張峰峰， 田琦， 李風(fēng)雷， 白慧峰

(1. 太原理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 晉中 030600；2. 山西中綠環(huán)保集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030032)

蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)供冷性能分析及優(yōu)化

張峰峰1， 田琦1， 李風(fēng)雷1， 白慧峰2

(1. 太原理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 晉中 030600；2. 山西中綠環(huán)保集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030032)

為提高蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)的供冷性能，利用TRNSYS軟件，建立蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)瞬態(tài)仿真模型.結(jié)合太原市某公共建筑的逐時(shí)冷負(fù)荷，分析集熱側(cè)循環(huán)水流量和蓄熱水箱容積對(duì)系統(tǒng)供冷特性的影響.結(jié)果表明：隨集熱側(cè)水流量、水箱容積的增大，系統(tǒng)在連續(xù)5 d中的平均輸出冷量均呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)；集熱側(cè)水流量和蓄熱水箱容積與集熱器總面積的最佳比例分別為0.005 kg·(h·m2)-1和0.02 m3·m-2.

噴射制冷； 供冷品質(zhì)； 逐時(shí)輸出冷量； 集熱側(cè)水流量； 蓄熱水箱容積

太陽能噴射式制冷因結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動(dòng)部件少、不存在潤滑問題、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有效的空調(diào)制冷方法之一[1].Huang等[2]和Alexis 等[3]對(duì)太陽能單級(jí)噴射制冷系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.Wolpert等[4]編寫了單級(jí)噴射制冷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序，研究了運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響.田琦等[5]提出了一種新型的太陽能噴射和電壓縮聯(lián)合制冷系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)與傳統(tǒng)聯(lián)合制冷系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)對(duì)比分析.王菲等[6]提出了雙噴射制冷系統(tǒng)，利用數(shù)學(xué)模型，研究了發(fā)生溫度和冷凝溫度對(duì)噴射器噴射系數(shù)的影響.Vidal等[7]和Wimolsiri等[8]利用TRNSRS軟件，建立太陽能噴制冷系統(tǒng)瞬時(shí)仿真模型，研究了集熱器類型、面積以及蓄熱水箱容積對(duì)系統(tǒng)性能的影響.李風(fēng)雷等[9]通過太陽能集熱系統(tǒng)TRNSYS模型，研究了環(huán)境參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響.綜上所述，太陽能噴射制冷系統(tǒng)的研究大多是在設(shè)定工況下進(jìn)行的，對(duì)系統(tǒng)在運(yùn)行期間逐時(shí)性能的研究較少.本文建立蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)瞬態(tài)仿真模型，探討集熱側(cè)水流量和蓄熱水箱容積的最佳取值.

1 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示.圖1中：1為太陽能集熱器；2為蓄熱水箱；3為集熱側(cè)熱水循環(huán)泵；4為發(fā)生器；5為發(fā)生側(cè)熱水循環(huán)泵；6為噴射器；7為冷凝器；8為工質(zhì)泵；9為節(jié)流閥；10為蒸發(fā)器.

系統(tǒng)壓焓圖，如圖2所示.圖2中：p為壓力；H為焓.圖2中：1為高速低壓蒸氣；2為擴(kuò)壓段；3為液體；4為蒸發(fā)器；5為發(fā)生器；6為高溫高壓蒸氣.

由圖2可知：熱媒水在太陽能集熱器內(nèi)吸熱升溫，經(jīng)過蓄熱水箱和發(fā)生器，最終將熱量傳遞給液態(tài)工質(zhì).液態(tài)工質(zhì)在發(fā)生器內(nèi)，吸熱變成高溫高壓蒸氣后，進(jìn)入噴射器噴嘴進(jìn)行絕熱膨脹，變成高速低壓蒸氣.該蒸氣與被其抽吸于蒸發(fā)器的低溫低壓氣態(tài)制冷劑，在混合室混合，在擴(kuò)壓段升壓，進(jìn)入冷凝器中，放熱變成液體.一部分冷凝液經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器再次制冷，另一部分經(jīng)工質(zhì)泵進(jìn)入發(fā)生器再次吸熱，從而實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán).

