【摘 要】
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提高能源结构中可再生能源的占比是解决当前能源和环境问题的有效途径,太阳能空调被认为具有广阔应用前景而受到越来越多的关注。太阳能光伏光热(PVT)技术是集光伏发电与光热利用于一体的新型太阳能利用技术,其综合能效要大幅高于传统光伏电池或集热器,因而基于PVT的太阳能空调也有望实现更高的太阳能综合利用效率。目前大部分商用光伏电池对工作温度有一定要求,这限制了PVT所能提供的热能品味,本文提出将两级溴化锂
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提高能源结构中可再生能源的占比是解决当前能源和环境问题的有效途径,太阳能空调被认为具有广阔应用前景而受到越来越多的关注。太阳能光伏光热(PVT)技术是集光伏发电与光热利用于一体的新型太阳能利用技术,其综合能效要大幅高于传统光伏电池或集热器,因而基于PVT的太阳能空调也有望实现更高的太阳能综合利用效率。目前大部分商用光伏电池对工作温度有一定要求,这限制了PVT所能提供的热能品味,本文提出将两级溴化锂吸收式制冷循环与PVT集热器结合,利用PVT的低品位热能制冷,提高利用太阳能的综合制冷能力,本文对该系统进行了以下研究并得出相关结论:(1)对具有双层玻璃盖板的非晶硅PVT液体集热器进行稳态建模,并用文献中实验结果进行模型验证,模拟分析了太阳辐射强度、工质水质量流量、入口水温和串联数目对PVT热、电性能以及(?)效率的影响,结果表明:太阳辐射的增强有助于提高热效率,但会降低电效率;增大水流量有助于提高热效率和电效率,但对于热量(?)效率和总(?)效率的影响还取决于入口水温的高低;升高入口水温会降低系统热效率和电效率,存在最佳的入口水温使PVT总(?)效率最大,最佳入口水温随辐射强度和水流量变化而变化;串联数目的影响本质上是改变单位面积的水流量,因而变化规律与水流量变化相似。(2)建立两级溴化锂吸收式制冷循环稳态模型,模拟分析热源水进口温度、冷却水进口温度和冷冻水出口温度对制冷循环制冷量、COP和(?)效率的影响,结果表明:提高热源水温度和冷冻水温度,或降低冷却水温度均有利于增大放汽范围,减少发生器中用于预热溶液的热量份额,从而提高制冷量和COP;提高热源水温度或冷冻水温度,制冷循环的(?)效率均呈现先增大后减小的趋势;提高冷却水温度,制冷循环(?)效率单调减小;上述外部条件的变化,通过影响循环各组件的(?)损占比和冷却水获得的(?)的占比来影响制冷循环(?)效率。(3)构建基于PVT的太阳能制冷系统,采用PVT的热能驱动两级溴化锂吸收式制冷循环,利用分层储热水箱作为PVT与吸收式制冷循环的中间连接组件,并建立稳态模型;分析PVT集热器出口水温对整体系统性能的影响,结果表明:存在最佳PVT出口水温,使系统的总(?)效率最大,若将PVT输出的电能也用于制冷,则存在最佳PVT出口水温使得系统的SCOP最大,在本文给定的条件下,PVT的最佳出口水温约为68C;分析了PVT太阳能吸收式制冷系统在福州地区典型夏季日的运行情况,并结合标准客房的制冷需求估算了系统所能覆盖的制冷面积;将本系统的综合制冷能力与采用非晶硅薄膜电池的太阳能光-电转换制冷系统以及采用平板式集热器驱动的单效吸收制冷系统进行对比,后两者的制冷能力分别为本系统综合制冷能力的60%和71%,说明了PVT太阳能制冷系统的应用潜力。
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