【摘要】：當(dāng)今世界能源和環(huán)境問題日益突出,節(jié)能降耗,低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的主題,是共建美麗中國和實(shí)現(xiàn)“中國夢”的關(guān)鍵一環(huán)。天然氣被認(rèn)為清潔能源,可有效緩解和改善目前世界各國所面臨的能源和環(huán)境方面的難題。LNG(Liquefied Natural Gas)是天然氣的液態(tài)存在形式,其運(yùn)輸?shù)撵`活性得到很大提高,因此應(yīng)用領(lǐng)域、范圍和形式都得到了進(jìn)一步擴(kuò)大,LNG在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為了行業(yè)的一大亮點(diǎn),其中LNG重卡發(fā)展最為迅速。雖然LNG便于儲存和運(yùn)輸,但是工作的時(shí)候卻是氣態(tài),過程釋放的冷量830-860kJ/kg,回收這部分冷量供重卡空調(diào)系統(tǒng)用,意義重大。LNG重卡冷能利用空調(diào)系統(tǒng)回收LNG氣化時(shí)釋放的大量冷量來為駕駛室供冷,但是LNG氣化釋放的冷量和重卡空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷之間存在時(shí)間、空間和強(qiáng)度上的不一致性,且目前常見的LNG重卡空調(diào)系統(tǒng)并不能保證空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,一定程度上限制了其發(fā)展。因此本課題將蓄冷技術(shù)和LNG重卡空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合,研發(fā)了具有蓄冷功能的LNG重卡冷能利用空調(diào)系統(tǒng),不僅有效地回收了LNG冷能,替代了傳統(tǒng)汽車電壓縮空調(diào)系統(tǒng),還進(jìn)一步保證了空調(diào)系統(tǒng)行程中的穩(wěn)定性,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題基于LNG重卡設(shè)計(jì)研發(fā)了具有蓄冷功能的LNG重卡冷能利用空調(diào)系統(tǒng)。主要工作:通過簡約計(jì)算法和估算法得出空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷,結(jié)合軟件EES計(jì)算出LNG理論釋放冷量,進(jìn)而確定系統(tǒng)可行性;采用模擬軟件Aspen plus對系統(tǒng)進(jìn)行了模擬分析,并用Fluent對LNG和載冷劑的換熱進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果顯示,上坡時(shí)空調(diào)系統(tǒng)制冷量為7.160kW,蓄冷量為0.712kW;平穩(wěn)段時(shí)空調(diào)系統(tǒng)制冷量為5.960kW,蓄冷量為0.570kW;下坡時(shí)空調(diào)系統(tǒng)制冷量為3.184kW,沒有蓄冷量。上坡段和水平段的蓄冷速率整體折算為0.955kW,大于下坡段的制冷量差額,此空調(diào)系統(tǒng)滿足重卡全工況下的制冷需求。同時(shí)本課題對LNG重卡在海南對陜汽德龍重卡F3000進(jìn)行了跟車實(shí)況動態(tài)實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示上坡段空調(diào)系統(tǒng)制冷量為6.150kW,蓄冷量為0.551kW;水平段的空調(diào)制冷量為4.201kW,蓄冷量為0.420kW,下坡段的制冷量為2.902 kW,不蓄冷,而上坡段和水平段的蓄冷量相對下坡段的可提供的冷量的補(bǔ)償為0.809kW,可以滿足重卡的全路況舒適性需求。同時(shí)對換熱器換熱效果進(jìn)行了Fluent模擬,結(jié)果顯示溫度場分布較為合理,換熱效果良好,并提出了改進(jìn)的措施。本課題通過模型建立、理論分析,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),并以德龍重卡F3000為載體進(jìn)行了動態(tài)性能實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明蓄冷型LNG重卡冷能利用空調(diào)系統(tǒng)可以滿足LNG重卡駕駛室的全工況冷量需求,為LNG重卡空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供了有效支撐。
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.851
【圖文】：