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖2 系統(tǒng)壓焓圖Fig.1 Diagram of system′s structure block Fig.2 Figure of pressure over enthalpy of system

2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

2.1 集熱器數(shù)學(xué)模型

系統(tǒng)集熱器為熱管式真空管集熱器，其集熱效率[10-11]為

(1)

式(1)中：θi為集熱器進(jìn)口水溫，℃；θen為環(huán)境溫度，℃；I為太陽輻射照度，W·m-2.

2.2 蓄熱水箱數(shù)學(xué)模型

蓄熱水箱的數(shù)學(xué)模型采用多節(jié)點(diǎn)模型[9]，水箱第i層的能量平衡式為

(2)

式(2)中：M為水箱節(jié)點(diǎn)的容量，kg；θ為水溫，℃；Cw為熱水的定壓比熱容，kJ·(kg·K)-1；α為集熱器出水流量的控制因子，其值為1或0；m為水流量，kg·s-1；β為自來水上水流量的控制因子，其值為1或0；μ為加熱元件給予水箱某層熱量的控制因子，對(duì)最頂層和最底層，μ=1，對(duì)其余層，μ=0；U為傳熱系數(shù)，W·(m2·K)-1；A為面積，m2；λ，φ為水箱層間質(zhì)量轉(zhuǎn)移相關(guān)換熱的控制因子，其值為1或0；γ為水箱某層接受集熱器供水量與自來水補(bǔ)水量之差的絕對(duì)值；下標(biāo)i為水箱第i層參數(shù)；下標(biāo)h為集熱器出水參數(shù)；下標(biāo)en為環(huán)境參數(shù)；下標(biāo)L為自來水上水參數(shù).

2.3 發(fā)生器數(shù)學(xué)模型

系統(tǒng)所用發(fā)生器為滿液式換熱器，管側(cè)流體為熱媒水，殼側(cè)流體是工質(zhì)R141b.系統(tǒng)工作時(shí)，熱水放出的熱量為

(3)

式中：Gw為發(fā)生器中熱水流量，kg·s-1；ΔTw為發(fā)生器中熱水的溫度降，K.同時(shí)，工質(zhì)吸收的熱量為

(4)

式(4)中：Gr為發(fā)生器中工質(zhì)的流量，kg·s-1；h5,h6分別為發(fā)生器進(jìn)口、出口制冷劑焓值，kJ·kg-1.

2.4 噴射器數(shù)學(xué)模型

噴射器的性能利用噴射系數(shù)評(píng)價(jià)，噴射系數(shù)為

(5)

式(5)中：GP為系統(tǒng)一次流量，kg·s-1；Gs為系統(tǒng)2次流量，kg·s-1.

系統(tǒng)噴射器為單相噴射器.系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過噴嘴的流量即系統(tǒng)一次流量[12]，即

(6)

式(6)中：kP為氣體絕熱指數(shù)；ΠP*為工質(zhì)臨界壓力和滯止壓力之比；PP為發(fā)生壓力，Pa；αP*為臨界速度，m·s-1；At為噴嘴喉部面積，m2；φs為絕熱膨脹系數(shù).

2.5 蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的循環(huán)流量即系統(tǒng)2次流量為

(7)

2.6 噴射制冷系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

在穩(wěn)態(tài)條件下，通過能量守恒定律，可以得到系統(tǒng)制冷量計(jì)算公式，即

(8)

式(8)中：H1,H4為蒸發(fā)器出口、進(jìn)口制冷劑焓值，kJ·kg-1.系統(tǒng)耗熱量即發(fā)生器換熱量，與發(fā)生器內(nèi)制冷劑吸熱量和熱媒水放熱量均相等，即

(9)

忽略工質(zhì)泵和水泵的功耗，蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)性能系數(shù)為

(10)

式(10)中：Qco為入射到集熱器表面總熱量，kW.

