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《太原理工大学》 2010年
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全天候太阳能喷射—变速压缩复迭式制冷系统特性研究及优化

白惠峰  
【摘要】: 开发清洁的太阳能是解决能源、环境问题的根本途径之一。本文建立了全天候太阳能喷射-变速压缩复迭式制冷系统及其主要构件性能计算模型,建立了制冷用集热器实验台、喷射器性能实验台、全天候太阳能喷射-变速压缩复迭式制冷系统实验台。通过理论计算与实验研究得到如下结论。 (1)提出了全天候太阳能喷射-变速压缩复迭式制冷方式,该系统比太阳能增压制冷系统全天候节能约51%;在同样工况下,机械性能系数比压缩制冷系统大约45%~60%;可达到稳定的冷凝压力比喷射制冷系统增加约28.6%,热性能系数增加约105%。 (2)建立了太阳能喷射-变速压缩复迭式制冷系统理论与实验模型。研究结果表明:太阳辐照度增大导致发生压力升高但低于设计发生压力时,复迭式制冷系统的热性能系数及机械性能系数均增大;而发生压力高于设计值后,热性能系数随发生压力升高而变小,机械性能系数基本不变。在设计冷凝压力范围内,机械性能系数、热性能系数不随冷凝压力而改变;超出该压力范围后,两性能系数均随冷凝压力升高而降低。随着蒸发压力的升高,热性能系数及机械性能系数均随之增大。随着压缩机转速的增大,热性能系数随之增大,而机械性能系数随之减小。系统各装置中,集热器火用损失最大,其次是冷凝器和喷射器。 (3)建立了喷射器的实际气体二维CFD模型。喷射器喷射系数随着压缩比的减小而增大,在该特性基础上提出了热性能系数较高的喷射-压缩复迭式制冷系统。模型计算所得到的马赫数云图可以更好的研究激波变化及回流现象。 (4)建立了制冷用集热器性能模型。集热温度较高时,集热器热损系数的计算应考虑温度影响。从热性能模拟计算结果看,制冷用热管真空管集热器较佳。集热温度的选取应同时考虑喷射-压缩复迭式制冷系统效率与集热器效率。 (5)建立了集热器间歇运行方式下的储热器动态分布参数模型。对于太阳能喷射-变速压缩制冷系统,储热器是系统稳定工作的保证。集热器面积及储热器容积的设计应以满足夏季典型日太阳能系统运行时段对应的制冷空调负荷为准。储热器大小应适当,对于文中系统,在太原气象条件下,以1.2m3为宜。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB65

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【参考文献】
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