季节性冰蓄冷技术在空调冷源中的应用研究

摘要

季节性冰蓄冷空调技术是基于“冷热能跨时空利用”的思想，把冬季自然条件下形成的或利用低温环境制备的冰储存起来作为夏季空调系统冷源。是一种充分利用气候时域特点的自然冷资源利用技术。
　　探索季节性冰蓄冷技术在建筑热环境控制中的应用对建筑节能、环境保护和可持续发展具有重要意义。与常规空调系统相比，季节性冰蓄冷空调技术具有很多特点。本文分析了季节性冰蓄冷空调系统的冷量平衡，并在此基础上分析了该技术对于不同地区，不同建筑类型的技术适用性和环境效益，为我国发展季节性冰蓄冷空调技术提供参考。主要研究内容包括：
　　（1）根据我国土地资源紧缺的国情和各地区的气候等自然条件，探讨符合地方特色的冷量来源和储存形式。分析表明：因地制宜的将收集天然冰雪与热管制冰结合起来，并将储冰库设置在地下是符合我国国情的蓄冷方案。
　　（2）建立圆柱形地下储冰库储冷期的非稳态传热模型，计算储冰库储冷期的冷量损失率，根据系统运行原理，进行冷量平衡分析。得出地下储冰库几何参数与冷量损失率之间的关系，并由此得出地下储冰库最佳几何参数确定方法。
　　（3）我国地域辽阔，各地区气候条件和自然冷资源差异较大，提出了气候适应性指数和比蓄冰量作为季节性冰蓄冷技术对地区气候和建筑类型的适用性的判断参数。结果显示：在哈尔滨、长春、沈阳、呼和浩特、乌鲁木齐、西宁和拉萨，冬季可用自然冷资源远大于夏季空调耗冷量，非常适合发展季节性冰蓄冷技术。对于四种建筑类型，季节性冰蓄冷技术的适用性大小顺序为：别墅建筑>体育馆建筑>办公建筑>商场建筑。
　　（4）将季节性冰蓄冷空调系统节约的年能源消耗量折算成标准煤（一次能源耗量），并对比常规冰蓄冷系统，分析季节性冰蓄冷系统的节能和环境效益。同时将储冰库融水用于秋季园林和农业灌溉。结果表明：相比常规电制冷和冰蓄冷空调系统，季节性冰蓄冷空调系统具有明显节能和环境效益。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

符号说明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究现状

1.3 课题研究内容

1.4 本章小结

第2章 季节性冰蓄冷系统热平衡分析

2.1 系统原理

2.2 冷量来源及储存

2.3 系统冷量平衡模型

2.4 本章小结

第3章 季节性冰蓄冷系统地区技术适用性分析

3.1 系统技术适用性判断的关键参数

3.2 典型地区和建筑适用性计算分析

3.3 本章小结

第4章 季节性冰蓄冷空调工程优势分析

4.1 节能及环保效益分析

4.2 蓄水性分析

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 主要创新点

5.3 工作展望

参考文献

附录 MATLAB计算程序

作者攻读学位期间的科研成果

致谢