太阳能空调相变蓄冷理论及实验研究

针对一种自制的能够与太阳能空调系统匹配的相变蓄冷材料,建立了蓄冷球蓄\释冷过程数学模型,得到稳态及非稳态工况下蓄冷球内温度分布、蓄\释冷量、蓄\释冷速率的变化规律及影响因素。同时,在相应工况下对单个蓄冷球进行蓄\释冷循环实验,验证理论结果。研究表明,自制蓄冷球能够在170min完成相变。缩小球径、降低冷冻水温度、增大球壁热导率及减小球壁厚度均可缩短蓄冷时间。稳态运行工况下,蓄冷球的蓄\释冷量分别为17.30kJ和16.46kJ;太阳能空调非稳态运行工况下,蓄冷球在165min完成相变,蓄冷量为16.34kJ。     

环形相变单元的蓄热装置设计及运行特性

通过对圆柱和圆环相变单元进行蓄放热性能实验,发现环形结构可有效降低蓄放热时间,提高相变材料蓄放热速率。采用环形相变蓄热单元,设计了一种新型相变蓄热装置,搭建了相变蓄热实验系统,对蓄热装置运行特性进行了分析。结果表明:蓄热工况下,增加换热流体流量,提高换热流体温度,可明显提高蓄热速率;放热工况下,增加换热流体流量可加快蓄热装置的热释放速率,但流量过大相变潜热无法及时释放,在冷水补水流量为4 L/min时,可多提供约44 L温度高于40℃的热水。根据实际生活用水,对间隔用水分别为5 min和10 min两种工况进行了放热实验,同样可以满足用水需求。     

新型"暖冰"蓄冷技术及其蓄冷空调应用方式

本论报告新近研究出的新型无环害混合气体水合物（暖冰）相变蓄冷材料及其相配套的“内置式换热／外置反应促晶”蓄冷空调技术。所研制开发的“内置换热／外置促晶式”暖冰蓄冷装置能直接与现有的冷水机组相结合,实现稳定高效的蓄冷密度和储、释冷效率,满足了实际蓄冷空调工程应用的要求。中同时分析了暖冰蓄冷空调的应用策略和运行模式,探讨了该蓄冷装置及其系统的经济性,证实了在实际应用中该新型蓄冷技术比较常规冰蓄冷空     

大功率相变蓄冷散热系统数值研究

针对大功率瞬时热源散热技术需求,提出了基于相变蓄冷和冷凝换热的热管理系统。系统以管翅式换热器为传热单元,以石蜡作为相变材料,采用干度为0.1的低压饱和水作为换热介质,在换热两侧均构建相变过程,可满足高储能密度、快速释冷的要求。构建了三维翅片和一维管道耦合的数学模型,对蓄冷器传热特性进行数值研究,对比了换热流体在单相、两相状态下蓄冷器的释冷功率和散热效率,研究了冷凝压力对蓄冷器性能的影响。研究结果表明,在蓄冷系统中构建冷凝过程使散热功率提高了230%,散热效率提高了38%;冷凝压力对散热效率几乎没有影响,散热效率保持在80%左右;冷凝压力增大,散热功率增大,在压力增大到70 kPa后趋于不变,最大值为14.5 kW,散热密度最大为1.48 W/cm~3。     

直接蒸发内融式冰蓄冷空调的蓄冷和释冷特性

直接蒸发内融式冰蓄冷空调是一种新型的冰蓄冷技术,具有换热效率高,使用范围广等优点。在一台变频空调器基础上,通过新增蓄冰槽、换热盘管、控制阀等设备改制构成直接蒸发内融式冰蓄冷空调实验系统。研究了该空调系统的蓄冰和融冰两个过程中的冰槽内盘管传热特性和系统的运行动态特性,得到了蓄冷和释冷过程的性能曲线。实验结果表明,直接蒸发内融式冰蓄冷空调系统可以使得空调电力负荷转移率达到23%左右。通过实验研究可以为直接蒸发内融式冰蓄冷空调产品的设计开发提供实验基础,具有一定的工程运用价值。     

户式相变蓄冷空调移峰填谷作用及经济分析

给出了一种利用相变材料蓄冷的户式空调的结构及其运行模式,并与常规户式空调进行比较得到:在获得相同制冷量下,户式相变蓄冷空调在峰时段用电负荷转移系数为22.1％,在谷时段电力利用系数为117.3％,远大于常规空调在谷时段的电力利用系数20.0％,即户式相变蓄冷空调移峰填谷作用非常明显.结合经济分析比较可得,户式相变蓄冷空调在减少运行费用上非常可观,投资回收期短.     

