冰片滑落式动态冰蓄冷系统的性能研究

摘要

随着经济的迅猛发展，城市电力负荷剧增，冰蓄冷技术因具备削峰填谷的能力而受到广泛重视，在实际工程中的应用越来越多。目前冰蓄冷空调的制冰方式主要有两种,分别是静态制冰方式和动态制冰方式。静态制冰方式的研究和应用都相对较早技术也较为成熟，但其蒸发温度低，导致系统COP较低，对动态制冰方式的研究起步较晚，但由于其具有机组效率高、融冰速度快、融冰性能稳定等优势，在近些年来得到了迅速发展。
　　冰片滑落式系统是动态蓄冰系统中具有代表性的一种，它采用直接蒸发方式蓄冰，当冰层厚度达到设定值以后就从蒸发板上脱落，大大降低了传热热阻，从而使机组的蒸发温度得以提高，机组效率增大。本文针对冰片滑落式动态冰蓄冷系统，从制冰性能、系统(火用)效率及脱冰对系统的影响几个方面对其进行了分析，并将其与常规空调系统进行了经济性对比，得出冰片滑落式系统的静态回收期。
　　首先，本文介绍了冰片滑落式动态冰蓄冷系统的工作原理，对其蓄冰、融冰特性及主要性能特点进行了分析，并与静态蓄冰系统进行了对比。采用数值分析的方法，对冰片滑落式系统的制冰过程进行了模拟，得到冰层厚度随入口水温和蒸发温度的变化规律，冰层厚度、蓄冷量和制冰周期随时间的变化情况等，并对不同入口水温下的冰层厚度进行了实际测试，验证了模拟结果的可靠性。
　　其次，对动态冰蓄冷系统和静态冰蓄冷系统的制冷循环过程进行了分析，采用能量系统(火用)分析的方法，计算出了两系统的(火用)效率及各个部件内的(火用)损失分布情况，对计算结果进行了详细对比并分析了造成两系统(火用)效率差异的主要原因，同时提出了降低(火用)损失的措施。此外，还建立了包括热气脱冰过程在内的冰片滑落式系统实际制冷循环的(火用)损失计算模型，并利用该模型计算出给定变量值下的(火用)损失情况，与不考虑脱冰时的(火用)损失进行了对比，进而分析热气脱冰环节对冰片滑落式系统的影响。
　　最后对深圳华南城5号电子交易中心的冰片滑落式动态冰蓄冷系统进行了经济性分析。对不同负荷率相应运行策略下的冷源能效进行了评价，从系统初投资、供冷季耗电量及运行费用几个方面对冰片滑落式系统和常规空调系统进行了对比。最后采用静态经济性评价方法，计算出了冰片滑落式系统的静态投资回收年限。

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 冰蓄冷技术的发展及研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本章小结

2 动态冰片滑落式冰蓄冷系统

2.1 冰蓄冷系统介绍

2.2 冰片滑落式冰蓄冷系统

2.3 动态蓄冰系统与静态蓄冰系统的比较

2.4 本章小结

3 冰片滑落式系统性能模拟研究

3.1 相变传热机理

3.2 物理模型的建立和离散

3.3 数学模型的建立

3.4 物性参数及边界条件

3.5 模拟结果及分析

3.6 本章小结

4 动态蓄冰与静态蓄冰系统?分析及比较

4.1 ? 理论

4.2 ? 分析模型

4.3 ? 损计算及分析

4.4 考虑热气脱冰时的? 损失计算模型

4.5 本章小结

5 冰片滑落式冰蓄冷系统经济性分析

5.1 工程概况

5.2 系统初投资

5.3 运行能耗及费用

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要工作与结论

6.2 展望

致谢

参考文献