槽形抛物面线聚焦吸收式太阳能空调的应用研究

摘要

太阳能作为一种取之不尽，用之不竭，节能环保的可再生能源，越来越受到人们的关注，尤其是太阳能在建筑空调中的应用，成为许多建筑节能工作者致力追求的目标。由槽形抛物面线聚焦型集热器驱动的太阳能空调，由于其制冷机组是具有较高热力系数的双效吸收式制冷机组，在环保和节能上有很大优势，正日益发展起来。针对槽形抛物面线聚焦太阳能空调的应用及经济性，本课题主要进行了以下几个方面的研究： (1)分析影响到达地面的太阳辐射的因素，建立地面太阳能辐射强度的计算公式，以天津地区为算例计算了冬、夏晴天一天的太阳直射辐射强度变化。 (2)对槽形抛物面线聚焦型太阳能集热器进行研究，建立槽形抛物面线聚焦集热器有效收益能量的计算模型，并对某一特定形式的槽形太阳能集热模块的集热量进行了定量的数学计算。 (3)运用BIN法进对一工程行建筑负荷计算和能耗计算，收集整理天津地区的标准年气象数据资料，对标准数据库中的年逐时太阳直射辐射强度进行分析，统计计算每个温频段下的平均太阳直射辐射强度。能耗计算结果显示，对于本工程，选择34个太阳能集热模块时，太阳能集热系统提供的热量占系统全年总能耗的16％。 (4)对本工程中槽形抛物面线聚焦太阳能空调系统采用投资回收期、内部收益率和费用年值法三个经济指标进行经济分析得出：在目前槽形太阳能集热设备发展初步阶段，由于集热设备的成本偏高，槽形抛物面线聚焦太阳能空调系统的投资回收期很长，基本上在全寿命周期内无法收回；内部收益率也小于基准折现率；费用年值要高于直燃型机组。而当集热器价格降低到目前的80％左右时，太阳能空调系统的费用年值将低于直燃系统的费用年值；内部收益率也将大于基准收益率，表现出了经济上的优越性。

目录

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第一章绪论

1.1我国的能源现状

1.2太阳能作为热源的必要性和可行性

1.3国内外太阳能空调的利用情况

1.4太阳空调系统概述

1.4.1太阳能制冷空调系统的类型

1.4.2太阳能吸收式制冷空调系统

1.4.3太阳能吸收式空调的优缺点

1.5本课题的研究目的和方法

1.5.1课题的提出

1.5.2课题的研究内容和方法

第二章太阳能集热系统的计算模型

2.1太阳辐射能量的计算

2.1.1太阳辐射计算中涉及的几个常用的参数

2.1.2地球表面日辐射量的计算

2.1.3天津地区冬、夏某一晴朗日太阳直射辐射的计算

2.2太阳能集热器

2.2.1太阳能集热器的类型

2.2.2槽形抛物面线聚焦集热器基本形式

2.2.3集热器的最佳安装方位与倾角

2.3槽形抛物面线聚焦集热器的计算模型

2.3.1太阳在槽形集热器上的像

2.3.2槽形集热器的理论聚光比

2.3.3槽形抛物面线聚焦集热器的热性能

2.3.4实例计算

2.4本章小节

第三章槽形抛物面线聚焦太阳能空调系统的能耗分析

3.1运用BIN法进行建筑的负荷计算

3.1.1建筑的基本概况

3.1.2建筑的负荷计算

3.1.3系统设备容量的选择计算

3.1.4系统的工作原理与自动控制

3.2运用BIN法进行建筑的能耗分析计算

3.2.1太阳能空调系统夏季能耗计算

3.2.2太阳能空调系统冬季能耗计算

3.2.3太阳能空调系统全年能耗分析

3.2.4不同集热面积与能耗的关系

3.3本章小节

第四章槽形抛物面线聚焦太阳能空调系统的经济分析

4.1经济分析的方法

4.1.1经济效果评价的指标

4.1.2机组的使用年限

4.1.3年运行费用的构成

4.1.4年维护费用的构成

4.2槽形聚焦太阳能空调系统不同经济指标的计算

4.2.1投资回收期的计算与分析

4.2.2内部收益率的计算与分析

4.2.3费用年值的计算与分析

4.3本章小结

第五章结论和建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