空调蓄冷相变材料的最新研究

相变材料是一种新型的蓄冷材料,5～10℃的相变材料在空调蓄冷系统中的应用越来越受到重视,已成为国际研究的热点。叙述了用于空调蓄冷的相变材料的选择原则和有机、无机相变材料的优缺点,概括和评述了近年来相变蓄冷材料在开发新型材料、提高导热系数和降低过冷度等方面的研究进展,并展望了空调蓄冷相变材料的研究趋势。     

轨道车辆空调相变蓄冷换热器放冷过程的数值仿真研究

通过建立传热过程的数学模型,对轨道车辆空调相变蓄冷换热器放冷过程进行数值仿真计算,得到圆管型和扁管型蓄冷换热器在不同条件(环境温度、风速和蓄冷材料导热系数)和不同结构尺寸(圆管的管径、扁管的厚度)下的总放冷量和放冷时间,根据计算结果分析对比了蓄冷换热器在不同条件下放冷效果的优劣,结果表明影响放冷效果的重要因素为风速和环境温度,导热系数对放冷效果的影响非常小。     

基于ANSYS分析内融冰蓄冰槽的蓄冰模型

对内融冰的蓄冰槽蓄冰的相变传热提出了简化假设，并在此基础上用ANSYS有限元分析软件对其建立模型。改变蓄冷槽换热管的排序、管间距及不同的初始温度情况下，分析了蓄冷槽结构和工况对蓄冰性能的影响。     

翅片管与盘管蓄冷性能的对比实验研究

根据盘管在蓄冰期换热系数较低的情况,提出采用翅片管替代盘管做蓄冰换热器的方案;以片距12.7mm的翅片管换热器与光管换热器进行了对比实验,得到翅片管式蓄冷周期平均蓄冷量高出15.3%,蓄冰量高出25.9%的效果;实验显示,翅片管换热器在蓄冷初期,性能优势不明显,而在蓄冷后期,冰层增厚后,优势逐渐体现。     

小型蓄冷空调系统研究

本文阐述小型蓄冷空调系统的工作原理和循环系统，并通过实验分析了相变蓄冷材料的凝固点、融解点、融解热等热学性能。在热性能分析中，用示差扫描量热仪(DSC)来测定蓄冷材料的融解热，用温度测量仪器来测定蓄冷材料的凝固点和融解点，通过热性能分析找到了一种新型蓄冷材料，该蓄冷材料可被应用于小型蓄冷空调系统中。     

蓄冷空调新型相变蓄能材料热性能研究

通过实验分析了空调蓄冷材料的凝固点、融点、融解热和相变过程中的热稳定性等热学性能。在热分析中 ,用示差扫描量热仪 (DSC)来测定蓄冷材料的融解热 ,温度传感器用来测定蓄冷材料的凝固点和融解点。通过热分析寻找到了一种新型蓄冷材料 ,其测试结果表明 :该蓄冷材料是蓄冷空调系统中一种高效的蓄冷材料     

强化翅片管式换热器换热性能的方法及应用

通过两种不同的方法改进应用在不同场合的翅片管式换热器的结构,进而提高其换热性能:一种是将低温工况下易结霜的换热器设计成变翅片间距,一种是将空调工况下的换热器设计成变螺距内螺纹管.通过热力计算及实际系统使用,得出传热系数分别提高了9.8%和3.82%.     

