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喷射器与太阳能喷射式制冷系统研究 简介


喷射器与太阳能喷射式制冷系统研究 简介 随着人们生活水平的提高,空调的使用日益广泛.与此同时,大量使用 机械压缩制冷系统带来电能消耗、 环境污染问题也向人类可持续发展 提出了挑战.利用太阳能等可再生资源来满足人们需求是众多可供选 择方案中最直接的解决办法.由于可以利用低温热源驱动,并且本身结 构简单、运行可靠,因此喷射式制冷系统近年来在国际上获得了比较 多关注.该文对太阳能喷射式制冷系统进行了比较系统的研究,通过性 能分析、数值模拟、实验验证等方法对太阳能喷射式制冷系统的运行 性能、特性等方面进行了探讨.运用基础能量消耗方法,研究了太阳能 增压喷射式制冷系统的运行性能.并且,着重针对太阳能喷射式制冷系 统的核心部件——喷射器进行了结构设计、性能分析、流场计算等多 方面研究.设计并调试安装了一套太阳能喷射式制冷系统实验台,提出 了新型太阳能双喷射式制冷系统.该文主要研究内容如下:⒈ 在对一维 气体喷射器性能计算和结构设计方法进行分析和改进的基础上,综合 大连理工大学多年研究成果,编制多种工质的气体喷射器设计和性能 分析软件.研究喷射器性能、设计结构与工作参数变化关系.⒉ 通过求 解喷射器二维轴对称、可压缩流动模型,对喷射器内部流场和喷射器 运行性能之间的关系进行了研究.并且,通过蒸汽喷射器性能实验台, 比较了试验数据和数值结果结果,证明了二维流动模型对喷射器工作 特性可行性和准确性.研究了喷射器结构变化对内部流场的影响,以及 引起的喷射器性能变化关系.⒊ 利用数值模拟方法,比较研究了多种制 冷剂和增压器在喷射式制冷系统中的使用性能,以及蓄热器在太阳能

喷射式制冷系统中的应用和对性能的影响.结合中国北方某城市在夏 天太阳能辐射数值,给出了以 R123 为制冷剂的太阳能喷射式制冷系 统在这种条件下的运行结果.模拟运行结果表明,采用 20m<'2>平板真 空管集热器,太阳能喷射式制冷系统从上午 10 点运行到下午 4 点期间, 可以满足供 60-70m<'2>(采用增压器)或者 20-30m<'2>(不采用增压器) 住宅空间制冷空调要求.系统最大制冷能力 1.8kW、平均 COP 为 0.259(不采用增压器)或者最大制冷能力 5.2kW、 平均 COP 为 0.777(采 用增压器)⒋ 建立了以电加热模拟太阳能辐射的喷射式空调系统实验 台,研究了喷射式制冷系统的工作特性和影响因素,以及制冷剂 R123 的运行性能.通过调节电加热器的功率,模拟了太阳辐射强度随时间的 变化情况,模拟集热器面积 10m<'2>.系统可以提供 15℃ 的冷却水,全天 平均 COP 为 0.20,系统最大制冷能力为 0.4kW.⒌ 在研究了气-液喷射器 的工作原理和性能分析方法以后,利用气-液喷射器可以将吸入口液体 升压到高于工作压力的特性,提出了以气-液喷射器替代机械泵的新型 双喷射式制冷系统.研究了这种新型制冷系统的可行性以及工作特点 和工作性能.模拟了太阳能双喷射式制冷系统的运行,结果表明,太阳 能双喷射式制冷系统的 COP 和制冷量比太阳能喷射式制冷系统平均 低大约 20﹪,但是系统不消耗电能.



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