太阳能吸附制冷机的设计及性能优化研究

发布时间：2020-05-03 16:44

【摘要】：能源问题、环境问题是人类发展所面临的两个重大问题。以电能驱动的传统压缩式制冷系统作为大型能耗产品，对电力的供应将是严峻的考验，并且由于采用氯氟烃类（CFC, HCFC）制冷剂，由于对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，因而面临着逐步禁用的严峻挑战。太阳能吸附式制冷将太阳能与吸附式制冷联系起来，节能环保、绿色低碳。 国内外对于吸附式制冷系统的研究主要集中在三个方面：吸附剂－制冷剂工质对的性能研究、制冷循环方式的研究、强化传热（吸附床）的研究。由于单纯吸附剂存在导热性能差、膨胀结块等缺点，故添加一定比例的多孔介质、高导热材料来制作混合/复合吸附剂尤为必要。 本文以热力学定律为基础，对太阳能制冷系统主要功能模式进行了热力学计算并建立数学模型，，根据青岛地区的气象和地理条件对系统的主要部件进行了选型，运用CFD进行数值模拟，对结果进行分析优化，为试验台各关键部件的选型提供理论依据。 本文通过对不同比例氯化钙溶液浸泡膨胀石墨制作的混合吸附剂的导热性能测试后发现：添加石墨后的混合吸附剂导热系数达3W/(m·K)，比纯氯化钙提高60多倍，通过数值模拟计算，改善后的混合吸附剂在吸附床中达到稳态时间比纯氯化钙缩短2000s，温度提高近17℃。对冷凝蒸发器进行设计计算选用板式换热器，用设计计算后的参数作为数值运算初始值进行模拟分析，在入口为0.022m/s时，单面换热后出口处气相率高达95%。经设计计算选用槽式太阳能集热器，在青岛地区夏季正午光照情况下，集热管内流体半小时温度可达100℃，为本实验提供稳定的热源。 最后对本文太阳能吸附式制冷系统设计选型、模拟优化等做出总结，并展望了将来的研究方向。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB651;TK519

【参考文献】

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本文编号：2647817