太阳能喷射与变速压缩一体化制冷系统构建及其耦合特性研究

基于太阳能时变性、间歇性、低能流密度的特点，构建具有较宽集热温度适用范围、可实现喷射与压缩制冷转化的、较高全天候效率的太阳能喷射与变速压缩一体化制冷系统。通过实验，获取两个以上热力学参数同时变化时喷射器特性方程，结合应用流动沸腾传热理论建立的集热/发生器分布参数模拟程序，建立太阳能集热/发生器喷射制冷系统热性能计算模型，获取太阳辐射变化时集热与喷射制冷的耦合规律，丰富喷射制冷系统热动力学理论。通过模拟计算和喷射变速压缩实验分析压缩机工况随喷射器工况的变化特性；考察压缩机变速对喷射压缩制冷的影响规律。在关键部件和系统性能理论与实验研究的基础上，总结太阳辐射变化及压缩机变速对太阳能喷射压缩一体化制冷的影响规律，优化太阳能喷射与变速压缩耦合制冷循环。该研究将拓宽喷射制冷系统对太阳辐射变化的适用范围，提高系统稳定性与能源综合利用率；为实现全天侯制冷、开发太阳能喷射/压缩式空调提供基础理论与方法。

太阳能喷射制冷系统具有结构简单，运行可靠的优点，但也具有喷射系数小、热利用效率低，不能实现全天候供冷的缺点。本课题旨在构建具有较宽集热温度适用范围、可实现喷射与压缩制冷转化的、具有较高全天候效率的太阳能喷射与变速压缩一体化制冷系统。.本课题进行了如下研究：利用集热器和集热/发生器性能模拟程序及TRNSYS软件与实验结果，获取了太阳辐射变化时，集热器及集热/发生器的变化特性，并对集热与喷射制冷系统耦合特性进行了研究；建立了喷射器性能计算分析模型，编制了计算程序，结合实验数据及TRNSYS软件，研究了喷射器结构以及多因素（如发生温度、蒸发温度、冷凝温度等）变化时喷射器性能的变化规律以及压缩机变速对喷射压缩制冷系统性能的影响规律，分析喷射器及压缩机性能的耦合变化机理；提出了提高喷射器效率的喷射器设计方法以及可高效利用太阳能的新的喷射制冷系统型式。.在上述研究的基础上得出了如下重要结果：集热器流体进水温度85℃时，热管真空管集热器热性能明显优于其它集热器；喷射器的喷射系数随发生温度的升高先增大后减小；对采用R134a的喷射制冷系统，发生温度在85℃左右时，设计喷射系数最大。随着一体化制冷系统压缩机增压比的增大，喷射系数增大，热性能系数提高，但系统的机械性能系数降低，并且系统机械性能系数最大值对应的发生温度向温度低的方向移动；随着冷负荷（供冷量）的增大，一体化系统压缩机的流量和压缩比增大，喷射器的压缩比减小，压缩机和喷射器的压缩比互补；随着冷负荷（供冷量）的增大，系统的机械性能系数减小，热性能系数增大；在冷凝温度为32℃，喷射系数为0.7时，系统机械性能系数最大可达8.8。在总结研究经验的基础上，申请了两项国家发明专利。.该研究拓宽了喷射制冷系统对太阳辐射变化的适用范围，提高了系统稳定性与能源综合利用率；为实现全天候制冷、开发太阳能喷射/压缩式空调提供基础理论与方法。