圖3 系統(tǒng)瞬態(tài)仿真模型Fig.3 Transient emulation of system

3 系統(tǒng)仿真模型

系統(tǒng)瞬態(tài)仿真模型，如圖3所示.圖3中：蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)的TRNSYS模型包含氣象參數(shù)、集熱器、集熱側(cè)熱水循環(huán)泵及其控制、發(fā)生器、發(fā)生側(cè)循環(huán)水泵、噴射器、蒸發(fā)器、結(jié)果輸出9個(gè)模塊.各模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：集熱器的集熱面積為74 m2；蓄熱水箱體積為3.7 m3；發(fā)生器的單位溫差下的換熱量為2 000 W·K-1；集熱側(cè)熱水循環(huán)泵流量為 2 600 kg·h-1；發(fā)生側(cè)熱水循環(huán)泵流量為1 980 kg·h-1；噴射器設(shè)計(jì)制冷量為2.5 kW，設(shè)計(jì)發(fā)生溫度為85 ℃，設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫度為8 ℃，設(shè)計(jì)冷凝溫度為35 ℃，設(shè)計(jì)噴射系數(shù)為0.4，喉部直徑為5.74 mm.

為方便建立模型，作如下3點(diǎn)假設(shè).1) 系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各換熱器出入口和噴嘴入口的制冷劑均處于飽和狀態(tài).2) 發(fā)生側(cè)熱水流量為定值.3) 系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各換熱器不產(chǎn)生向外界的能量耗散.

集熱側(cè)熱水循環(huán)泵的啟停受溫差和時(shí)間的聯(lián)合控制，當(dāng)集熱器出口水溫高于其入口水溫8 ℃時(shí)，自動(dòng)開啟循環(huán)水泵；當(dāng)二者之差小于2 ℃時(shí)，水泵關(guān)閉，水泵僅在8:00～20:00之間處于開啟狀態(tài).

圖4 環(huán)境參數(shù)和發(fā)生溫度隨時(shí)間的變化Fig.4 Variation of environmental parameters and generating temperature over time

4 模擬結(jié)果與分析

利用系統(tǒng)TRNSYS模型，模擬了系統(tǒng)運(yùn)行期間，其發(fā)生溫度和性能的變化規(guī)律；結(jié)合太原市某公共建筑的冷負(fù)荷，研究系統(tǒng)的供冷特性，探討集熱側(cè)水流量和蓄熱水箱容積對(duì)系統(tǒng)供冷性能的影響．

4.1 系統(tǒng)發(fā)生溫度的變化規(guī)律

典型氣象日里，系統(tǒng)發(fā)生溫度的變化規(guī)律,如圖4所示.圖4中：t為時(shí)間；I為太陽輻射照度；θ為溫度.由圖4可知：系統(tǒng)發(fā)生溫度隨時(shí)間先增后減，在17:00達(dá)到最大,峰值滯后于太陽輻射照度，與冷凝溫度基本同步．這是因?yàn)樵?4:00之前，太陽輻射照度單調(diào)遞增，集熱器輸入給蓄熱水箱的熱量隨之增大.因此，發(fā)生溫度在這段時(shí)間內(nèi)持續(xù)增大.但是由于蓄熱水箱具有一定容量，水箱內(nèi)水溫上升需要較長時(shí)間;在14:00之后，當(dāng)太陽輻射照度開始下降時(shí)，發(fā)生溫度并沒有隨之立刻下降，而是先升后降.另外，冷凝溫度升高，發(fā)生器殼側(cè)工質(zhì)吸熱量降低，工質(zhì)吸熱量減小又會(huì)促使發(fā)生溫度升高；反之，冷凝溫度降低，發(fā)生溫度降低．

圖5 系統(tǒng)各性能指標(biāo)隨時(shí)間的變化Fig.5 Variation of system′s performance indexes over time

4.2 系統(tǒng)性能的變化規(guī)律

系統(tǒng)各性能指標(biāo)隨時(shí)間的變化，如圖5所示.圖5中：Qe為制冷量.由圖5可知：11:00時(shí)，系統(tǒng)開始運(yùn)行；噴射系數(shù)隨發(fā)生溫度的減小而增大，其最大值約為0.578；系統(tǒng)制冷量波動(dòng)較小，基本維持在3.5～4.0 kW；14:00前，系統(tǒng)COP略有持續(xù)下降，14:00后，系統(tǒng)COP明顯持續(xù)上升，最大值出現(xiàn)在運(yùn)行期末端，約為0.27.

