采用半圆腔体吸收器的线性菲涅尔集热器及其在变效吸收式太阳能空调中应用
发布时间：2020-10-13 18:56
线性菲涅尔集热器能够将低能流密度的太阳直射辐射能量转化热能,能够生产100℃~250℃的中温热源,可用于驱动太阳能吸收式空调机组。常见的太阳能溴化锂空调利用单效吸收式制冷循环或双效吸收式制冷循环工作。单效吸收式溴冷机组对热源温度的要求较低,热源温度达到85℃以上,即可驱动机组,但当热源温度继续升高,机组的COP基本不再增大,而双效吸收式溴冷机一般要求热源温度达到140℃以上,才可运行。而实际上,菲涅尔集热器提供的热源温度并不稳定,会上下波动,或者很多时间集热温度处于110℃~140℃的范围内,双效机组不能运行,单效机组又不能充分利用热源的热量。1.n效吸收式溴化锂制冷机能够在在单效制冷和双效制冷之间运行,特别适合菲涅尔集热器所提供的热源,解决太阳能集热器集热量与太阳能空调机组需热量之间的匹配问题。本文对基于半圆形腔体吸收器的菲涅尔集热器驱动的太阳能1.n效吸收式空调系统开展研究,主要研究内容如下:(1)线性菲涅尔集热器的光学特性研究。对集热器镜场的设计方法展开研究,用数学模型计算的方法分析集热器的各项光学损失,及其对集热器光学效率的影响。再利用软件建模进行光学仿真,分析集热器的聚光过程,过程中能量的变化和集热器的腔体吸收器内的太阳辐射能量密度分布情况。分析得到菲涅尔集热器的光学效率为66.5%。(2)菲涅尔集热器的集热性能分析。对集热器所采用的半圆形腔体吸收器进行散热损失、热损失系数等的分析,得出集热器的集热效率计算方法。然后利用Fluent建立腔体吸收器模型,模拟分析腔体吸收器流动换热性能;通过实验测试菲涅尔集热器的效率。通过数值模拟,得到腔体吸收器的热损失系数在100℃~180℃的温度区间内,大小为38.99W/m~2K~56.6W/m~2K;辐射热损失一直占总热损失1/3左右的比例;工作温度为150℃时,集热器的集热效率可达52.5%.(3)太阳能变效吸收式空调系统仿真。使用神经网络模型对1.n效溴化锂吸收式制冷机进行建模,并利用TRNSYS对太阳能空调进行仿真分析。仿真得出,菲涅尔集热器效率最高可达68.8%,最大集热温度约为147℃;1.n效溴化锂吸收式制冷机的COP的大小在0.84-1.05范围内;太阳能空调系统的COP值最大可达0.53,平均值为0.41。(4)太阳能光热变效空调、发电系统实验研究。搭建利用菲涅尔中温集热器进行制冷、发电的太阳能聚光集热利用试验台,在太阳辐照良好的情况下,集热温度可达172.5℃,集热效率可达49.4%;采用的1.n效溴冷机,制冷量为28kW,机组COP在实际运行时可达1.05,太阳能空调系统COP为0.52。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TK513.1
【部分图文】：
太阳能空调技术当然不限于民用，在军用、气象、航广阔的市场。阳能用于吸收式制冷技术最早可追溯到 1932 年，当限于当时的调设备投入成本过高、而且效率也不尽如人意，因而并没有什来，一方面由于吸收式制冷技术方面的研究不断取得重要成果年世界各国开始重视能源与环境问题，太阳能吸收式制冷技术便如了稳健发展的轨道[16]。能吸收式制冷系统一般采用中温、低温集热器来收集太阳能辐吸收式制冷循环，这种制冷循环利用液体蒸发吸热的基本原理进般为容易蒸发的液态，在来自集热器热源的加热下变为蒸汽，温冷凝，再进入蒸发器吸收热量，实现制冷目的。为了使制冷般需要另一蒸汽压低的物质（吸收剂）吸收从蒸发器出来的制加热，制冷剂再次蒸发分离出去。吸收式制冷循环工质一般使沸点的物质（比如水），为制冷剂，高沸点不易挥发的物质为吸[17]，制冷过程流程如图 1-2 所示。
图 1-3 欧洲太阳能供热和制冷系统-年度数据以及到 2014 年年底投产的面积总和Fig. 1-3 Annual collector area of solar heating and cooling system in Europe图 1-4 2004 年至 2014 年欧洲及全球太阳能空调和制冷系统的市场发展Fig. 1-4 Market of solar cooling system in Europe and global area from 2004 to 2014
6图 1-4 2004 年至 2014 年欧洲及全球太阳能空调和制冷系统的市场发展Fig. 1-4 Market of solar cooling system in Europe and global area from 2004 to 2014德国斯图加特大学热动与热力技术学院率先在其教学楼安装了一套太阳能制冷设备（见图 1-5），并开展了大量试验与测试[26]。该设备主要由一台通过太阳能集热器加热，以及空冷机冷却的氨/水-吸收式制冷机、一个储冰器、一个蓄冷水器组成（图 1-6）。冷能经由冷吊顶传送到各间室内。
【参考文献】
本文编号：2839571
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TK513.1
【部分图文】：
太阳能空调技术当然不限于民用，在军用、气象、航广阔的市场。阳能用于吸收式制冷技术最早可追溯到 1932 年，当限于当时的调设备投入成本过高、而且效率也不尽如人意，因而并没有什来，一方面由于吸收式制冷技术方面的研究不断取得重要成果年世界各国开始重视能源与环境问题，太阳能吸收式制冷技术便如了稳健发展的轨道[16]。能吸收式制冷系统一般采用中温、低温集热器来收集太阳能辐吸收式制冷循环，这种制冷循环利用液体蒸发吸热的基本原理进般为容易蒸发的液态，在来自集热器热源的加热下变为蒸汽，温冷凝，再进入蒸发器吸收热量，实现制冷目的。为了使制冷般需要另一蒸汽压低的物质（吸收剂）吸收从蒸发器出来的制加热，制冷剂再次蒸发分离出去。吸收式制冷循环工质一般使沸点的物质（比如水），为制冷剂，高沸点不易挥发的物质为吸[17]，制冷过程流程如图 1-2 所示。
图 1-3 欧洲太阳能供热和制冷系统-年度数据以及到 2014 年年底投产的面积总和Fig. 1-3 Annual collector area of solar heating and cooling system in Europe图 1-4 2004 年至 2014 年欧洲及全球太阳能空调和制冷系统的市场发展Fig. 1-4 Market of solar cooling system in Europe and global area from 2004 to 2014
6图 1-4 2004 年至 2014 年欧洲及全球太阳能空调和制冷系统的市场发展Fig. 1-4 Market of solar cooling system in Europe and global area from 2004 to 2014德国斯图加特大学热动与热力技术学院率先在其教学楼安装了一套太阳能制冷设备（见图 1-5），并开展了大量试验与测试[26]。该设备主要由一台通过太阳能集热器加热，以及空冷机冷却的氨/水-吸收式制冷机、一个储冰器、一个蓄冷水器组成（图 1-6）。冷能经由冷吊顶传送到各间室内。
【参考文献】
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1 林蒙;基于腔体吸收器的菲涅尔反射式聚焦型太阳能集热器[D];上海交通大学;2013年
本文编号：2839571
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