中温太阳能供热空调系统的研究

发布时间：2020-06-30 13:39

【摘要】：太阳能作为一种可再生能源拥有着巨大的前景和市场,随着太阳能热利用技术的快速发展,其开发和有效利用受到越来越多的重视。在太阳能热利用领域中,太阳能可以实现给用户提供生活、生产用热水的同时还可进行太阳能的采暖及太阳能空调。本文首先提出一种中温太阳能热驱动的双效吸收式供热空调系统,通过中温太阳能集热器搜集太阳能热并通过集热循环回路将中温热量存储在专门增设的蓄热装置中,这个系统可以进行夏季的制冷、冬季的制热及一年四季为用户提供生活用热水。当夏季需要制冷时,存储在蓄热装置中的中温热量驱动吸收式制冷机实现制冷：当冬季需要制热时,通过自动控制系统的调节实现末端用户的供热。此外,系统中还增设一个辅助蓄热装置,当太阳能热富裕且蓄热装置中蓄热温度达到温度设定要求时,可将多余的热量存储在辅助蓄热装置中,以备阳光不足或者阴雨天时使用。通过理论计算的方法,在同样的工况条件下分别对单、双效吸收式制冷机及低温单效、中温单效、中温双效三种不同的供热空调系统的性能进行了计算对比分析。计算结果表明：双效吸收式制冷机的性能系数比单效吸收式制冷机性能系数高,前者约是后者的1.6倍且中温双效太阳能制冷系统的总效率可达0.564,是中温单效系统的1.3倍。其次,对文中提到的三种不同的供热空调系统所需太阳能集热器面积进行了计算对比。结果表明：采用中温太阳能集热器驱动单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积比采用低温太阳能集热器驱动的单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积减少约10.9%;采用中温太阳能集热器驱动双效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积及比采用中温太阳能集热器驱动的单效吸收式制冷系统的太阳能集热器面积减少约61.9%。第三,用TRNSYS模拟软件,对中温太阳能驱动的双效吸收式制冷供热空调系统的制冷工况进行了建模模拟,初步研究分析了驱动热源进口温度及热源进口流量、冷却水进口温度及进口流量、冷冻水出口温度及出口流量等外部条件对双效溴化涅吸收式制冷机组制热能效比值(Coefficient Of Performance, COP)及制冷量的影响。结果表明：为增加系统的制冷量和COP值应适当提高热源进口温度和进口流量且热源进口温度每有10℃的温升,制冷量约增加21.5%；随着冷却水温度的升高,系统的制冷量和COP值都逐渐减小,且冷却水平均进口温度每有1℃的温升,制冷量约减少7%；但为提高系统的制冷量和COP值可以提高冷却水的进口流量；为增加系统的制冷量和COP值可以提高冷冻水的出口温度且冷冻水平均出口温度每有1℃的温升,制冷量约增加4.4%,但若仅仅提高冷冻水的进口流量对系统制冷量和COP值的影响不大。最后,以济南某一具体工程为例,针对系统中设置的冷凝水回收装置,且末端采取风机盘管加新风系统的形式下,进行了冷凝水量的计算,分析了中温太阳能驱动的吸收式制冷系统中专门增设的冷凝水回收装置对冷却塔补水的影响及冷凝水用于冷却塔补水的可行性。在此基础上,对我国四个不同地区的城市进行了冷凝水量的计算分析,结果表明,对于冷凝水的回收及利用更适于在我国温度较高、相对湿度较大的南方开展,不仅节约水资源及回收冷量,也为新型中温双效吸收式制冷系统在不同地区尤其是湿度较大的南方地区的实际应用及推广奠定了基础。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83;TK519
【图文】：

