冰蓄冷空调不同蓄冷比例时经济性分析比较

本文以济南市某17万m2的办公楼群为例,探讨不同蓄冰量对投资回收年限的影响。根据济南市的峰谷电价政策,理论上分析系统主机容量、初投资增加量、运行费用收益及回收年限随蓄冷比例的变化关系。

盘管式冰蓄冷空调技术蓄冰过程理论与实验研究

冰蓄冷空调系统对电网调峰及改善用冷经济性有重要作用。该文通过对盘管式冰蓄冷系统的蓄冰过程研究发现,蓄冰过程包含两个明显阶段:第1阶段,10.0到4.0℃过程中,水的密度随温度降低而增大,4.0℃冷水迅速聚集到蓄冷单元底部,并逐渐充满整个水域;第2阶段,4.0到0℃过程中,水的密度随着温度降低而减小。前期,换热管下表面最先出现冰层;后期,随着上方聚集的低温水增多,换热管上表面开始产生冰层。该实验中,当蓄冰过程进行到100 min时,换热管上下表面冰层厚度均达到8.56 mm。之后,上表面冰层厚度逐渐超过下表面。该研究揭示冰蓄冷单元内部自然对流及4.0℃时水的密度逆转对结冰过程的影响规律,对盘管式冰蓄冷系统的优化设计及运行控制有一定指导意义。

基于太阳能吸附制冷的载/蓄冷充填降温系统性能分析

含冰粒的载/蓄冷充填降温是解决深井热害问题的有效方式,但其制冰能耗大、系统运行费用较高。为此,研发了基于太阳能吸附制冷的矿井载/蓄冷充填降温系统(Mine Cold Load/Storage Backfill Cooling System Based on Solar Adsorption Refrigeration),该系统由地面太阳能集热子系统、吸附制冷子系统和地下输冰子系统组成。通过建立子系统的数学模型和地面系统的TRNSYS模型,分别分析甲醇解吸量、吸附制冷量和吸附制冰量在不同太阳能辐射强度、不同季节和不同地区影响下的变化规律,进而得出太阳辐射强度和太阳辐射连续性是造成制冰量差异的主要原因。选取太阳辐射强度和太阳连续性较优的淮南、南宁两区域进行系统制冰能效分析,与传统蒸汽压缩式制冷系统相比,该系统的吸附制冷子系统平均节能效率达到64.71%。研究结果反映出,太阳能吸附制冷与载/蓄冷充填降温相结合的新型矿井降温系统的研发,对于高效解决矿井热害问题有所裨益。

环形热管蓄冷保温箱空载均温性能研究

针对传统蓄冷箱箱内温度均匀性差的问题,提出环形热管结构蓄冷保温箱的设计,建立了空载均温性能的三维数值仿真模型,并进行了试验验证,对比分析了环形热管保温箱与常规结构蓄冷保温箱蓄冷板不同布置方式(四周布置、侧面+顶部+底部布置、中间布置)保温时间和温度均匀性的差异。结果发现,与常规结构蓄冷箱相比,环形热管结构的蓄冷保温箱的温度场、速度场均表现出较好的均匀性,其温度不均匀度为1.13,保冷时间为23 h。内部的环形热管在箱内形成环形流场,加强了对流换热,使整体温度均匀性更好。

一种新型蓄能型冷辐射板的释冷特性实验研究

通过实验研究了一种蓄能型冷辐射板的释冷特性。搭建了实验用人工气候小室,小室内安装了自行设计制造的蓄能型冷辐射板,同时利用哈尔滨地区冬季室外天然环境作为冷源,构造了冷源冻冰采冷及换热系统。实验时设计了26、28、30℃三种人工小室壁面温度工况,观测在不同的工况下其蓄冷释冷量性能,根据实验参数计算辐射板表面自然换热系数、辐射换热系数,同时通过实验观测了辐射板的自然释冷能性能。

基于土壤蓄冷的新型果蔬预冷方案的模拟计算

如何利用自然冷源一直都是热点话题。季节性土壤蓄冷目前在舒适性空调领域已经有了相关的应用案例,但冷链物流的温度都一般都在0~5℃或-18℃,空调的系统温度一般难以满足其要求,因此在冷链物流方向的应用还是较少。在冷链物流的各个环节中,果蔬等农产品采摘后的预冷是全程冷链的第一步也是关键一步,但由于其耗能较大,源头地缘限制等因素导致其不能大面积铺开,造成食品在冷链中出现腐烂和过熟。本文基于土壤蓄冷构造了一种新型的果蔬预冷方案,探讨其节能效果。

