冰蓄冷小型化装置设计和蓄冷槽特性研究

VIP免费

3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 6.69MB 76 页 15积分

侵权投诉

摘要

近年来，由于城市用电与电网之间的供需矛盾日趋严重，传统空调模式受到

了挑战，开发和应用新型环保、蓄能型空调成为制冷空调领域今后发展的重要方

向。冰蓄冷空调由于其对电网有“移峰填谷”的特点，一直是新型空调系统研究

的重点。

冰蓄冷空调是制冷机利用电网低谷时段的电力制取冷量，在电网的高峰时段

将冷量释放以满足生活和生产工艺的需求，达到电网“移峰填谷”的效果。二十

世纪 70 年代以来，世界范围内由于受到能源危机的影响，冰蓄冷空调受到了极大

的关注。我院自 2006 年以来，对冰蓄冷空调展开了大量研究，并在此基础上以实

验室为研究对象搭建了一台小型冰球式蓄冷空调实验台。

本论文分为四个部分，第一部分首先是对国内外冰蓄冷技术的应用和研究情

况进行了归纳，着重介绍了国内外小型化冰蓄冷空调系统的具体情况；第二部分

介绍了本实验台的设计和实验设备；第三部分采用 FLUENT 软件对单个冰球恒温

水浴中的蓄冰、融冰以及蓄冷槽的蓄冷和释冷实验进行了 CFD 数值模拟；最后一

部分进行了单个冰球和实验台的蓄冷和释冷的实验研究，并将实验结果和模拟情

况进行了对比分析。

本论文通过实验和采用 FLUENT 软件对蓄冷槽的蓄冷、释冷性能模拟得到，

当乙二醇溶液在蓄冷槽竖直切面上的流速大于 0.3m/s 时，能在设计的 8h 内完成蓄

冷、5h 以内能完成释冷，较好的达到了设计期望。通过实验和模拟得到冰球外部

乙二醇溶液的流速和温度对冰球的蓄冰和融冰速率起到很大的作用，在乙二醇泵

频率的可调范围内，可以通过增大系统中乙二醇溶液的流量和降低溶液温度来加

快冰球的结冰速率，缩短蓄冷槽的蓄冷时间；在融冰过程中，同样可以增大溶液

流速来增大蓄冷槽单位时间内的释冷量。

关键词：冰蓄冷，FLUENT 模拟，冰球，蓄冷与释冷

ABSTRACT

In recent years, the contradiction between supply and demand of city electricity is

growing. The traditional home air-conditioning is being challenged, development and

application new environmental and energy storage types air-conditioning system has

become an important direction for future development. Because of its power of "load

shifting", ice storage air conditioning has been the focus of the new air conditioning

systems study.

The ice storage air conditioning is that refrigeration unit works during the low use

of electricity grid system and release the cooling at peak of grid to meet the needs of life

and production, it could "load shifting". Since the 70s of the 20th century, due to the

energy crisis in the world wide, ice storage air conditioning had become the focus of

energy study. Since 2006, we have made a lot of research on the ice storage air

conditioning, and we have build a small hockey-style ice storage air-condition system.

This thesis is divided into four parts. In the first part, it introduces the situation of

ice-storage technology at home and abroad, and highlight the small ice storage

technology in the world. In the second part, it introduces design and equipment of this

bench. In the third part, it uses FLUENT software simulate single hockey storaging and

melting in the constant temperature water bath, and also simulate cold storage tank

storage and release cold. And in the last part, it finishs the storage and release cold

experiments of single hockey and cold storage tank, also the results of the experiment

and simulation is compared.

Through the storage and release cold simulation and experiment of the cold storage

tank,the results shows that when the flow rate of the ethylene glycol solution at 0.3m / s

in the tank, cold storage can be completed within 8 hours, and also cold could be

released complete within 5 hours, which better meets the design requirements. Through

simulation and experiment, we can find that the flow rate and temperature of the

ethylene glycol solution played a significant role of the cold storage and release rate of a

single hockey. Resulting in the condition to the extent permitted, we can increase the

flow of ethylene glycol solution or reduce the temperature of the solution to speed up

ice storage. And in the ice-melting process, we can also increase the flow rate to

increase the discharging rate.

Key Words: Ice Storage, FLUENT Software Simulate, Hockey, Storage

And Release Cold

摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ...................................................... 1

