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《天津大学》 2008年
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新型封装板蓄冰设备实验及性能模拟研究

赵春雨  
【摘要】: 冰蓄冷空调技术作为“削峰填谷”的有效措施和适应峰谷电价管理策略的一种技术,已经受到世界各国的重视并得到越来越广泛的推广。为了克服目前板式蓄冰设备中存在的载冷剂短路和换热效果受空气层影响严重等弊病,同时也为了丰富国内外冰蓄冷产品的形式,本课题组前期已经开发研制了新型立式封装板蓄冰设备。 经过前期的实验验证,证明立式封装板蓄冰设备的蓄冷与释冷性能较好,但蓄冰设备在冰板厚度和流道宽度上是否是最佳的,尚没有研究。另外当采用圆形蓄冰罐时由于冰板竖直的摆放冰罐内,有一部分空间未被充分利用,还有没有办法充分利用空间,以提高蓄冷设备经济指标,还有待研究。因此基于以上问题本课题继续对封装板蓄冰设备进行模拟研究。 本文利用前期实验与模拟当中已建立的数学模型与VB编的程序,改变蓄冷与释冷过程的冰板厚度与流道宽度的参数继续对冰板进行模拟研究,并对模拟结果进行了分析。 由于圆形蓄冰罐的内部空间未被充分利用,所以造成了贮槽体积较大。为了克服以上缺点首次把冰板设计成圆桶形,并选取了蓄冰罐的一部分建立了几何模型和数学模型,用Fluent对其进行了模拟,得出了圆桶形冰板蓄冷与释冷的性能。本文用Fluent对三维状态下冰蓄冷中蓄冷剂的相变模拟,目前在该领域比较领先。 研究结果表明:冰板的厚度对冰板的蓄冷和释冷性能有着重要的影响,冰板越厚,结冰或融冰时间越长,太厚则在谷时电价的8小时内冰板不能完全结冰。流道宽度对冰板的蓄冷与释冷性能影响不大,由于流道宽度太小,当冰板结冰膨胀后,流道宽度会更窄,另外由于流道宽度相对于冰板宽度较小,因而流道的变化对于蓄冷系统的技术指标不会造成的太大的影响,因此可以在流道宽度上对冰板进行适当优化。通过对圆桶形冰板蓄冰罐和前期实验用圆形立式冰板的蓄冰罐的主要技术指标的对比分析可以看出,圆桶形冰板蓄冰罐的贮槽体积比前期减小了37%,容器换热面积减小了18%。因此这种圆桶形冰板在实际应用中有更大的实际意义,此种创新的设计为今后蓄冰设备的开发、优化提供了指导方向。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU831.4

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