11:00前，太陽輻射照度持續(xù)升高，但是，分層蓄熱水箱導(dǎo)致水溫上升較慢，不足以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行.噴射器的設(shè)計(jì)冷凝溫度為35 ℃，噴射器始終運(yùn)行在臨界狀態(tài).因此，系統(tǒng)發(fā)生溫度越大，噴射系數(shù)越小[8].系統(tǒng)一次流量與發(fā)生溫度同增減，而噴射系數(shù)隨發(fā)生溫度的變化規(guī)律相反.因此，系統(tǒng)二次流量變化幅度較小，這就導(dǎo)致系統(tǒng)制冷量波動(dòng)較小.14:00前，太陽輻射照度不斷上升，而系統(tǒng)制冷量波動(dòng)較小，系統(tǒng)COP不斷減??；14:00后，太陽輻射照度開始下降，系統(tǒng)COP增大.

圖6 冷負(fù)荷以及逐時(shí)氣象參數(shù) Fig.6 Cooling load of room andmeteorological parameter

4.3 系統(tǒng)供冷特性

系統(tǒng)逐時(shí)輸出冷量、房間逐時(shí)冷負(fù)荷以及逐時(shí)氣象參數(shù)，如圖6所示.圖6中：Q為冷量.由圖6可知：兩個(gè)氣象日中，環(huán)境溫度均先增后減，且在15:00左右達(dá)到最大值,房間冷負(fù)荷同樣呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì),系統(tǒng)供冷量的產(chǎn)生和結(jié)束均滯后于房間冷負(fù)荷.兩者同時(shí)存在的時(shí)段內(nèi)，系統(tǒng)供冷量比用戶的冷負(fù)荷需求多,環(huán)境溫度是房間冷負(fù)荷大小最大的影響因素，所以2者的變化趨勢(shì)較一致.

模型中噴射制冷系統(tǒng)運(yùn)行所需最小發(fā)生溫度為65 ℃，因此，系統(tǒng)在太陽輻射照度達(dá)到較高水平后才能運(yùn)行.同時(shí)，蓄熱水箱具有一定容量，導(dǎo)致系統(tǒng)供冷量的產(chǎn)生滯后于房間冷負(fù)荷,系統(tǒng)停止運(yùn)行的時(shí)刻晚于房間冷負(fù)荷消失的時(shí)刻.噴射器的設(shè)計(jì)工況一般為用戶最大冷負(fù)荷對(duì)應(yīng)時(shí)刻的環(huán)境參數(shù)，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)生溫度偏高，因此,系統(tǒng)能夠持續(xù)輸出較大的冷量.

4.4 集熱側(cè)水流量對(duì)系統(tǒng)供冷品質(zhì)的影響

集熱側(cè)設(shè)計(jì)水流量與集熱器總面積之比(r)的研究范圍是0.001～0.085 m3·(h·m2)-1.不同r值下，系統(tǒng)在連續(xù)5個(gè)工作日中的平均輸出冷量，如圖7(a)所示.

由圖7(a)可知：隨集熱側(cè)水流量的增大，系統(tǒng)平均輸出冷量先增后減.這是因?yàn)榱髁刻〉乃疅o法及時(shí)帶走集熱器導(dǎo)熱塊向連集管水的導(dǎo)熱量，導(dǎo)致熱管冷凝溫度升高，集熱器總體得到的熱量減小，發(fā)生溫度降低，系統(tǒng)未能啟動(dòng)；水流量逐漸增大，系統(tǒng)發(fā)生溫度升高，系統(tǒng)運(yùn)行并產(chǎn)生冷量.水流量太大時(shí)，蓄熱水箱的水在很短的時(shí)間內(nèi)便循環(huán)一次，這又使得流過集熱器的平均水溫升高，導(dǎo)致了集熱效率的下降，發(fā)生溫度降低，系統(tǒng)無法啟動(dòng).