在空调领域应用TBAB载冷的相变蓄冷与潜热输送技术

介绍一种新型的相变潜热载冷剂材料四丁基溴化铵(TBAB)水溶液,以及基于应用此材料的相变蓄冷与潜热输送技术。该项技术可缩减蓄冷空调系统的建设规模,大幅降低空调载冷系统输送能耗,达到节能降耗的目的,值得在空调领域推广应用。     

尿素浆体的制备及其流动特性研究

相变蓄冷浆体材料具有良好的流动性与高蓄冷密度,既可以充当蓄冷材料又可以作为载冷剂输送冷量。冰浆是一种安全高效的蓄冷介质,已广泛应用于蓄冷空调。然而冰浆制备温度低,限制其在空调系统中的能源利用效率。研究发现,对高质量浓度尿素溶液降温冷却可以制备尿素浆体,相变温度范围覆盖空调工况,且相变潜热较高,具有应用潜力。本文针对尿素溶液的热物性和尿素浆体的流动性能进行了实验研究,结果表明：质量浓度为43%~48%的尿素溶液的相变温度为5~12 ℃,潜热为213.7~223.2 J/g;尿素溶液（C＞32.5%）在液相线处密度随溶液质量浓度的增大而增大,运动黏度变化则相反;尿素浆体流动特性受固相率、Re的影响,不同工况下呈涨塑性流体特征。     

一种新型空调蓄冷材料的研制

分析了当前空调蓄冷材料的研究现状及存在的一些问题,提出一种新型的相变蓄冷材料,该材料相变温度适宜,相变潜热大,具有重大的现实意义和实用价值.通过对KCL溶液的相图分析和热力性能的研究,联系实际应用情况,研制出一种新型相变组合材料,其相变温度在-5℃左右,相变潜热为280KJ/Kg.性能稳定,节能效果好,非常适合应用于低温送风与相变蓄冷相结合的空调系统中.     

分离式热管蓄冷空调释冷性能实验研究

本文设计了基于分离式热管换热的蓄冷空调系统,针对其释冷性能进行了因素实验和响应曲面实验研究。结果表明:分离式热管蓄冷空调释冷性能稳定,实验条件下最大制冷量可达5.09 kW;制冷量随循环风量的增加而增加,而除湿量存在最佳除湿循环风量,最佳除湿循环风量约为620 m^3/h,除湿量约为4.32 kg/h;制冷量随环境温湿度的升高而增加;得到了不同工况下制冷量的回归方程,分析了不同影响因子对制冷量的影响规律,在循环风量较低的工况下,热管阀门对制冷量影响较弱,随着循环风量的增加,对制冷量影响增加。     

有机相变蓄冷材料的研究进展

本文概述了有机相变蓄冷材料和有机-无机复合相变蓄冷材料的研究进展,探讨了采用公式指导低共融物相变蓄冷材料配比和提高有机相变材料导热能力的方法,介绍了相变材料在太阳能利用、电力的峰谷平衡、空调节能与冷藏运输等方面的应用研究。指出相变材料的性能特性、相变机理、传热理论模型及复合技术是有机相变蓄冷材料研究的重点内容,有机复合相变蓄冷材料是今后有机相变材料的重点发展方向。     

相变材料蓄冷的经济性分析

针对氨基乙醇-水二元合物在蓄冷空调中应用的经济性进行了研究，并与冰蓄冷系统和常规空调系统进行了比较；分析结果表明：相变材料蓄冷空调系统运行费用最低，但初投资较高；如果相变蓄冷材料因批量生产而降低成本，则相变材料蓄冷技术将有着广泛的应用前景。     

低温相变蓄冷系统放冷特性的研究

为对工业蓄冷的应用及设计提供理论和实验依据,对内融冰水平盘管式蓄冷槽的放冷特性进行了实验研究,确定了KCl-H2O共晶盐体系在相变蓄冷系统中的传热特性,主要分析了载冷剂的进口温度对它的影响.通过对管外换热系数的实验值和根据导热理论计算值的比较,发现自然对流对换热的影响很大.放冷量用Fo、Ste和Re三个无量纲数回归,拟和得到的关联式可作为蓄冷系统的优化设计与运行的参考.