本文關(guān)鍵詞：超聲強(qiáng)化熱源驅(qū)動的太陽能溴化鋰吸收式制冷機(jī)設(shè)計制造

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【摘要】：隨著社會能源消耗的增加和氣候的變暖,以太陽能作為驅(qū)動能源的太陽能吸收式制冷系統(tǒng)由于其環(huán)保和節(jié)能的特點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)壓縮式制冷系統(tǒng),太陽能吸收式制冷系統(tǒng)在低品位的太陽能熱水驅(qū)動下,其發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液中的冷劑水蒸發(fā)分離能力存在不足,進(jìn)而影響系統(tǒng)的制冷能力,使得能量轉(zhuǎn)換效率不高。基于此,本文以太陽能吸收式制冷系統(tǒng)在低品位太陽能熱水驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)高效制冷為目標(biāo),提出一種應(yīng)用超聲強(qiáng)化太陽能熱源驅(qū)動的吸收式制冷系統(tǒng)。本文首先研究超聲強(qiáng)化發(fā)生器中溴化鋰溶液的熱質(zhì)傳遞過程,從超聲強(qiáng)化傳質(zhì)和超聲強(qiáng)化傳熱兩個方面研究了超聲對于冷劑水蒸發(fā)分離能力的提升作用:一是超聲在氣液界面的霧化效應(yīng)能有效降低氣液分界面處溶液的粘度,減小傳質(zhì)層的液膜厚度,使得傳質(zhì)阻力下降,從而加速了溴化鋰溶液中冷劑水的分離傳質(zhì)過程;二是超聲空化及聲流效應(yīng)能強(qiáng)化發(fā)生器中換熱管表面的對流傳熱,以及提升傳熱表面的沸騰相變換熱,從而有效降低換熱管固液界面的傳熱熱阻,增強(qiáng)了溴化鋰溶液中冷劑水分離傳質(zhì)的熱驅(qū)動力。在上述研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計制造一臺太陽能單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,機(jī)組設(shè)計的目標(biāo)制冷量為10kW、額定熱力系數(shù)為0.64。太陽能單效溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗機(jī)組的設(shè)計包括機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)組的管路設(shè)計以及機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計。機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計首先計算系統(tǒng)的熱力參數(shù),然后依據(jù)熱力參數(shù)對機(jī)組各換熱部件進(jìn)行傳熱計算、力學(xué)計算,再根據(jù)實(shí)驗研究的結(jié)果和機(jī)組測試的要求完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計包括低壓腔和高壓腔各部件傳熱及結(jié)構(gòu)設(shè)計、冷卻塔設(shè)計以及機(jī)架設(shè)計。其中高壓腔要結(jié)合實(shí)驗研究來完成其結(jié)構(gòu)設(shè)計,使腔內(nèi)的發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)超聲強(qiáng)化作用。然后依據(jù)設(shè)計完成機(jī)組結(jié)構(gòu)制造成型。在機(jī)組腔體和冷卻塔布置位置確定的基礎(chǔ)上,依據(jù)機(jī)組測試需求的調(diào)節(jié)量和監(jiān)測量,對機(jī)組系統(tǒng)的各管路進(jìn)行設(shè)計,管路設(shè)計包括溴化鋰溶液流路設(shè)計、冷劑水流路設(shè)計、冷卻水循環(huán)流路設(shè)計、供熱以及冷媒水流路設(shè)計。然后結(jié)合管路設(shè)計完成機(jī)組系統(tǒng)的制造成型。最后根據(jù)系統(tǒng)所需的熱源熱量完成太陽能集熱器和蓄熱水箱的選型。機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計主要包括了硬件設(shè)計以及相應(yīng)的軟件設(shè)計。硬件系統(tǒng)基于PLC來進(jìn)行控制設(shè)計。軟件設(shè)計基于機(jī)組的硬件設(shè)計,設(shè)計了系統(tǒng)的啟動程序、停機(jī)程序以及故障保護(hù)程序,完善了機(jī)組的控制系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：太陽能 吸收式制冷 超聲波 熱質(zhì)傳遞強(qiáng)化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB657
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 主要符號表11-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 太陽能吸收式制冷系統(tǒng)14-18
