系统描述与控制策略

一个原理图所研究系统的性能如图28.1所示。该系统由太阳能集热器、储罐、吸收式制冷机、热交换器和辅助装置组成。系统有四种不同的运行模式。当太阳能可用于收集，有负载需求，热量直接从集热器供应到加热或冷却装置。当太阳能可用来收集，并且没有热量或冷却需求时，热量被存储在存储单元中。另一方面，如果太阳能不能用于收集，并且有负载需求，则存储将热量提供给加热或冷却装置。但是，如果存储温度不够，加热或冷却负荷由辅助源提供。

图28.1太阳能供热和制冷系统示意图。

图28.2是单效溴化锂吸水性制冷机的示意图。吸收装置的主要部件有发电机、冷凝器、蒸发器、吸收器、低温换热器等。溴化锂溶液从吸收器泵到发电机，在那里水被煮沸。热源以逆流的方式通过发生器，将libra - h2o溶液中的水蒸气煮沸。需要一个冷却水回路来冷凝从发电机中煮沸的水蒸气，并帮助将水蒸气吸收回libra - h2o溶液中。冷却水先通过吸收器，然后通过冷凝器。蒸发器吸收低压冷水，并通过蒸发水并将其传递到吸收器来产生冷却效果。冷水机模型是基于一个市售的libra - h2o吸收式冷水机系统，Arkla模型WF-36。Arkla冷水机组的标称冷却能力为3吨(37,980 kJ/h)。不同容量的单位通过缩放Arkla性能来近似。 Hot water is supplied to the air conditioner at a temperature of 87°C (minimum), 93 °C (maximum), and leaves this unit 10°C cooler than the supply and returns to the storage (or to the auxiliary heater if storage is below 77°C). Whenever hot water from storage is cooler than 87°C, the auxiliary heat is supplied to raise its temperature to 87°C. When storage is cooler than 77°C, it is not used, and the auxiliary heater carries the full cooling load. The performance of air conditioning systems is expressed by their coefficient of performance (COP). COP determines how many units of cooling/heating one gets for every unit of energy he puts.

图28.2单效溴化锂吸收式制冷机原理图。

表28.1房间恒温器控制策略。

	温度(°C)	Off-temperature(°C)
太阳能交流	Tr > 24.9	Tr < 24.1
辅助I AC	Tr > 25.5	Tr < 25.0
辅助II AC	Tr > 26.6	Tr < 26.0
太阳的热量	Tr > 19.7	Tr < 21.2
辅助热	Tr > 18.2	Tr < 19.6

性能系数COP和实际制冷量与额定制冷量的比值f)取决于机组温度和冷凝水入口温度。从Arkla WF-36性能的曲线拟合中发现COP和f。冷却塔采用恒定的方法来模拟环境湿球温度。此外，还包括蒸汽压缩空调器的恒COP模型作为二次冷却辅助，这样即使吸收机不能满足满负荷，也能提供满足空间冷却所需的能量。控制策略和使用的多级房间恒温器如表28.1所示。

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