發(fā)布時間：2017-12-15 15:31

  本文關(guān)鍵詞：集中空調(diào)用組合式PCM球形堆積床傳熱性能研究

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【摘要】：當(dāng)今,能源緊缺、電力過度消耗、環(huán)境污染等問題受到廣泛關(guān)注。相變儲能是重要的儲能方式,也是緩解能源緊張、降低能耗、減少污染的一項重要舉措。特別是蓄冷空調(diào)的引入對調(diào)節(jié)電力平衡“移峰填谷”方面發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的相變蓄冷空調(diào)使用單一相變材料,導(dǎo)致相變潛熱提高受到一定的限制,相變速率和蓄冷量均較低。因此,本文就目前存在的問題,利用蓄冷球蓄釋冷特性對球形堆積床傳熱性能進行研究；通過利用組合相變材料作為蓄冷劑(Phase Change Materal,寫為PCM),將水作為載冷劑(Heat Transfer Fluid,寫為HTF),對球形堆積床蓄冷器蓄冷進行模擬研究,分析組合式PCM球形堆積床的強化換熱效果,主要研究工作和研究成果如下：(1)PCM的篩選及組合,結(jié)合有機和無機相變材料的熱物性特點,引入組合PCM,根據(jù)組合PCM的特點,拓寬了相變溫度的可選范圍,根據(jù)已有和自行配置的PCM,從中選出三種PCM進行組合,對每種PCM的最佳相變溫度和有效能利用率進行計算。利用加權(quán)平均法,計算出等效相變溫度,得到六種符合空調(diào)工況的組合方式。(2)對蓄冷球和球形堆積床分別建立物理模型和數(shù)學(xué)模型,建立三維模型,對模型的假設(shè)及操作條件進行確定,采用SolidiationMelting模型,利用焓法對凝固和融化問題進行研究,采用有效容積法解決守恒方程,列出了三大控制方程,完善了理論計算的表達式。同時對蓄冷球的網(wǎng)格獨立性進行分析,為模擬計算奠定基礎(chǔ)。(3)對蓄冷球的蓄釋冷特性進行數(shù)值模擬,研究了蓄冷球外壁面溫度、蓄冷球半徑、蓄冷球材質(zhì)、對流換熱系數(shù)、Ste數(shù)、Fo數(shù)因素對蓄釋冷動態(tài)特性的影響,總結(jié)了在相變過程的規(guī)律。蓄釋冷時間與球徑呈現(xiàn)正比關(guān)系,球徑尺寸不超過50mm較適宜；蓄冷時壁面外HTF溫度2℃即為最低溫度臨界值,釋冷時壁面外HTF溫度變化范圍在12℃～14℃范圍內(nèi),有利于工程實際節(jié)能運行。為驗證模擬的正確性,對蓄冷球釋冷進行實驗,實驗和模擬結(jié)果相吻合,為蓄冷器設(shè)計及控制運行提供了參考和指導(dǎo)。(4)對采用組合式PCM球形堆積床蓄冷器的蓄冷過程進行動態(tài)模擬,研究了HTF流量和PCM的組合方式對球形堆積床蓄冷特性的影響,對組合式PCM中的每一種PCM的蓄冷率進行分析,相變溫度越高的PCM蓄冷速率越快,采用組合PCM可以明顯提高球形堆積床的蓄冷量和蓄冷速率,且PCM相變溫度與HTF溫差越大蓄冷率越快,同時把組合式PCM和單一PCM的換熱性能進行比較,得到了組合式PCM的強化換熱程度,為實際工程的運用提理論與數(shù)據(jù)參考。本文研究并分析了蓄冷球蓄釋冷特性和球形堆積床蓄冷器蓄冷過程傳熱性能,采用組合式PCM進行強化換熱,為提高PCM的性能和蓄冷器蓄冷量及蓄冷時間提供了一定的理論依據(jù),對今后蓄冷空調(diào)推廣及發(fā)展具有重要的實際意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB611

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本文編號：1292487