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环境与能源是人类生存和发展的基础,是现阶段全世界关心的问题。如何提高利用太阳能为驱动热源的溴化锂吸收式制冷空调系统的性能和经济性是本领域的热点研究课题之一。它对节省常规能源,减少环境污染,提高人们生活水平有着重要意义。
本文研究了双效/单效耦合型太阳能溴化锂吸收式制冷系统。在夏天空调季节日照正常时,该系统以聚光型太阳能集热器来产生饱和蒸汽,按双效循环驱动溴化锂吸收式制冷机运行,并将多余能量贮存在蓄能罐内,在非日照时段当蓄能罐内热水温度低于140℃时按单效循环运行,直至85℃。由于聚光型太阳能集热器在驱动双效循环运行的同时所贮存的高温热水在切换为单效循环运行后存在较大温差的显热,该方案具有综合循环效率较高,且蓄能密度较大等优点,并开辟了一条能照顾非日照时段运行的太阳能空调的新运行模式。
作者编制了双效/单效耦合型太阳能溴化锂吸收式制冷机的稳态热力设计程序和优化分析程序;分析了热源进口温度、冷媒水出口温度变化和冷却水进口温度变化对双效/单效耦合溴化锂吸收式制冷循环的性能的影响;同时编制双效/单效耦合溴化锂吸收式制冷系统的稳态仿真可视化程序;实现溴化锂吸收式制冷系统设计计算、性能模拟的图形化、可视化;可以在良好的界面下完成参数选择、性能模拟等操作。
论文中分析了双效太阳能溴化锂制冷机各个部件间的热质耦合关系,建立了动态模型。定量分析研究了机组的干扰特性。当采用实际工况下的初始条件和边界条件时,仿真所得的结果能够基本正确地反映溴冷机的工作状态和参数以及实际运行的响应趋势。
通过建立计算与分析模型,考虑环境成本,对双效/单效耦合太阳能吸收式空调机组与太阳能辅助热源机组、直燃机组和电力压缩空调机组进行经济性和能耗分析比较。结果表明,双效/单效耦合溴冷机初投资部分与传统热源(直燃型)的溴化锂吸收式制冷系统相差不多,增加的投资主要是在太阳能集热装置方面,这可以通过充分利用伴随产生的热水而使投资合理化。由于该方案在减少一次能源消耗量与环境污染物排放方面的明显优势,在能源趋于枯竭的大趋势下值得积极推广,利用太阳能等可再生能源驱动空调是大势所趋。