太陽(yáng)能冷管的機(jī)理及性能研究.pdf

1、太陽(yáng)能是一種可持續(xù)利用、既清潔又到處都有的能源，太陽(yáng)能制冷因熱量的供給和冷量的需求在季節(jié)和數(shù)量上的高度匹配而受到普遍的重視。本文的“太陽(yáng)能冷管”是在固體吸附式制冷技術(shù)和吸附床傳熱傳質(zhì)理論的基礎(chǔ)上提出的，以沸石分子篩-水為工質(zhì)對(duì)，在一根玻璃管內(nèi)完成太陽(yáng)能固體吸附式制冷及熱泵循環(huán)，運(yùn)行完全無(wú)污染。本文的研究工作主要著重于太陽(yáng)能冷管集熱/吸附器的傳熱傳質(zhì)機(jī)理研究，并在改善其工作性能及提高熱利用率上提出了新的思路。 本文在介紹了太陽(yáng)能冷

2、管產(chǎn)生和應(yīng)用的背景以及冷管結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，回顧了三代太陽(yáng)能冷管發(fā)展歷程及其結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并從系統(tǒng)樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)角度比較了各自的工作性能。目前，制冷與供熱兩用的多功能太陽(yáng)能，制冷系數(shù)COP可達(dá)0.268，供熱效率60.9％，其制冷與供熱的總效率為87.7％。 文中建立了冷管集熱/吸附器基于細(xì)長(zhǎng)圓柱結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，吸附床的數(shù)學(xué)模擬采用沿吸附床徑向的一維均勻壓力模型。并合理地分析了真空集熱段的溫度變化和吸附床內(nèi)的傳熱傳質(zhì)規(guī)律，對(duì)理論值

3、與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，在問(wèn)題得到簡(jiǎn)化的同時(shí)，保證了計(jì)算結(jié)果的精度范圍。這為冷管集熱/吸附器的進(jìn)一步設(shè)計(jì)與優(yōu)化起到積極的指導(dǎo)作用。 為增強(qiáng)其對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和利用，提高吸附床脫附溫度，改善制冷性能，本文提出將非跟蹤聚焦型的復(fù)合拋物面聚光器(CPC)與太陽(yáng)能冷管結(jié)合起來(lái)。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在聚焦比為1.13時(shí)，冷管接收的太陽(yáng)輻射增加了47.4％，其吸附床脫附溫度可高達(dá)200℃以上。這種采用CPC反光板的太陽(yáng)能冷管既能滿足提高系統(tǒng)制冷量