蓄冷箱包装在模拟冷链运输中对甜玉米品质的影响

甜玉米采后生理代谢旺盛,极易老化,严重影响食用品质。为了明确采后蓄冷包装模拟冷链运输对甜玉米品质的影响,以‘金冠218’甜玉米为实验材料,以冷库贮藏(4℃)模拟冷藏车运输为对照,研究了蓄冷箱包装甜玉米在模拟冷链运输3 d及随后常温货架(20℃)贮藏1 d过程中的品质变化。结果表明:蓄冷箱包装的甜玉米中心最高温度3 d内不超过7℃,蓄冷保温效果良好。与对照相比,蓄冷箱包装模拟冷链运输可以很好地维持甜玉米冷链运输和货架期间的品质,延缓甜玉米苞叶颜色的变化,其中模拟冷链运输3 d后甜玉米的质量损失率降低了72.66%,可溶性固形物含量提高了4.97%,可溶性糖含量提高了10.13%;甜玉米的抗氧化酶除超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性下降外,过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性比对照组有显著提高(P<0.05)。综上所述,利用蓄冷箱包装可以保持甜玉米冷链运输过程和货架期的品质,研究结果为甜玉米采后物流运输过程的蓄冷包装保鲜提供了技术依据。

静态条件下表面活性剂SG-10对HCFC-141b水合物生成和蓄冷的促进

制冷剂水合物蓄冷是降低电网峰谷差、提高空调经济性的一种新型蓄冷技术。水合物蓄冷相变潜热大,相变温度适宜,有效克服了传统蓄冷介质的缺点。但制冷剂水合物的形成存在诱导时间长和随机性大等问题。为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的生成,改善水合物蓄冷能力,选择聚氧乙烯型非离子表面活性剂硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-10)作为添加剂,研究其对HCFC-141b水合物生成和蓄冷量的影响。SG-10可有效促进水合物生成,添加量是影响其促进效果的重要因素。实验研究4种不同质量浓度的SG-10对水合物生成的影响,当质量浓度为2%时水合物形成稳定性好,生长密实,是该体系最佳添加量,此时水合物形成诱导时间最短(209 min),蓄冷量最大(约为212.8 kJ/kg),水合物生长速率最快[4.09 kJ/(kg·min)]。当表面活性剂SG-10浓度达到一定值时,其会自发缔合生成胶束,为水合物提供成核位点,有助于水合物生成。SG-10在溶液中形成的胶束是促进水合物形成的主要原因。

跨临界CO_(2)储能系统中填充床蓄冷性能的动态分析

为进一步提升CO_(2)储能系统性能,建立了不同换热阶段CO_(2)与填充床的换热模型,探究了填充床长度等关键设计参数对蓄冷单元的影响规律。结果表明:由于温跃区的存在,初次循环中存储在蓄冷材料内的大量冷量未被利用,导致其㶲效率较低。随着循环次数的增加,温跃区向后移动,蓄冷单元的㶲效率不断增加。在第15次循环后,蓄冷单元的冷量回收效率和㶲效率稳定在96.10%和82.44%。与填充床长度相比,填充床直径对其温度分布影响较大。本研究可为跨临界CO_(2)储能系统填充床的工程应用提供理论指导。

甘露醇复合相变蓄冷材料的制备及性能研究

为满足南美白对虾微冻贮藏保鲜温度的要求,研制了一种低温复合相变蓄冷材料,该材料以甘露醇水溶液为主储能剂,以氯化钾水溶液为降温剂,以高吸水树脂为增稠剂。测试复合相变蓄冷材料的相变温度、相变潜热、导热性能、腐蚀性和热循环稳定性,确定最终配比。结果显示:当甘露醇质量分数为3%,氯化钾质量分数为2%,高吸水树脂质量分数为1.8%,复合相变蓄冷材料的相变温度为-5.5℃,相变潜热为295.7 J/g,无过冷度,导热系数为5.065 W/(m.K)。对铜片和铝片基本无腐蚀,50次循环实验表明复合材料稳定性好。