§1.1 课题背景 ................................................... 1

§1.2 冰蓄冷技术国内外发展历史和研究现状 ......................... 2

§1.2.1 国外的发展历史 ........................................ 2

§1.2.2 国内的发展历史 ........................................ 3

§1.2.3 小型化冰蓄冷空调器国内外的研究现状 .................... 4

§1.2.4 “小型化”定义的探讨 .................................. 5

§1.3 本课题的主要工作 ........................................... 6

§1.4 本章小结 ................................................... 7

第二章冰蓄冷空调技术概况 .......................................... 8

§2.1 蓄冷空调的基本概念 ......................................... 8

§2.2 蓄冷形式的分类及其特性比较 ................................. 8

§2.2.1 蓄冷形式的分类以及介绍 ................................ 8

§2.2.2 冰蓄冷与其他蓄冷形式比较 .............................. 9

§2.2.3 冰蓄冷形式的分类以及介绍 ............................. 11

§2.3 冰蓄冷的运行策略 .......................................... 13

§2.4 冰蓄冷的运行模式 .......................................... 14

§2.5 冰蓄冷的工作流程 .......................................... 15

§2.6 冰蓄冷的控制策略 .......................................... 16

§2.7 本章小结 .................................................. 16

第三章冰蓄冷装置实验台的设计 .................................... 17

§3.1 实验台设计对象的介绍及实验系统方案的确定 .................. 17

§3.1.1 实验台设计对象的介绍 ................................. 17

§3.1.2 系统方案的确定 ....................................... 18

§3.1.3 系统原理图 ........................................... 18

§3.1.4 各模式下系统阀门开度与调节 ........................... 19

§3.1.5 各工况下系统原理图 ................................... 19

§3.2 实验台系统参数和实验设备的确定 ............................ 19

§3.2.1 系统主要参数 ......................................... 19

§3.2.2 实验台主要设备设计与选型 ............................. 19

§3.2.3 蓄冰球的介绍以及蓄冷槽的设计 ......................... 28

§3.3 本章小结 .................................................. 31

第四章蓄冷槽蓄冰、融冰的 FLUENT 模拟 .............................. 32

§4.1 FLUENT 的介绍 ........................................... 32

§4.2 单个蓄冰球数值模型的建立 ...................................34

§4.2.1 蓄冰球内相变传热过程分析 ............................. 34

§4.2.2 冰球的数学建模 ....................................... 34

§4.2.3 蓄冷槽传热模型 ....................................... 36

§4.3 单个冰球结构模型的建立 .....................................37

§4.3.1 单个冰球的结构模型 ................................... 37

§4.3.2 单个冰球的结构网格 ................................... 38

§4.4 单个冰球恒温水浴中的模拟研究 ...............................38

§4.4.1 单个冰球蓄冰模拟 ..................................... 40

§4.4.2 单个冰球的融冰模拟 ................................... 42

§4.5 蓄冰槽结构模型的建立 .......................................45

§4.6 蓄冰槽蓄冰模拟 .............................................46

§4.7 蓄冰槽融冰模拟 .............................................50

§4.8 本章小结 ...................................................52

第五章蓄冷槽蓄冷、释冷实验及实验结果的对比与分析 ................ 53

§5.1 单个冰球恒温水浴中的蓄冰、融冰实验 ........................ 53

§5.1.1 恒温水箱中单个冰球蓄冰实验 ........................... 54

§5.1.2 恒温水箱中单个冰球融冰实验 ........................... 55

§5.2 单个冰球蓄冷槽中的蓄冰、融冰实验 .......................... 56

§5.2.1 单个冰球在蓄冷槽中的蓄冰实验 ..........................56

§5.2.2 单个冰球在恒温水箱中、蓄冷槽中蓄冷温度曲线对比分析 ....57

§5.2.3 单个冰球在蓄冷槽中融冰实验 ............................57

§5.2.4 单个冰球在恒温水箱中、蓄冷槽中蓄冷温度曲线对比分析 ....58

§5.2.5 单个冰球的蓄冷槽中蓄冷、融冰实验与模拟实验温度曲线对比 59

§5.3 蓄冷槽在乙二醇溶液泵不同流量下的蓄冷、释冷实验 .............59

§5.3.1 蓄冷槽蓄冷实验 ........................................60

§5.3.2 蓄冷槽释冷实验 ........................................61

§5.4 实验结果分析 ...............................................63

§5.5 本章小结 ...................................................64

结论与展望 ........................................................ 65

§6.1 研究工作 ...................................................65

§6.2 主要结论 ...................................................65

§6.3 今后研究工作的展望 .........................................66

参考文献 .......................................................... 66

在读期间公开发表的论文和承担的科研项目 ............................ 72

致谢 .......................................................... 73

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

15 积分 4人已下载

立即下载 VIP免费下载

摘要：

摘要近年来，由于城市用电与电网之间的供需矛盾日趋严重，传统空调模式受到了挑战，开发和应用新型环保、蓄能型空调成为制冷空调领域今后发展的重要方向。冰蓄冷空调由于其对电网有“移峰填谷”的特点，一直是新型空调系统研究的重点。冰蓄冷空调是制冷机利用电网低谷时段的电力制取冷量，在电网的高峰时段将冷量释放以满足生活和生产工艺的需求，达到电网“移峰填谷”的效果。二十世纪70年代以来，世界范围内由于受到能源危机的影响，冰蓄冷空调受到了极大的关注。我院自2006年以来，对冰蓄冷空调展开了大量研究，并在此基础上以实验室为研究对象搭建了一台小型冰球式蓄冷空调实验台。本论文分为四个部分，第一部分首先是对国内外冰蓄冷技...

展开>> 收起<<

冰蓄冷小型化装置设计和蓄冷槽特性研究.pdf

共76页,预览8页

还剩页未读，继续阅读

冰蓄冷小型化装置设计和蓄冷槽特性研究

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: