基于方形腔体吸收器的菲涅尔太阳能集热器及单/双效吸收式太阳能空调系统

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本文对线聚焦和点聚焦两种采用方形腔体吸收器的菲涅尔太阳能集热器进行了研究，并将线聚焦反射式菲涅尔太阳能集热器用于驱动单/双效吸收式的太阳能空调系统，并对系统进行了实验测试与理论分析，主要研究内容概括如下：
　　1.对采用腔体吸收器的太阳能集热器能量转换过程进行了理论分析与研究，结合能量转换规律，建立了评价集热器性能的相关指标。
　　2.对线聚焦反射式菲涅尔太阳能集热器进行了理论分析与实验研究。模拟了集热器的光学性能，研究了影响太阳能集热器光学效率的影响因素，并对此进行了优化；模拟了集热器的集热性能，进一步分析和研究了各项因素对集热性能的影响，模拟结果由实验进行了验证，得到的实验与模拟结果误差在15％以内。线聚焦菲涅尔反射式太阳能集热器的纯光学效率为78.5%，最高集热温度约为180℃，在集热温度80-150℃的范围内，集热效率从52.3%变化到32.6%，热损系数从10.8W/m2K上升到21.2 W/m2K.
　　3.对点线耦合线菲二次反射塔式太阳能集热器的光学性能和集热性能进行了理论分析与研究。模拟了集热器的光学性能，研究了影响太阳能集热器光学效率的影响因素；模拟了集热器的集热性能，并进一步分析和研究了各项因素对集热器集热性能的影响，模拟结果由实验进行了验证。在集热温度100-160℃的范围内，集热效率从51.6%变化到33.2%，热损系数从7.6W/m2K上升到16.8 W/m2K.
　　4.对线聚焦菲涅尔太阳能集热器驱动的单/双效溴化锂吸收式制冷机的性能进行了理论分析与实验研究。制冷机的工作状态随着进口热水温度的变化而自动在单/双效制冷模式间切换，当热水温度位于85℃以上时，制冷机运行单效模式，额定制冷量约为90kW，COP为0.7；当温度达到145℃以上，运行双效模式，额定制冷量约为130kW，COP为1.2；还对蒸发温度、冷却温度等对制冷机性能的影响进行了分析。
　　5.对上述太阳能空调系统进行了系统运行仿真模拟与实验测试。该系统能够根据太阳辐照强度和用户实际的使用需求以对应的模式来运行。在夏季典型天气条件下，系统能够提供全天的用冷需求，在中午时段制冷机能够以双效运行2~3小时，全天运行平均COP达到0.88。相比传统的太阳能空调，该型系统太阳能有效制冷时间长，同时具有更高的制冷转换效率。

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作者
周凌宇;
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作者单位

上海交通大学;

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授予单位上海交通大学;
学科动力工程及工程热物理
授予学位硕士
导师姓名代彦军;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类太阳能转换装置和设备;空调器;
关键词
菲涅尔集热器; 方形腔体吸收器; 太阳能转换; 光学特性; 集热效率; 太阳能空调;

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