文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
太阳能驱动的硅胶—水吸附式制冷系统的研究
姓名:刘艳玲
申请学位级别:博士
专业:制冷与低温
指导教师:王如竹
20050501
太阳能驱动的硅胶一水吸附式制冷系统的研究摘要研究表明,在我国的能源消耗中,建筑能源占有相当大的比例,据统计,我均值为.%。其中,用于暖通空调的能耗约占建筑能耗的%。因此,开发可以利用太阳能等低温热源的制冷机,可以使集热器在夏天亦得到应用,提高系统的利用率,提高太阳能等可再生能源在建筑能耗中的比例,用太阳能替代常规能源驱动空调系统对节能和环保都具有十分重要的意义。对于吸附式制冷系统,适合应用太阳能等低温热源的工质对在物理吸附方面主要有活性炭一甲醇和硅胶一水。活性炭一甲醇的埕佳驱动热源温度在孀笥遥喽岳此刀匀仍次露鹊囊G蠼细撸冉鲜屎霞湎妒皆行,其连续运行模式由于对热流密度要求比较大而不适合利用太阳能等低密度能源。化学吸附方面,氯化钙一氨、氯化锶一氨等均可以利用热源温度为孀笥业娜仍矗绕涫锹然仍媸倍园钡奈搅课A悖冉适合利用太阳能,然而由于化学吸附具有不稳定性和吸附性能的衰减性,目前尚未能广泛得到应用。相对来说,硅胶一水目前是利用太阳能等低温热源比较适合的工质对,这也是硅胶一水成为研究热点的主要原因。本文以硅胶一水吸附式制冷系统为研究课题,旨在研究开发适合实际应用的太阳能等低温热源驱动的吸附式制冷系统。主要研究内容包括:杓撇⒔ǔ闪耸屎嫌谔裟艿鹊臀氯仍辞摹⒉捎镁哂行滦回热、回质过程的硅胶一水吸附式制冷系统,使太阳能连续吸附制冷系统由理论和实验室研究向工程实际应用的转化成为可能。在该系统中,吸附床、冷凝器和蒸发器共置于一个真空腔中,中间不设真空挡板阀,形成一个吸附式制冷单元,两个相同的单元交替工作,实现系统的连续制冷。循环过程主要包括回热过程、吸附/解吸过程和回质过程。实验证明这是一种简单有效且易于操作的低温热源驱动的吸附制冷方式。在建立的两台样机中,第一台样机主要用来研究系统的基本性能及各种运行参数仍次露取⒗淙此谖露取⒄舴⑽露取⒏髦盅肥奔涞对系统性能的影响,确定了系统各循环时间的取值。由于挡液板的角度设上海交通大学博士学位论文
计不是很合理,第一台样机在性能测试过程中冷量损失比较大,吸附过程的平均冷量损失达5诙ㄑü呕惨喊宓纳杓疲饩隽死量损失严重的问题,实验结果表明,第二台机组吸附过程中冷量损失的最大值比第一台样机降低了%,吸附过程冷量损失的平均值降低了.%,证实第二台样机成功解决了冷量损失的问题;在热水入口平均温度为℃、冷冻水进口平均温度为℃、在不同的冷却水进口平均温度情况下,第二台样机相对于第一台样机性能提高.%;相对于传统的有回热过程的双床连续制冷系统性能提高~.ァ杓撇⒖7⒘舜臁⒋是炕奈酱埠褪视糜谒雀咔比戎冷剂的多孔介质高效蒸发器。建立了吸附床的二维传热模型,通过求解数学模型对吸附床中的有关尺寸进行优化,在其它条件允许的情况下,翅片间距应优先考虑咖的单元宽度;翅片高度在实际中使用实验结果表明,所设计的吸附床、冷凝器和蒸发器比较匹配,在硅胶颗粒导热系数为.℃奶跫拢让婊匆淮未让婊计算,硅胶侧的的换热系数为·℃T谡庵智疤嵯拢低车回热时间为秒,吸附/解吸时间为耄刂适奔湮搿杓撇⒖7⒘颂裟芪绞娇盏飨低场=⒘讼低车乃蔡模型,主要包括制冷机模型、集热器模型和水箱模型,通过求解数学模型,可以预测系统在各种气象条件下的性能,对系统的实际应用提供理论关键词:吸附,制冷,回热,回质,太阳能,硅胶,水较合理;翅片厚度一般取玂.,翅片所占体积为.%。指导。
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