太陽能冷管的機理及性能研究.pdf

1、太陽能是一種可持續(xù)利用、既清潔又到處都有的能源，太陽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，在一根玻璃管內(nèi)完成太陽能固體吸附式制冷及熱泵循環(huán)，運行完全無污染。本文的研究工作主要著重于太陽能冷管集熱/吸附器的傳熱傳質(zhì)機理研究，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，回顧了三代太陽能冷管發(fā)展歷程及其結(jié)構(gòu)改進，并從系統(tǒng)樣機的實驗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能，制冷系數(shù)COP可達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，對理論值

3、與實驗值進行比較，在問題得到簡化的同時，保證了計算結(jié)果的精度范圍。這為冷管集熱/吸附器的進一步設(shè)計與優(yōu)化起到積極的指導(dǎo)作用。 為增強其對太陽輻射的吸收和利用，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)與太陽能冷管結(jié)合起來。理論和實驗結(jié)果表明，在聚焦比為1.13時，冷管接收的太陽輻射增加了47.4％，其吸附床脫附溫度可高達200℃以上。這種采用CPC反光板的太陽能冷管既能滿足提高系統(tǒng)制冷量