• 1.2.1 吸收式制冷循環(huán)14-15
• 1.2.2 吸收式制冷系統(tǒng)的工質(zhì)15-16
• 1.2.3 單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作原理16-18
• 1.3 太陽能溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4 太陽能吸收式制冷熱質(zhì)傳遞強(qiáng)化研究21-23
• 1.5 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容23-24
• 1.5.1 課題來源23
• 1.5.2 研究目標(biāo)23
• 1.5.3 研究內(nèi)容23-24
• 1.6 本章小結(jié)24-25
• 第二章 超聲強(qiáng)化發(fā)生器熱質(zhì)傳遞過程實(shí)驗研究25-44
• 2.1 引言25
• 2.2 超聲強(qiáng)化傳質(zhì)實(shí)驗研究25-33
• 2.2.1 引言25-26
• 2.2.2 實(shí)驗裝置26-27
• 2.2.3 實(shí)驗步驟27-28
• 2.2.4 實(shí)驗結(jié)果分析28-32
• 2.2.5 超聲強(qiáng)化傳質(zhì)機(jī)理分析32-33
• 2.3 超聲強(qiáng)化傳熱實(shí)驗研究33-43
• 2.3.1 引言33-34
• 2.3.2 實(shí)驗裝置34-36
• 2.3.3 實(shí)驗操作及測量36-37
• 2.3.4 聲壓分布模擬分析37-38
• 2.3.5 實(shí)驗結(jié)果分析38-41
• 2.3.6 超聲強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析41-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 第三章 機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計制造44-68
• 3.1 引言44-45
• 3.2 機(jī)組系統(tǒng)熱力設(shè)計45-50
• 3.2.1 吸收式制冷循環(huán)熱平衡計算45-48
• 3.2.2 吸收式制冷循環(huán)的性能指標(biāo)48-50
• 3.3 機(jī)組低壓腔各部件傳熱及結(jié)構(gòu)設(shè)計50-57
• 3.3.1 吸收器設(shè)計50-53
• 3.3.2 蒸發(fā)器設(shè)計53-54
• 3.3.3 腔體容器及其他部件設(shè)計54-57
• 3.4 機(jī)組高壓腔各部件傳熱及結(jié)構(gòu)設(shè)計57-62
• 3.4.1 發(fā)生器設(shè)計58-59
• 3.4.2 冷凝器設(shè)計59-60
• 3.4.3 腔體容器及其他部件設(shè)計60-62
• 3.5 機(jī)組冷卻塔設(shè)計62-64
• 3.6 機(jī)組機(jī)架設(shè)計64-66
• 3.7 制造成型66-67
• 3.8 本章小結(jié)67-68
• 第四章 機(jī)組管路系統(tǒng)設(shè)計制造68-78
• 4.1 引言68-69
• 4.2 溴化鋰溶液流路設(shè)計69-70
• 4.3 冷劑水流路設(shè)計70-72
• 4.4 冷卻水循環(huán)流路設(shè)計72-73
• 4.5 供熱及冷媒水流路設(shè)計73
• 4.6 制造成型73-74
• 4.7 太陽能系統(tǒng)設(shè)計74-77
• 4.7.1 氣象參數(shù)分析74-75
• 4.7.2 太陽能集熱75-77
• 4.7.3 太陽能蓄熱77
• 4.8 本章小結(jié)77-78
• 第五章 機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計78-92
• 5.1 引言78
• 5.2 機(jī)組控制系統(tǒng)主要硬件的選型78-80
• 5.2.1 PLC主要功能及其選型78-79
• 5.2.2 變頻器主要功能及其選型79
• 5.2.3 其他硬件的選型79-80
• 5.3 機(jī)組控制系統(tǒng)信號處理80-82
• 5.4 機(jī)組控制系統(tǒng)電氣設(shè)計82-87
• 5.4.1 系統(tǒng)強(qiáng)電部分主電路82-84
• 5.4.2 PLC主電路84-85
• 5.4.3 PLC模擬量擴(kuò)展模塊85
• 5.4.4 PLC I/O通道分配85-87
• 5.5 機(jī)組控制系統(tǒng)程序設(shè)計87-91
• 5.5.1 機(jī)組啟動程序87-89
• 5.5.2 機(jī)組停機(jī)程序89-90
• 5.5.3 機(jī)組故障保護(hù)程序90-91
• 5.6 本章小結(jié)91-92
• 結(jié)論與展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果101-103
• 致謝103-104
• 附件104

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本文編號：756374