太陽能噴射與壓縮一體化制冷系統(tǒng)的研究.pdf

1、由于能源短缺、環(huán)境惡化,太陽能作為取之不盡的清潔能源越來越受到人們的重視.太陽能熱驅(qū)動(dòng)制冷也成為制冷、空調(diào)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一.本文通過理論計(jì)算、能耗分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方法對太陽能噴射與壓縮一體化制冷系統(tǒng)及其關(guān)鍵組成裝置進(jìn)行了系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下五方面. 1.首次提出了太陽能噴射與壓縮一體化制冷系統(tǒng)并建造了系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)臺.該系統(tǒng)應(yīng)用同一種工質(zhì),將太陽能集熱系統(tǒng)與噴射和壓縮制冷系統(tǒng)有機(jī)的融為一體,同時(shí)應(yīng)用變速

2、技術(shù),使系統(tǒng)可以在滿足用戶制冷需求的前提下全天候下運(yùn)行. 與太陽能噴射制冷系統(tǒng)對比研究表明:該系統(tǒng)具有更大的壓縮比,壓縮比增大約44.3﹪,可以在較高的冷凝溫度下工作；同時(shí)性能系數(shù)更佳,在相同制冷量下,需要的太陽能集熱器面積減少了約35.7﹪；其能源綜合利用效率更高.與壓縮制冷系統(tǒng)對比研究表明:在同樣轉(zhuǎn)速與工況下,具有較高的機(jī)械性能系數(shù)； 在冷凝溫度42℃時(shí),系統(tǒng)機(jī)械性能系數(shù)比壓縮制冷系統(tǒng)大約112﹪.與增壓噴射系統(tǒng)對比研究表明

3、:在太陽輻射充足時(shí),該系統(tǒng)與用戶負(fù)荷需求吻合性更好；太陽輻射不足時(shí),一次常規(guī)能源利用效率更高. 2.利用兩相流與傳熱學(xué)理論,首次建立了太陽能熱管真空管集熱器相變集熱性能計(jì)算模型；并且建立實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；給出了太陽能熱管真空管集熱器相變集熱效率方程.研究表明相變集熱比單相液體集熱效率更高；集熱溫度和流量對集熱器效率影響較大. 3.在對噴射器進(jìn)行氣體動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,將Eames的理想氣體等動(dòng)量變化率噴射器設(shè)計(jì)法與

4、數(shù)值設(shè)計(jì)法相結(jié)合,并采用實(shí)際氣體狀態(tài)方程計(jì)算流體的熱物理性質(zhì),建立了R141b為工質(zhì)的噴射器實(shí)際氣體等動(dòng)量變化率法設(shè)計(jì)計(jì)算模型.并利用該方法設(shè)計(jì)制造了噴射器與等壓法設(shè)計(jì)的噴射器進(jìn)行對比研究.結(jié)果表明,在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí),由于新噴射器消除了常規(guī)噴射器擴(kuò)散器中流體的熱力學(xué)激波,計(jì)算可達(dá)到壓縮比比常規(guī)噴射器增加約9.1﹪,實(shí)驗(yàn)值增加約4﹪,說明該設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的噴射器具有更佳的性能. 4.首次以R141b為工質(zhì)在SE508壓縮機(jī)上進(jìn)行壓