节流装置对压缩式CO_(2)水合物蓄冷系统的优化研究

为了研究在水冷压缩式CO_(2)水合物蓄冷系统中,电子膨胀阀过热度设定值对系统蓄冷特性的影响。在不同充注压力下(3.6,3.8,4.0,4.2 MPa),通过电子膨胀阀对吸气过热度进行精确控制,分析了过热度设定值(14,16,18,20℃)对系统蓄冷特性的影响,并使用Matlab对系统进行仿真与优化。结果表明,保持充注压力不变,减小吸气过热度以及保持吸气过热度不变,增大充注压力,均会使系统的蓄冷特性得到强化;当充注压力为4.2 MPa、吸气过热度为14℃时,系统的蓄冷特性最好,即蓄冷时间最短(11.3 min),平均入口干度最低(0.454),水合物的生成质量(4.192 kg)、总蓄冷量(3633.80 kJ)、平均蓄冷速率(5.361 kW)和系统COP(3.53)均最大;在仿真优化后,当吸气过热度从20℃降低至6℃时,水合物的生成质量增加了37.3%,总蓄冷量增加了17.7%,系统COP先增大后减小,当吸气过热度为10℃时,COP达到最高值3.49。研究结果对CO_(2)水合物蓄冷技术的发展具有一定指导意义。

蓄冷剂对模拟物流中蓝莓品质的影响

为探究蓄冷剂对蓝莓果实物流过程中新鲜度的影响,以确保蓝莓在物流过程中保持较高的品质。以‘北陆’蓝莓为试材,设置mMAP(气调箱+气调元件)以及mMAP+蓄冷剂处理,对采后于0℃冷库中贮藏0 d和30 d后模拟物流3 d内蓝莓的感官品质、生理指标以及营养指标的变化进行分析。结果表明,蓄冷剂的加入使气调箱体中的温度24 h内始终低于室温,较未加蓄冷剂组多维持了3 h的低于室温环境;此外,蓄冷剂的加入有效抑制了蓝莓的霉变和软化,尤其在物流开始的前2 d效果更为显著;同时还有效抑制了蓝莓的生理代谢,在感官和营养指标上均优于未加入蓄冷剂的蓝莓;整体而言,蓄冷剂的加入能有效维持微环境气调箱内的低温环境,且加入蓄冷剂能有效抑制蓝莓的生理代谢,同时在感官和营养指标上均优于未加入蓄冷剂的蓝莓。综上可知,蓄冷剂的加入可以有效保持蓝莓在物流期间的果实新鲜度。

“温控箱+蓄冷剂”包装对油麦菜贮藏品质的影响

目的探究不同包装方式对油麦菜贮藏品质的影响。方法以油麦菜为实验材料,采后分别装入泡沫箱(CK)、泡沫箱+蓄冷剂(T1)、温控箱(T2)、温控箱+蓄冷剂(T3),每隔5 d测定油麦菜的营养成分、生理生化指标和抗氧化酶活性,同时监测箱内的温度。结果CK、T1、T2、T3组温度分别为(4.06±0.07)℃、(3.61±0.05)℃、(3.72±0.04)℃、(3.49±0.03)℃,与其他处理相比,T3组温度较低,且波动范围最小;此外,T3处理组能够减缓质量损失率上升、抑制Vc氧化和叶绿素降解、延缓MDA积累、抑制PPO活性升高、维持POD、SOD、CAT活性,有效提高了油麦菜的贮藏品质,并延长了货架期。结论“温控箱+蓄冷剂”的包装方式能较好地维持油麦菜的采后贮藏品质。

R134a水合物蓄冷系统的散流器优化

为了强化R134a水合物连续制备系统的蓄冷性能,采用Fluent软件模拟不同单圈喷嘴个数(4个、6个)及不同环径比(0.5D,0.6D,0.7D,0.8D,0.9D)散流器模型的气液接触特性。根据数值模拟的结果加工了性能较好的b4型散流器(喷嘴个数4、环径比0.8 D)和c4型散流器(喷嘴个数6、环径比0.8 D),通过实验对比b4型、c4型及a型散流器(原始散流器、喷嘴个数3、环径比0.4 D)对R134a水合物蓄冷性能的影响。结果表明:与a型散流器相比,b4、c4型散流器对R134a水合物蓄冷性能均有强化作用。当系统采用c4型散流器时,各项蓄冷性能均达到最佳:平均蓄冷速率为0.345 kW;总蓄冷量为926.47 kJ;水合物生成质量为912.54 g。研究表明:散流器优化对于本系统的R134a水合物蓄冷系统性能具有明显强化作用。