究的背景題界，能源越來越與一個國家的社會安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國際地位息把能源安全上升到了國家戰(zhàn)略問題。目前，雖然進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)經(jīng)成為了全球性的趨勢，但是在能源消耗占比中，化石能源依的占比，其中石油約占 33.3%，煤炭占比 28.1%，可再生能源占保持較高的增長速度，但其占比與化石能源相比依然相差甚遠(yuǎn)。比一直保持在 1%左右的增長趨勢，具體見下圖 1.1 所示（數(shù)據(jù)來年鑒）。在人類的社文明史上，從第一次工業(yè)革命開始，化石能經(jīng)濟(jì)發(fā)展 250 年左右了，雖然在世界范圍內(nèi)，化石能源儲存量巨迭，時(shí)間的推移，現(xiàn)有的能源儲備終將會被消耗殆盡。據(jù)數(shù)據(jù)顯消耗水平，煤炭資源大約還可以維持 200 年，天然氣可以維持 80源發(fā)展問題面臨著能源短缺、資源分布不均、環(huán)境污染和復(fù)雜的戰(zhàn)。世界各國都在積極調(diào)整本國能源結(jié)構(gòu)，完善本國能源政策

工學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論；煤炭依然是我國能源消耗的主體，年均占比 65%左右，石油消耗占比基本穩(wěn)定在左右，天然氣消費(fèi)占比穩(wěn)步增長，2016 年的占比是 2007 年占比的 2.13 倍。經(jīng)濟(jì)快展的另一個側(cè)面是嚴(yán)峻的能源問題。首先，能源安全是我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的中堅(jiān)力但是本國的能源生產(chǎn)不能滿足需求，缺口巨大，需要大量依賴進(jìn)口；其次能源結(jié)構(gòu)簡單，一次能源占比達(dá)九成[1]，主體能源為煤炭、石油和天然氣；煤炭石油的高占耗帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，如 PM2.5 等；同時(shí)，由于種種技術(shù)限制，我國能源利率總體偏低，能源開采利用技術(shù)有待進(jìn)一步提高。因此，我國依然面臨著較為嚴(yán)峻源問題。

法有三種[41]。第一種：查表法。《煤炭建設(shè)項(xiàng)目成本費(fèi)用估計(jì)方法》中列出了不同型號卡車的百公里耗油量建議表，雖然查詢方便，但是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有待研究，同一款車型只有一個固定參考值而忽略了路況條件、運(yùn)輸距離以及高度的變化帶來的情況的變化，因此不適合用于精確計(jì)算；第二種:負(fù)荷率計(jì)算法。大多數(shù)柴油發(fā)動機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)候油耗大約為 217g/kWh，負(fù)荷系數(shù)一般取 0.2—0.8，小時(shí)油耗由額定功率、符合系數(shù)與滿負(fù)荷油耗系數(shù)的乘積來確定，其中，負(fù)荷系數(shù)的確定也是依據(jù)具體的路況，在此其取決于長度、坡度和路面狀況，如提高高度在0—50m以內(nèi)時(shí)，負(fù)荷系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)值可取20%-35%，而提高高度在 100—150m 時(shí)，負(fù)荷系數(shù)可調(diào)整到 60%，雖然這種方法為確定油耗提供了一定的依據(jù)，但是籠統(tǒng)的調(diào)整負(fù)荷系數(shù)與實(shí)際的情況依然有一定的偏差。第三種：發(fā)動機(jī)牽引特性和實(shí)際路況綜合確定法。此方法按照路況的不同將道路分段，依據(jù)功率、車速和距離來確定其油耗。由上述分析確定采用實(shí)際路況綜合法來確定重卡的動態(tài)油耗。按道路的將路段分為平段、爬坡段和下坡段，結(jié)合車速、功率和距離來計(jì)算油耗。一般的道路剖面計(jì)算圖如下圖 2.1 所示[41]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2780128