太阳能双效吸收式地源热泵的性能与应用研究

发布时间：2017-06-09 16:08

  本文关键词：太阳能双效吸收式地源热泵的性能与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：太阳能吸收式系统利用太阳能集热器获得热量来驱动吸收式机组进行制冷或供热,其利用可再生能源对建筑节能和减少碳排放有重要促进作用。从研究到实际应用的阶段中,太阳能吸收式系统的性能提升和经济适用性的提升是促使其发展的充分条件。本文提出了太阳能双效溴化锂吸收式地源热泵和压缩式系统联合运行方案,在对槽式太阳能集热器和双效溴化锂吸收式系统性能实验研究的基础上进行联合运行方案的能耗模拟,分析其节能性和经济性。具体研究内容与结论如下：首先对槽式太阳能集热器已有的实验数据进行了研究与分析,获得了槽式集热器的效率随导热油温度与太阳能辐射强度两个因素的变化。结果显示,集热器的集热效率和导热油出口温度随着太阳能辐射强度的增大而增大,且集热器的光学效率和热损失系数分别为0.5895和0.1661。其次对双效溴化锂吸收式热泵系统在制冷工况和热泵工况下已有的实验数据进行归纳与分析,得到双效溴化锂吸收式系统的最高制冷系数和热力系数分别为1.23和2.23。之后建立了太阳能双效吸收式地源热泵系统的TRNSYS模型,分析了各部分模块的数学计算原理,输入实验性能数据并对照实验工况进行模拟,经比较实验结果与模拟值之间的最大偏差为4.71%,验证了模型的准确性。利用TRNSYS建立的太阳能双效吸收式地源热泵系统的仿真模型,针对太阳能集热器和双效吸收式系统进行了制冷工况下综合性能的模拟计算,结果得到太阳能吸收式地源热泵系统的综合性能系数在高温热源温度为180℃时达到最高,最高综合性能系数为0.6625。在上述研究基础上建立了太阳能双效吸收式地源热泵与压缩式联合运行系统模型,分析上海、广州、北京、西安四个地区联合运行系统在夏季运行和全年运行的情况,并与压缩式机组加燃气锅炉系统运行进行对比,分析联合运行系统的节能效益与经济性。夏季运行工况下,当太阳能吸收式机组承担10%负荷,集热器面积按照800W/m2设计时,上述四个地区在15年使用期限下年总费用值最低,其与压缩式相同运行工况下的年总费用比值分别为0.915、0.926、0.997、0.974,系统投资回收期分别为6.5年、6.6年、13年、11.5年；夏季运行工况下集热器单价小于500元/m2时,太阳能吸收式机组承担的负荷比例越大,系统运行越经济。全年运行工况下,当太阳能吸收式机组承担15%负荷,集热器面积按照600W/m2设计时,北京和西安在15年使用期限下年总费用值最低,其与压缩式机组加锅炉系统年总费用比值分别为0.426和0.491,投资回收期分别为3.3年和4.1年；而上海在太阳能吸收式地源热泵承担10%负荷、集热器面积按600W/m2设计时的年总费用值最低,其压缩式机组加锅炉系统的年总费用比值为0.801,投资回收期为7.5年;上海地区集热器单价小于800元/m2时,太阳能吸收式地源热泵系统承担20%负荷年总费用值最低,大于800元/m2时,太阳能吸收式地源热泵系统承担10%负荷年总费用值最低；北京和西安地区在太阳能吸收式地源热泵系统承担15%负荷年总费用值最低。本文研究了太阳能双效溴化锂吸收式地源热泵系统的性能,并通过能耗模拟进行了夏季运行工况和全年运行工况的节能效益与经济性分析,为该系统的应用推广提供参考。
【关键词】：太阳能吸收式 地源热泵 集热面积 负荷比例 联合运行
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83;TK513.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符号表10-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.1.1 能源与环境问题11-12
• 1.1.2 太阳能吸收式空调的特点12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 太阳能吸收式系统运行性能方面的研究12-13
• 1.2.2 太阳能吸收式系统仿真模拟及能耗分析方面的研究13-14
• 1.3 本文研究的主要内容及意义14-16
• 第二章 太阳能双效吸收式地源热泵系统的模型建立16-30
• 2.1 TRNSYS模拟程序介绍16
• 2.2 太阳能双效溴化锂吸收式地源热泵系统构成与模拟计算原理16-17
• 2.3 系统模型的模块17-28
• 2.3.1 太阳能集热器模块17-19
• 2.3.2 双效吸收式机组模块19-22
• 2.3.3 压缩式机组模块22-24
• 2.3.4 建筑模块24-25
• 2.3.5 辅助加热模块25-26
• 2.3.6 气象数据模块26
• 2.3.7 冷却塔/地埋管模块26-27
• 2.3.8 风机盘管模块27
• 2.3.9 积分、绘图与输出模块27
• 2.3.10 (时间)控制函数模块27-28
• 2.4 系统模型建立28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 槽式太阳能集热器的性能研究30-37
• 3.1 槽式太阳能集热器的原理与结构30-31
• 3.1.1 槽式太阳能集热器的原理30
• 3.1.2 槽式太阳能集热器的结构30-31
• 3.2 槽式太阳能集热器的数学模型31-33
• 3.2.1 集热效率的数学模型31-32
• 3.2.2 集热器的瞬时效率曲线数学模型32-33
• 3.2.3 集热器热损失和热平衡方程33
• 3.3 槽式太阳能集热器的性能曲线33-36
• 3.3.1 集热器工质出口温度与效率随太阳辐照度的变化34-35
• 3.3.2 基于集热器采光面积和导热油进口温度的瞬时效率35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 双效溴化锂吸收式热泵系统的性能研究37-45
• 4.1 双效溴化锂吸收式热泵系统37-39
• 4.1.1 系统结构与工作流程37-38
• 4.1.2 系统的溶液循环焓浓图38-39
• 4.2 双效溴化锂吸收式系统的实验装置介绍39-41
• 4.2.1 机组实验装置介绍39-40
• 4.2.2 其他辅助设备40-41
• 4.3 双效溴化锂吸收式热泵系统的制冷与供热性能分析41-43
• 4.3.1 系统性能计算模型41-42
• 4.3.2 结果分析42-43
• 4.4 本章小结43-45
• 第五章 太阳能吸收式地源热泵系统与压缩式系统联合运行分析45-60
• 5.1 太阳能驱动吸收式地源热泵系统的综合性能系数45-46
• 5.2 联合运行系统的运行方案设计46-47
• 5.2.1 建筑冷负荷46-47
• 5.2.2 太阳能吸收式系统承担负荷比例47
• 5.3 太阳能吸收式系统承担夏季尖峰负荷的节能性与经济性分析47-52
• 5.3.1 夏季运行的节能量分析48-49
• 5.3.2 夏季运行的经济性分析49-52
• 5.4 联合运行系统全年运行的节能性与经济性分析52-58
• 5.4.1 全年运行的节能量分析54-55
• 5.4.2 全年运行的经济性分析55-58
• 5.5 本章小结58-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术成果66

【参考文献】

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本文编号：435956