跨季节土壤蓄冷-土壤源热泵系统长期运行特性实验研究

为解决土壤源热泵在长期运行条件下土壤热失衡导致的运行效率下降问题,针对夏热冬冷地区的特点,提出一种利用室外风机盘管将冬季或过渡季室外空气中的冷量存储于土壤中的跨季节蓄冷-土壤源热泵系统。利用地埋管换热系统的相似模型实验台,进行了系统运行3年的供冷、供暖、蓄冷工况实验,综合分析了埋管进出口水温、气温、土壤温度、土壤及埋管换热量、单位埋深换热量等参数,研究系统的长期运行特性。研究显示:3年的土壤平均温度分别上升0.14℃、0.22℃、0.20℃,总体来说升高幅度较小;蓄冷时的室外气温越低、土壤与室外空气的温差越大,蓄冷效果越好;埋管进出口平均温差、土壤平均温度变化、土壤换热量、埋管换热量、单位埋深换热量的大小关系一致。研究结果表明,跨季节蓄冷维持了土壤的长期热平衡,系统的长期运行效果较好。

工业园区中央空调蓄冷蓄热数字模型应用研究

工业园区中,中央空调系统负荷一般为最大负荷,其冷、热、气等多重负荷汇集,耦合程度高,园区综合能源系统不能忽视其系统性作用。本文针对工业园区中央空调系统的设备单元,构建蓄冷蓄热数字模型,并将数字模型应用于实际中央空调系统,从而实现园区空调系统的经济运行,提高园区综合能源利用效率。

乳酸钙复合相变蓄冷材料的制备及性能研究

为满足葡萄微冻贮藏保鲜温度的要求,研制了一种以乳酸钙水溶液为主储能剂,氯化铵水溶液为降温剂,高吸水树脂为增稠剂的复合相变蓄冷材料,测试蓄冷材料的相变温度、相变潜热、腐蚀性、导热性和稳定性。结果表明:当乳酸钙质量分数为1%,氯化铵质量分数为1%,高吸水树脂质量分数为2.2%时,复合相变蓄冷材料Onset温度为-4.45℃,相变潜热为300.8 J/g,导热系数为4.671 W/(m.K)。铜和铁在相变蓄冷材料中基本无腐蚀,复合相变蓄冷材料经过50次冻融循环后,性能稳定。

相变蓄冷材料研究进展

相变蓄冷材料具有储能密度高、相变温度可控、循环稳定性强的优点,成为目前最有发展前景的储能方式。文章对现有的相变蓄冷材料进行了分类,总结了不同类型材料的优缺点,重点介绍了国内外学者在固-液相变方面的研究进展,罗列了各种材料的热物性和化学特性,对其在医疗冷链、建筑制冷、生鲜冷冻等具体应用中的研究进行了阐述。在此基础上,针对目前相变蓄冷材料存在的导热率低、腐蚀性强、易泄漏和过冷度大等问题,文章提出相应的解决方案并阐述改善机理,对相变蓄冷材料的未来发展进行了展望。

新型空调蓄冷复合相变材料的制备及性能研究

以CaCl_(2)·6H_(2)O-25%MgCl_(2)·6H_(2)O为相变蓄冷基材,丙三醇作温度调节剂,制备一种新型空调蓄冷相变材料。CaCl_(2)·6H_(2)O-25%MgCl_(2)·6H_(2)O与丙三醇质量比为19∶1时复合相变材料的相变温度(11.24℃)适合空调蓄冷,且相变潜热值为119.15J/g。加入SrCl_(2)·6H_(2)O作成核剂,添加1.2%的SrCl_(2)·6H_(2)O时复合材料的过冷度几乎为零。经过50次热循环测试未见材料出现相分离,热稳定性能良好。

不同长径比填充床蓄冷器储释冷特性研究

在相同操作条件下模拟分析16组具有相同总体积、不同长径比的蓄冷器(组),比较准稳态的储冷量、释冷量、储释冷效率。结果表明:经过20次储释冷循环后达到准稳态。单体蓄冷器长径比从0.6增加到3时,储冷量/释冷量逐渐增加,但储释冷效率逐渐降低。并联数量从1增加到6时,蓄冷器组的储冷量、释冷量、储释冷效率均呈下降趋势。设计蓄冷器几何结构时,建议采用长径比为2的单体形式或串联形式。若必须并联,应尽量减小并联数量。