由圖7(a)還可知：當(dāng)r值為0.005 kg·(h·m2)-1時(shí)，系統(tǒng)平均輸出冷量和用戶側(cè)的平均負(fù)荷較為接近，且水泵設(shè)計(jì)流量較小.為進(jìn)一步考察該流量下，系統(tǒng)輸出冷量與用戶冷負(fù)荷需求的匹配程度，模擬了系統(tǒng)在連續(xù)5個(gè)工作日中的逐時(shí)輸出冷量，結(jié)果如圖7(b)所示.

由圖7(b)可知：系統(tǒng)的逐時(shí)輸出冷量與房間冷負(fù)荷能較好匹配.因此，0.005 kg·(h·m2)-1的設(shè)計(jì)r值可以使系統(tǒng)兼具較佳的供冷性能和經(jīng)濟(jì)性.

(a) 不同r值 (b) r=0.005圖7 系統(tǒng)輸出冷量Fig.7 Variation of average cooling

4.5 蓄熱水箱容積對(duì)系統(tǒng)供冷品質(zhì)的影響

房間平均冷負(fù)荷與系統(tǒng)平均輸出冷量，如圖8所示.

(a) 不同k值 (b) k=0.02圖8 房間平均冷負(fù)荷與系統(tǒng)平均輸出冷量Fig.8 Hourly cooling load of room and refrigerating capacity of system

蓄熱水箱容積與集熱器總面積之比(k)值范圍是0.02～0.30 m3·m-2.模擬了不同k值下, 系統(tǒng)在連續(xù)5個(gè)工作日中的平均輸出冷量，結(jié)果如圖8(a)所示.

由圖8(a)可知：隨水箱容積的增大，系統(tǒng)平均輸出冷量先增大后減小.水箱容積太小，水箱和集熱器內(nèi)平均水溫均較高，導(dǎo)致集熱器熱管的冷凝溫度較高，集熱器總得熱量減小，集熱系統(tǒng)穩(wěn)定后，發(fā)生溫度較低，不足以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行.此時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定[8].水箱容積增大，集熱器內(nèi)平均水溫減小，系統(tǒng)集熱效率提高，總的熱量增大，系統(tǒng)開始運(yùn)行.水箱容積增大到一定值后，水箱內(nèi)的水溫上升所需時(shí)間較長.系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)段縮短，系統(tǒng)輸出冷量減小.

由圖8(a)還可知：當(dāng)k值為0.02 m3·m-2時(shí)，系統(tǒng)平均輸出冷量和用戶側(cè)的平均負(fù)荷較為接近，且水箱容積較小.為進(jìn)一步考察該容積的水箱下，系統(tǒng)輸出冷量與用戶冷負(fù)荷需求的匹配程度，模擬系統(tǒng)在連續(xù)5個(gè)工作日中的逐時(shí)輸出冷量，結(jié)果如圖8(b)所示.由圖8(b)可知：當(dāng)蓄熱水箱容積與集熱器總面積的比例為0.02 m3·m-2時(shí)，系統(tǒng)的逐時(shí)輸出冷量與房間冷負(fù)荷能較好匹配.因此，k值設(shè)計(jì)為0.02 m3·m-2,可使系統(tǒng)兼具較佳的供冷能力和經(jīng)濟(jì)性.

5 結(jié)論

1) 噴射器的設(shè)計(jì)冷凝溫度高于系統(tǒng)冷凝溫度時(shí)，噴射系數(shù)隨發(fā)生溫度的減小而增大，最大值約為0.578；太原典型氣象日，系統(tǒng)運(yùn)行期間，其制冷量波動(dòng)比較小，基本維持在3.5～4.0 kW之間；系統(tǒng)COP先減后增，最大值出現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行期末端，約為0.27.

2) 太原典型氣象日，其他參數(shù)不變時(shí)，系統(tǒng)平均輸出冷量隨集熱側(cè)水流量的增大，先增后減.當(dāng)水流量與集熱器總面積的比例為0.005 kg·(h·m2)-1時(shí)，系統(tǒng)逐時(shí)輸出冷量和用戶側(cè)負(fù)荷的匹配性及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性均較好.

