一种新型太阳能冷热电联供系统的理论研究

摘要

大力开发太阳能等可再生能源可以减轻环境污染，缓解能源危机。
　　冷热电联供系统是一种高效能量梯级利用转化系统，与太阳能热利用结合起来，有助于进一步减少能源消耗。因此，开展太阳能冷热电联供系统的相关研究，对改善能源消费结构、提高能源利用率等具有十分重要的意义。
　　本文构建了一种以太阳能为热源驱动的冷热电联供系统，该系统将朗肯循环和扩散吸收式制冷循环进行了集成，可以根据用户的不同需求而提供冷、热或电能。
　　建立了扩散吸收式制冷系统的数学模型，分析了制冷系统中溶液再循环倍率在不同运行工况下对制冷系统性能的影响，结果表明：在大部分运行工况下，随着溶液再循环倍率的升高，制冷系统COP先增升高后降低。
　　建立了太阳能冷热电联供系统的数学模型，并从热力学性能和经济性能两方面给出系统的评价指标，包括系统热效率、火用效率以及经济火用效率。基于数学模型搭建系统热力学仿真分析平台，研究了包括螺杆膨胀机进口温度、螺杆膨胀机进口压力等在内的关键热力参数对系统热效率及经济火用效率的影响规律。结果指出：在典型“以电定冷、热”模式下，随着螺杆膨胀机进口温度的升高，系统热效率降低，火用效率升高；随着螺杆膨胀机进口压力的升高，系统的热效率升高，火用效率先升高再降低。另外，在“以电定冷”、“以电定热”及“仅发电”模式下，随着螺杆膨胀机进口温度的升高，系统热效率及火用效率均升高；随着螺杆膨胀机进口压力的升高，系统热效率及火用效率同时呈现先升高后降低的变化趋势。为了获取系统的最佳热经济性能，采用遗传算法对系统在典型“以电定冷、热”运行模式下进行了单目标优化，得出系统在该模式下的最佳经济火用效率及对应的热力参数的最佳组合，为系统的设计提供依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究工作

第2章 太阳能冷热电联供系统的数学模型

2.1 太阳能冷热电联供系统的系统流程

2.2 太阳能冷热电联供系统的热力学模型

2.3 本章小结

第3章 扩散吸收式制冷系统中溶液再循环倍率对系统性能的影响

3.1 溶液再循环倍率的研究背景

3.2 仿真结果及分析

3.3 本章小结

第4章 太阳能冷热电联供系统性能分析及优化

4.1 系统热力学性能仿真

4.2 系统热经济性能仿真结果及参数分析

4.3 系统热经济性能单目标优化

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