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1绪论1

1.1研究背景1

1.1.1环境保护和可持续发展1

1.1.2臭氧层破坏和温室效应2

1.1.3吸收式热泵常用工质对2

1.1.4太阳能热泵联合应用技术4

1.2太阳能的特点及利用技术4

1.2.1太阳能的特点4

1.2.2太阳能利用形式4

1.2.3我国太阳能的分布5

1.2.4世界太阳能的分布7

1.3太阳能吸收式热泵系统组成及研究现状8

1.3.1系统组成8

1.3.2太阳能集热器和储热水箱研究现状8

1.3.3太阳能吸收式热泵国内研究现状13

1.3.4太阳能吸收式热泵国外研究现状23

1.3.5太阳能热泵经济性评价30

1.4小结32

参考文献32

2太阳辐射与计算39

2.1太阳辐射39

2.1.1赤纬角和太阳角的计算39

2.1.2太阳常数40

2.1.3太阳入射角的计算40

2.1.4太阳辐照量41

2.2计算结果46

2.3小结47

参考文献48

3太阳能平板集热器性能研究49

3.1太阳能平板集热器热力学分析49

3.1.1太阳能平板集热器能量方程49

3.1.2太阳能平板集热器热损失系数及效率方程50

3.2太阳能平板集热器计算与模拟51

3.2.1太阳能平板集热器的模拟53

3.2.2太阳能平板集热器模拟结果54

3.3小结57

参考文献57

4太阳能吸收式热泵系统性能研究58

4.1吸收式热泵基础58

4.1.1吸收式热泵定义58

4.1.2吸收式热泵分类59

4.1.3吸收式热泵特点59

4.2第一类吸收式热泵59

4.2.1第一类吸收式热泵原理59

4.2.2第一类吸收式热泵性能系数59

4.2.3第一类吸收式热泵理想循环61

4.2.4第一类吸收式热泵热力学分析62

4.3第二类吸收式热泵63

4.3.1第二类吸收式热泵原理63

4.3.2第二类吸收式热泵性能系数65

4.3.3第二类吸收式热泵理想循环65

4.3.4第二类吸收式热泵热力学分析66

4.4吸收式热泵的工质和吸收剂67

4.4.1对制冷剂的要求67

4.4.2对吸收剂的要求67

4.4.3吸收式热泵常用工质对68

4.5太阳能吸收式热泵68

4.5.1溴化锂工质对的热物性关联式70

4.5.2溴化锂吸收式热泵性能参数71

4.5.3太阳能吸收式热泵程序72

4.6模拟结果与分析75

4.6.1热源温度对太阳能吸收式热泵性能的影响75

4.6.2冷凝温度对太阳能吸收式热泵性能的影响76

4.6.3蒸发温度对太阳能吸收式热泵性能的影响76

4.6.4吸收温度对太阳能吸收式热泵性能的影响77

4.7设计工况与计算78

4.7.1气象参数78

4.7.2冷负荷计算78

4.7.3热负荷计算79

4.7.4设计工况79

4.8多热源耦合的吸收式热泵84

4.8.1耦合系统工作原理85

4.8.2耦合系统热力学分析86

4.8.3耦合系统性能程序87

4.8.4模拟结果与分析89

4.9小结91

参考文献91

5太阳能储热水箱数值模拟94

5.1 Fluent软件基础94

5.2物理模型95

5.3控制方程97

5.3.1物质导数97

5.3.2 连续性方程97

5.3.3 N-S方程98

5.4模型简化与假设98

5.5模型网格划分98

5.6储热水箱内流动与换热仿真分析99

5.6.1启动Fluent-2d99

5.6.2建立求解模型99

5.6.3运行条件100

5.6.4边界条件100

5.6.5初始化设置100

5.6.6残差100

5.7计算结果与分析101

5.7.1三种类型储热水箱比较101

5.7.2Ⅱ型储热水箱102

5.8小结109

参考文献109

6太阳能热泵节能分析111

6.1冬季锅炉供暖＋夏季分体式空调制冷111

6.1.1燃煤锅炉＋分体式空调111

6.1.2燃油锅炉＋分体式空调113

6.1.3燃气锅炉＋分体式空调115

6.2城市集中供热＋分体式空调117

6.2.1冬季城市集中供热117

6.2.2夏季分体式空调制冷117

6.2.3成本费用117

6.2.4全年费用118

6.3热泵型分体式空调118

6.3.1制热工况118

6.3.2制冷工况118

6.3.3成本费用119

6.3.4全年费用119

6.4中央空调系统119

6.4.1制热工况120

6.4.2制冷工况120

6.4.3成本费用120

6.4.4全年费用120

6.5太阳能吸收式热泵系统121

6.5.1系统组成121

6.5.2热力学分析122

6.5.3制热工况123

6.5.4制冷工况125

6.5.5热泵机组用水量计算125

6.6太阳能吸收式热泵经济性126

6.6.1制热工况126

6.6.2制冷工况127

6.6.3成本费用127

6.6.4全年费用128

6.7节能分析128

6.7.1设备初投资对比128

6.7.2运行费用对比129

6.7.3使用寿命对比130

6.7.4维护费用对比130

6.7.5投资回收期对比131

6.8讨论与建议132

6.8.1锅炉供暖＋分体式空调132

6.8.2城市集中供热＋分体式空调132

6.8.3热泵型分体式空调133

6.8.4中央空调系统133

6.8.5太阳能吸收式热泵系统134

6.9小结134

参考文献134

7太阳能吸收式热泵模糊评判136

7.1模糊数学的基本知识136

7.1.1基本概念136

7.1.2模糊评价模型的选择及评价步骤137

7.2太阳能吸收式热泵系统模糊评判138

7.2.1模糊评判指标量化138

7.2.2权重向量的确定139

7.2.3隶属度及模糊评判矩阵的确定139

7.3太阳能吸收式热泵经济性模糊评判142

7.3.1评价指标体系143

7.3.2模糊综合评判方法143

7.3.3因素集和等级集的确定144

7.3.4因素和子因素权重系数的确定144

7.3.5模糊统计试验145

7.3.6模糊统计试验的模糊综合评判145

7.3.7综合评价结果146

7.3.8算例评判146

7.4太阳能吸收式热泵安全运行评价及方法148

7.4.1安全运行重要性148

7.4.2评价指标体系149

7.4.3模糊综合评判方法150

7.4.4素集和等级集的确定151

7.4.5因素和子因素权重系数的确定151

7.4.6模糊统计试验151

7.4.7模糊统计试验的模糊综合评判152

7.4.8综合评价结果152

7.4.9算例评判152

7.5用能方案定量评价及方法154

7.5.1模糊综合评判方法156

7.5.2因素集和等级集的确定156

7.5.3因素和子因素权重系数的确定156

7.5.4模糊统计试验157

7.5.5模糊统计试验的模糊综合评判157

7.5.6综合评价结果158

7.5.7算例评判158

7.6小结160

参考文献161

8用能方案经济性对比162

8.1投资分配对比162

8.2投资回收对比163

8.3小结166