太陽能雙效吸收式地源熱泵的性能與應用研究.pdf

1、太陽能吸收式系統(tǒng)利用太陽能集熱器獲得熱量來驅(qū)動吸收式機組進行制冷或供熱，其利用可再生能源對建筑節(jié)能和減少碳排放有重要促進作用。從研究到實際應用的階段中，太陽能吸收式系統(tǒng)的性能提升和經(jīng)濟適用性的提升是促使其發(fā)展的充分條件。本文提出了太陽能雙效溴化鋰吸收式地源熱泵和壓縮式系統(tǒng)聯(lián)合運行方案，在對槽式太陽能集熱器和雙效溴化鋰吸收式系統(tǒng)性能實驗研究的基礎上進行聯(lián)合運行方案的能耗模擬，分析其節(jié)能性和經(jīng)濟性。具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　首先對

2、槽式太陽能集熱器已有的實驗數(shù)據(jù)進行了研究與分析，獲得了槽式集熱器的效率隨導熱油溫度與太陽能輻射強度兩個因素的變化。結(jié)果顯示，集熱器的集熱效率和導熱油出口溫度隨著太陽能輻射強度的增大而增大，且集熱器的光學效率和熱損失系數(shù)分別為0.5895和0.1661。其次對雙效溴化鋰吸收式熱泵系統(tǒng)在制冷工況和熱泵工況下已有的實驗數(shù)據(jù)進行歸納與分析，得到雙效溴化鋰吸收式系統(tǒng)的最高制冷系數(shù)和熱力系數(shù)分別為1.23和2.23。之后建立了太陽能雙效吸收式地源熱

3、泵系統(tǒng)的TRNSYS模型，分析了各部分模塊的數(shù)學計算原理，輸入實驗性能數(shù)據(jù)并對照實驗工況進行模擬，經(jīng)比較實驗結(jié)果與模擬值之間的最大偏差為4.71％，驗證了模型的準確性。
　　利用TRNSYS建立的太陽能雙效吸收式地源熱泵系統(tǒng)的仿真模型，針對太陽能集熱器和雙效吸收式系統(tǒng)進行了制冷工況下綜合性能的模擬計算，結(jié)果得到太陽能吸收式地源熱泵系統(tǒng)的綜合性能系數(shù)在高溫熱源溫度為180℃時達到最高，最高綜合性能系數(shù)為0.6625。在上述研究基礎上

4、建立了太陽能雙效吸收式地源熱泵與壓縮式聯(lián)合運行系統(tǒng)模型，分析上海、廣州、北京、西安四個地區(qū)聯(lián)合運行系統(tǒng)在夏季運行和全年運行的情況，并與壓縮式機組加燃氣鍋爐系統(tǒng)運行進行對比，分析聯(lián)合運行系統(tǒng)的節(jié)能效益與經(jīng)濟性。
　　夏季運行工況下，當太陽能吸收式機組承擔10％負荷，集熱器面積按照800W/m2設計時，上述四個地區(qū)在15年使用期限下年總費用值最低，其與壓縮式相同運行工況下的年總費用比值分別為0.915、0.926、0.997、0.97

5、4，系統(tǒng)投資回收期分別為6.5年、6.6年、13年、11.5年;夏季運行工況下集熱器單價小于500元/m2時，太陽能吸收式機組承擔的負荷比例越大，系統(tǒng)運行越經(jīng)濟。
　　全年運行工況下，當太陽能吸收式機組承擔15％負荷，集熱器面積按照600W/m2設計時，北京和西安在15年使用期限下年總費用值最低，其與壓縮式機組加鍋爐系統(tǒng)年總費用比值分別為0.426和0.491，投資回收期分別為3.3年和4.1年;而上海在太陽能吸收式地源熱泵承擔1

6、0％負荷、集熱器面積按600W/m2設計時的年總費用值最低，其壓縮式機組加鍋爐系統(tǒng)的年總費用比值為0.801，投資回收期為7.5年;上海地區(qū)集熱器單價小于800元/m2時，太陽能吸收式地源熱泵系統(tǒng)承擔20％負荷年總費用值最低，大于800元/m2時，太陽能吸收式地源熱泵系統(tǒng)承擔10％負荷年總費用值最低;北京和西安地區(qū)在太陽能吸收式地源熱泵系統(tǒng)承擔15％負荷年總費用值最低。
　　本文研究了太陽能雙效溴化鋰吸收式地源熱泵系統(tǒng)的性能，并通