真空集热管—水冷型太阳能吸附制冷的性能研究

发布时间：2021-05-08 03:45

　　本文针对目前太阳能固体吸附式制冷系统中吸附集热床在解吸阶段集热效率不高和在吸附阶段散热效果不理想的状况,以及针对太阳能固体吸附制冷系统循环的间歇性,本文提出了一种新型吸附集热器:真空集热管—水冷型吸附集热器,以活性炭纤维—甲醇为工质对实现连续制冷循环方式,并对其进行了相关的性能实验和数值模拟计算。论文首先根据系统的设计工况,设计了真空集热管吸附床、蒸发器、冷凝器、储液室和节流装置。吸附床是吸附制冷系统的核心,本文以活性炭纤维—甲醇为工质对,建立了吸附床非动态平衡吸附传热传质数学模型,以南京夏季典型一天中的辐射强度和环境温度为条件,模拟计算了吸附床在通水冷却和自然冷却两种状态下,吸附床内各点压力、温度、吸附率、吸附总量及真空管和冷却水管壁温随时间变化关系。在此基础上分析了吸附床的导热系数、真空管管径、冷却水管侧的对流换热系数对系统COP的影响。研究表明:导热系数增加,系统COP增大;对流换热系数h小于500 W / m2?K时,对流换热系数增加,系统COP增大,当h大于500 W / m2?K时,对流换热系数增加,系统COP基本不变;随着管径的增加,系统COP先增大后减小,当管径D=80... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 吸附制冷技术的原理
        1.2.1 吸附概念
        1.2.2 固体吸附制冷原理
    1.3 太阳能固体吸附制冷的国内外研究现状
        1.3.1 吸附工质对的研究
        1.3.2 吸附集热床
        1.3.3 吸附床传热传质强化技术的研究
        1.3.4 循环方式
        1.3.5 太阳能吸附制冷的研制样机成果
    1.4 本文研究主要内容
    1.5 论文的创新点
第二章 太阳能吸附制冷系统设计
    2.1 集热/吸附床的设计
        2.1.1 引言
        2.1.2 吸附床的结构设计
    2.2 冷凝器的设计
    2.3 蒸发器的设计
    2.4 储液装置的设计
    2.5 节流机构的设计
    2.6 本章小结
第三章 太阳能真空管吸附集热床性能数值模拟分析
    3.1 引言
    3.2 数学模型
        3.2.1 微分方程组
        3.2.2 初始和边界条件
        3.2.3 方程离散化与数值求解
        3.2.4 求解过程
    3.3 数值结果及分析
        3.3.1 有冷却水循环系统
        3.3.2 无冷却水循环系统
        3.3.3 系统各参数对温度场、浓度场和系统COP 的影响
        3.4 本章小结
第四章 真空管—水冷型太阳能吸附集热床的实验测试
    4.1 实验装置
    4.2 实验步骤
    4.3 数据处理和结果分析
        4.3.1 无冷却水间歇式循环系统
        4.3.2 通冷却水冷却间歇式循环系统
        4.3.3 通冷却水连续循环系统
        4.3.4 制冷量和制冷系数
        4.3.5 系统制冷系数分析
    4.4 模拟和实验结果的比较
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 对研究工作的总结
    5.2 对研究工作的展望
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：3174609