太阳能驱动的1.x级溴化锂吸收式制冷循环研究

摘要

环境与能源是人类生存和发展的基础,正成为全世界关心的热点问题.近年来由于空调的大量使用,加剧了能源供应紧张和环境污染问题.太阳能是洁净的巨大能源宝库.随着太阳能热水器性能的提高和应用的普及,太阳能空调的研究已成为热点研究课题之一,对于节省常规能源,减少环境污染,提高人们生活水平有着重要意义,也符合可持续发展战略的要求.太阳能制冷的方式主要有吸收式制冷、吸附式制冷、除湿制冷和喷射式制冷等,其中以溴化锂吸收式制冷最为普遍、技术最成熟,并在实践中已得到应用.现有已应用于太阳能制冷的溴化锂循环是单效循环和两级循环,但存在着前者的工况变化范围小而后者的能量转换效率低等缺点.本文在前人的研究成果的基础上,特别是在一种SE/DL循环基础上,提出了一种新型的1.x级溴化锂吸收式制冷循环,该循环具有热源可利用温差较大、工况变化范围较宽、能量转换效率较高等特点.考虑到该循环的换热器较多,比较复杂,为简化系统和降低成本,设计了采用强化传热的板式或板壳式换热器和无泵化的流程.本文通过编制程序计算分析了中间压力变化、热源进出口温度变化、冷媒水进口温度变化和冷却水进口温度变化对1.x级溴化锂吸收式制冷循环的性能的影响;讨论了冷却水串联和并联方式的优劣;比较了热源温度在80~95℃下,单级、1.x级和两级溴化锂吸收式制冷循环的COP值、总传热面积和冷却水流量等指标,为1.x级溴化锂制冷循环的优化设计和运行提供依据.计算结果表明:在热源温度为80~95℃下,1.x级溴化锂吸收式制冷循环比单效、两级循环更有优越性.1.x级溴化锂吸收式制冷循环将对太阳能空调的快速发展起到积极推动作用.

目录

文摘

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主要符号表

第一章绪论

1.1课题背景介绍

1.2国内外太阳能制冷空调技术研究与发展的现状

1.2.1太阳能吸收式制冷

1.2.2太阳能吸附式制冷

1.2.3太阳能除湿制冷空调

1.2.4太阳能喷射式制冷

1.3本文研究的主要工作

第二章溴化锂吸收式制冷机循环简介

2.1单效溴化锂吸收式制冷机循环

2.2两级溴化锂吸收式制冷机循环

2.3单效/两级(SE/DL)溴化锂吸收式制冷机循环

2.4太阳能混合吸收式制冷循环

第三章1.x级溴化锂吸收式制冷循环系统

3.1 1.x级溴化锂吸收式制冷机循环流程

3.2 1.x级溴化锂吸收式制冷机循环系统主要特点

3.3太阳能驱动的1.x级溴化锂吸收式空调系统设计

第四章溴化锂溶液与水的热物性计算

4.1溴化锂溶液

4.2溴化锂溶液的状态方程

4.2.1溴化锂水溶液的饱和温度及其饱和压力

4.2.2溴化锂水溶液在定压下的饱和温度与质量分数状态方程

4.2.3溴化锂溶液的结晶温度方程

4.2.4溴化锂溶液的密度与温度和质量分数关系方程

4.2.5溴化锂水溶液温度、质量分数、焓关系式

4.3水和水蒸汽的状态方程

4.3.1水蒸汽的饱和压力

4.3.2饱和水的比容

4.3.3饱和水蒸汽的比焓

4.3.4饱和水的比焓

4.3.5过热水蒸汽的比焓

第五章1.x级溴冷机循环热力计算和优化分析程序

5.1计算模型

5.1.1流程的热力计算

5.1.2各设备的传热面积计算

5.2程序结构及框图

第六章1.x级溴冷机循环的计算结果与优化分析

6.1中间压力变化对循环的影响

6.2冷却水串、并联流程的比较

6.3热源进口温度变化对循环的影响

6.4冷媒水进口温度变化对循环的影响

6.5冷却水进口温度变化对循环的影响

第七章1.x级溴冷机循环与其它循环的比较

7.1太阳能驱动的1.x级溴化锂空调的效率

7.2太阳能1.x级、单效和两级溴化锂制冷空调性能的比较

7.31.x级循环和单效/两级(SE/DL)循环的比较

结论

致谢

参考文献

读研期间发表的论文