5kW太阳能吸收式热泵供暖系统设计

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伴随着经济和科技的迅猛发展,环境的破坏和能源的消耗所带来的影响越来越明显。目前,能够使用的能量多为高品质的高温热能,那些低质量或低能量的热能无法被使用,造成能量的流失,为解决这个问题,吸收式热泵应运而生,不需要电能作为驱动,不需要高温高品质热能成为其最大的特点,回收废弃的热能或新能源等作为驱动热源,很好的解决了环境和能源的问题。尤其是第二类吸收式热泵,能够使用温度较低的无法被使用的热水和蒸汽作为驱动,对其进行升温达到使用温度。但由于单效吸收式热泵的温升最多为30℃左右,在需要温升较大的工业场合有些乏力,对其进行改进,得到更高的温升能力。本文所设定的系统循环工质对为溴化锂-水溶液,其优点为溴化锂吸水性很强,溴化锂水溶液经加热产生的蒸气完全为水蒸气,不含溶液蒸气,无论是对系统运行稳定性和使用寿命还是对制热温度的提升都是良好的工质。驱动热源设定为以回收废热为主,外加太阳能作为辅助热源,组件带喷射器的双效吸收式热泵系统。在忽略溶液泵和调节阀的功率,不计系统内部热量损失,不计管道所带来的影响等。在理想状态下,用热力学第一定律和第二定律为基础,研究带喷射器的双吸收式热泵的内部循环,得到这种新系统能够获得的温升、效率和能量使用率。经模拟得到各部件的功率和喷射器的工作参数,根据其工况计算喷射器的具体参数。经过对比分析,可得到以下结论。随着冷却水的温度升高,吸收式热泵所能得到的温升越小。当冷却水温度高或与驱动热源温差过小时,带喷射器吸收式热泵的系统较普通的吸收式热泵系统能够得到更高的温升,但随着驱动热源温度的升高,温差越大,这种优势越小。驱动热源的升高直接影响着温升的程度,其温度越高越能得到更高的供热温度。虽然使系统内部变得更为复杂,对模拟和计算都增加了很大的难度。但是,在驱动热源和冷却水等工况相同的条件下,在系统内加入喷射器后,系统的COP升高,这使得研究系统变得更加有意义。使用带Smith补偿器的控制方法,能使系统快速到达稳定状态,提高稳定性。
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