-39
• 4.2.1 系統(tǒng)的性能系數(shù)37
• 4.2.2 系統(tǒng)的(火用)效率37-38
• 4.2.3 發(fā)生溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度對系統(tǒng)的性能系數(shù)的影響38-39
• 4.3 被動式噴射制冷系統(tǒng)工質(zhì)的選擇39
• 4.4 被動式噴射制冷系統(tǒng)兩種制冷工質(zhì)性能的比較39-41
• 4.5 小結(jié)41-42
• 第五章 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)及其性能的模擬研究42-50
• 5.1 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)描述42
• 5.2 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)的設(shè)計42-45
• 5.2.1 系統(tǒng)設(shè)計條件和熱負(fù)荷42-43
• 5.2.2 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)的安裝高度43
• 5.2.3 太陽能集熱器面積的計算43-44
• 5.2.4 噴射器的設(shè)計計算44-45
• 5.3 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)各組成部分的傳熱模型45-47
• 5.3.1 太陽能集熱器的傳熱模型45
• 5.3.2 發(fā)生器的傳熱模型45-46
• 5.3.3 噴射器的一維流動模型46
• 5.3.4 冷凝器的傳熱模型46
• 5.3.5 蒸發(fā)器的傳熱模型46-47
• 5.4 數(shù)值模擬結(jié)果和分析47-50
• 5.4.1 一天中不同時間段系統(tǒng)制冷量和性能系數(shù)的變化48-49
• 5.4.2 小結(jié)49-50
• 第六章 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)與建筑的結(jié)合50-58
• 6.1 太陽能空調(diào)的意義50
• 6.2 太陽能集熱器50-51
• 6.2.1 太陽能集熱器的布置和安裝傾角50-51
• 6.2.2 太陽能集熱器的連接方式51
• 6.3 被動式太陽能噴射制冷系統(tǒng)與建筑結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計51-58
• 6.3.1 太陽能與建筑的結(jié)合52-53
• 6.3.2 U型管式真空管集熱器系統(tǒng)53
• 6.3.3 被動式噴射制冷系統(tǒng)的設(shè)計53
• 6.3.4 集熱水箱53-54
• 6.3.5 地板輻射供暖系統(tǒng)54-55
• 6.3.6 輔助熱源55
• 6.3.7 自動控制系統(tǒng)55
• 6.3.8 系統(tǒng)示意圖55-57
• 6.3.9 經(jīng)濟(jì)性分析57-58
• 第七章 結(jié)論與展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 致謝61-62
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文62

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