3) 太原典型氣象日，其他參數(shù)不變時(shí)，系統(tǒng)平均輸出冷量隨蓄熱水箱容積的增大，先增后減.當(dāng)水箱容積與集熱器總面積的比例為0.02 m3·m-2時(shí)，系統(tǒng)逐時(shí)輸出冷量和用戶側(cè)負(fù)荷的匹配性及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性均較好.

[1] 王倩，田琦，張于峰，等.新型太陽能噴射與電壓縮式聯(lián)合制冷系統(tǒng)的研究[J].太陽能學(xué)報(bào)，2007,28(1)：12-17.

[2] HUANG B J,CHANG J M,PETRENKO V A,etal.A solar ejector cooling system using refrigerant R141b[J].Solar Energy,1998,64(4/5/6):223-226.

[3] ALEXIS G K,KARAYIANNIS E K.A solar ejector cooling system using refrigerant R134a in the Athens area[J].Renew Energy,2005,30(9):1457-1469.

[4] WOLPERT J L,RIFFAT S B,REDSHAW S.Prototype for a novel solar powered ejector air conditioning system in Mazunte, Mexico[R].Goteborg:ISES Solar World Congress,2003:5-19.

[5] 田琦，張于峰，張覺榮，等.新型太陽能噴射與電壓縮聯(lián)合制冷系統(tǒng)研究[J].太陽能學(xué)報(bào),2006,26(6):842-846.

[6] 王菲，沈勝強(qiáng).新型太陽能雙噴射制冷系統(tǒng)中噴射泵的性能分析[J].太陽能學(xué)報(bào)，2010,31(5)：598-603.

[7] VIDAL H,COLLE S,PEREIRA G D S.Modelling and hourly simulation of a solar ejector cooling system[J].Applied Thermal Engineering,2006,26(7):663-672.

[8] WIMOLSIRI P,PER L.A year-round dynamic simulation of a solar-driven ejector refrigeration system with iso-butane as a refrigerant[J].International Journal of Refrigeration,2007,30(5):840-850.

[9] 李風(fēng)雷，任艷玲.典型氣象日蓄熱型太陽能噴射制冷系統(tǒng)性能研究[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,35(2):185-190.

[10] 田琦.集熱器對(duì)太陽能噴射制冷系統(tǒng)性能的影響[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,38(3):250-252.

[11] 韓俊峰，田瑞，閻素英.兩種太陽能集熱器的瞬時(shí)效率對(duì)比分析[J].能源工程,2009(2):25-27.

[12] HUANG B J,CHANG J M,WANG C P,etal.A 1-D analysis of ejector performance[J]. International Journal of Refrigeration,1999,22(5):354-364.

(責(zé)任編輯： 陳志賢 英文審校： 劉源崗)

Analysis and Optimization on Cooling Performance of Solar Ejector Refrigeration System With Heat Storage

ZHANG Fengfeng1， TIAN Qi1， LI Fenglei1， BAI Huifeng2

(1. College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Jinzhong 030600, China；2. Shanxi Sinogreen Enviro Protection Group, Taiyuan 030032, China)

In order to improve the cooling performance of solar ejector refrigeration system with heat storage, the transient emulation model of solar ejector refrigeration system with heat storage was established by TRNSYS software. In combination with hourly cooling load of one public building in Taiyuan, the effects of water flow rate at solar collecting side and volume of thermal storage tank on cooling characteristics of the system were analyzed. Results show that along with the increase of water flow rate and water tank volume, the system′s refrigerating capacity on average in five consecutive days tends to increase firstly and then decreases. The best ratios of water flow rate at solar collecting side and total area of the collector, volume of thermal storage and total area of the collector are 0.005 kg·(h·m2)-1and 0.02 m3·m-2, respectively.

solar ejector refrigeration; cooling quality; hourly cooling capacity; water flow rate at heat collecting side; volume of storage water tank

10.11830/ISSN.1000-5013.201704015

2016-05-20

田琦(1966-)，男，教授，博士，主要從事暖通空調(diào)新技術(shù)、新能源利用的研究.E-mail:tqfyj@sohu.com.

國家國際科技合作項(xiàng)目(2013DFA61580)

TK 519

A

1000-5013(2017)04-0525-06