[01557129]蓄能型太阳能喷射-压缩复合空调装置技术研究

本研究主要进行蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统性能研究,提出了一种多功能的蓄能型太阳能喷射-压缩联合制冷系统（已经被授予国家发明专利,专利号：201110022737.X）,对其系统工作原理进行了分析,建立了蓄能型太阳能喷射制冷系统的性能仿真模型,设计并搭建了蓄冷型太阳能喷射-压缩的性能测试平台,对其蓄冷特性进行了深入的实验研究,通过实验揭示了相关参数对制冷系统性能的影响,在实验和计算的基础上,指出对于蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统,发生温度和中间温度都存在最优工作区域,从而实现换热设备的节能、节约运行,并给出了最优中冷器的设计原则。共发表七篇论文,一篇被SCI收录,其余6篇被EI收录。取得两项已授权的实用新型专利,1项已授权发明专利。 1、任务来源 河南省自然科学基金重点项目,项目批准号：12A470009。 2、应用领域和技术原理 应用领域：该项目可以广泛应用于制冷、空调领域,属节能环保型产品。 技术原理：本研究主要进行蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统性能研究,其意义在于跟踪国内外最新科研成果水平,对系统的基本工作原理进行分析,建立了各部件及系统的稳态仿真模型,运用EES软件编制了仿真程序,搭建了实验测试平台,将仿真结果与实验数据进行对比分析,验证了模型的正确性,并分析了不同发生温度、中间温度和蒸发温度对系统整体性能的影响,得到了系统运行最优时的工况范围。 3、性能指标 （1） 基于EES软件和NIST等物性计算软件,采用质量平衡和能量平衡等约束条件将各个部件联系起来进行求解,建立了蓄冷型喷射制冷系统仿真计算模型。 （2） 实验数据验证了仿真模型的准确性,在考虑实际工况、换热器结构尺寸的情况下,计算了内部运行规律,给出了中间温度,冷凝温度、发生温度等参数的最优匹配。该系统夏季可以提供温度为7～15℃的冷冻水和40℃以上的生活用热水。冬季提供45℃左右的采暖用热水和生活用热水。系统的循环性能系数COP高于3.0。 （3） 对中冷器的换热性能进行了模拟研究,并对其结构参数进行敏感性分析,分析了不同管长、内管外径、外管内径、齿高、螺旋角、齿顶角等因素变化时对中冷器换热性能的影响,在综合考虑换热器的评价因素指标,给出了中冷器的最优结构参数范围。 4、成果的创造性、先进性 本课题首次提出了一种多功能的蓄能型太阳能喷射-压缩联合制冷系统已经授权国家发明专利,专利号：ZL 201110022737.X,对其系统工作原理进行了分析,建立了蓄能型太阳能喷射制冷系统的性能仿真模型,设计并搭建了蓄冷型太阳能喷射-压缩的性能测试平台,对其蓄冷特性进行了深入的实验研究,通过实验揭示了相关参数对制冷系统性能的影响,在实验和计算的基础上,指出对于蓄冷型太阳能喷射-压缩复合系统,发生温度和中间温度都存在最优工作区域,从而实现换热设备的节能、节约运行,并给出了核心部件中冷器的优化设计原则。 5、推广应用前景与措施 蓄能型太阳能喷射-压缩联合制冷系统具有显著的节能效应。采用本技术成果,根据室外温度和气象参数以及室内负荷的变化,进行多种工作模式的切换,进而保证系统的24小时不间断运行,实现了太阳能资源的充分利用,该项目可以为太阳能在别墅,单体住宅等建筑物中的应用奠定良好基础。一个面积为400平方米的别墅一年的采暖、空调折合出的耗电量约为4万kWh,以实现节能20%的目标,可以节电约8000kWh,折合人民币节约4800元。另外,我国农业人口大约可达8亿左右,随着社会经济的发展,农村的空调制冷业也必将蓬勃发展,其能源消耗将非常巨大,而农村住宅建筑具有自身特点,可以很好解决太阳能集热设备的布置问题,尤其适合于太阳能喷射制冷设备的推广应用。 通过本项目的研究,不仅可以寻找太阳能利用和建筑节能有机结合的新途径,有助于我国在这一领域达到世界先进水平,还能进一步缓解电力紧张并促进社会和经济的发展。该装置在提供空调冷冻水的同时提供温度在40－90℃之间的热水,热水温度跨度大,即可以满足生活热水供应,也可以满足生产工艺供热和小型区域供热,该系统适用于与”蓄冷技术+低温送风”系统。