原理图,供热空调系统,蓄热水箱,太阳能集热器

综合目前的低温太阳能驱动的吸收式供热空调系统，并结合所提出的中温太阳能逡逑驱动的吸收式供热空调系统，可得到单效吸收式制冷技术同低温太阳能热利用技术结逡逑合的原理图，如图２－１所示。逡逑图２－１低温太阳能热源驻动的单故吸收式供热空调系统原理图逡逑１－太阳能集热器，２－泵，３－生活水箱，４－蓄热水箱，５－生活沐浴，６－补水阀，７－电加热，８＂１１－三通调节阀，１２－发生器，逡逑１３－热交换器，１４－冷凝器，１５－吸收器，１６－蒸发器，１７－冷却塔，１８－末端用户逡逑该系统中吸收式制冷机的设计驱动热源温度小于ｌｏｃｒｃ，工作流程如下所述。逡逑太阳能集热器搜集的太阳能热量首先通过循环太阳能集热器１邋一三通调节阀８—生逡逑活水箱３—三通调节阀９一粟２－１邋—太阳能集热器１来加热生活水箱３中的水，满足末逡逑端用户一年四季对生活用热水的需求；当太阳能集热器搜集的热量不能够满足用户生逡逑活用热水温度的需求时，开启辅助热源７－１。蓄热水箱内设定了水温的最高温度值，当逡逑生活水箱中的水温不断升高至此设定值后，系统通过循环太阳能集热器１邋一三通调节阀逡逑８—蓄热水箱４一三通调节阀９一泉２－１邋—太阳能集热器１将热量存储在蓄热水箱中。逡逑夏季末端用户需要制冷时且蓄热水箱中的温度已达到单效吸收式制冷机对热源驱逡逑动温度的要求时，泉２－２开启，驱动系统中的吸收式制冷机运转，进而给末端用户制冷，逡逑蓄热水箱中水温达不到发生器的热源驱动温度要求或遇特殊情况及其他必要情况时

蓄热装置,供热空调系统,中温,单效

２．３中温太阳能驱动的单效吸收式供热空调系统逡逑通过相关文献查看及结合文章中已经提出的低温太阳能驱动的单效吸收式供热空逡逑调系统原理图和中温热源驱动的双效吸收式供热空调原理图，可画出如下图２－２所示的逡逑中温太阳能驱动的单效吸收式供热空调系统的原理图。该系统整体的运行情况和中温逡逑太阳能驱动的双效基本一致，区别在于中温太阳能热驱动的单效的吸收式机组。逡逑８－７逡逑８－５邋ＺＩＺＩ逡逑／￣｜｛ｘｉｒ－４ｘ｝０｛ｘｉＪ逦１－９逦逦？逦逡逑ｖＸ邋／８－１Ｘ邋Ｘ８－３邋２－２逦８－ｌＯＸ邋Ｘ８－１２邋厂0逦１４＾１＾邋ＷＴＴ］逡逑ｎ邋７．邋Ａ邋Ｉ邋｜－－逡逑ｙ邋７－１逦５逦＼＼逦ｉｉ－］３逦Ｉ〈邋？邋Ｉ，逦｜＿＾逡逑／邋栤丨邋８－１邋养。ｒｆＰ逡逑Ｌ————＾Ｉ邋Ｉ邋＾邋＾＾１逡逑图２－２中温太阳能热源驻动的单效吸收式供热空调系统原理图逡逑１－中温太阳能集热器，２－象，３■蓄热装置，４■辅助蓄热装置，５－生活水箱，６－换热水箱，７－辅助热源，８－流量调节闽，逡逑９－生活用水，１０－温度控制器，１１－补水闽，１２－发生器，１３－溶热交换器，１４－冷凝器，１５－吸收器，１６－蒸发器，１７冷却逡逑塔，１８－末端用户。逡逑２．４本章小结逡逑本章结合已有低温单效、中温单效吸收式供热空调系统方面的资料及双效溴化锂逡逑吸收式制冷机组的工作原理，提出一种夏天制冷、冬天制热及全年提供生活热水的中逡逑温太阳能驱动的双效吸收式供热空调系统并申请了专利。逡逑－１０－逡逑

【相似文献】