冰蓄冷辐射空调系统运行优化与能耗分析

基于温湿度独立控制思路,提出了一种将冰蓄冷、毛细管辐射及地源耦合的冰蓄冷辐射空调系统,以实现电力负荷"削峰填谷"、降低能耗和更好的热舒适性。建立了冰蓄冷辐射空调系统的运行优化模型,以杭州地区某办公楼为实例,进行了负荷计算、运行方案优化以及能耗分析,结果表明冰蓄冷辐射空调系统与常规空调系统相比,具有显著的节电和节省运行费用优势。实际应用中需综合考虑蓄冰容量的限制以最终确定系统运行方案。

改进型太阳能喷射制冷系统变工况特性

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,为提高太阳能喷射制冷系统的使用时间,获得太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性,提出了改进太阳能蓄热水箱流程,并在建立太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,选择新型环保制冷剂R161为工质研究了太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,与传统太阳能喷射制冷系统相比,所改进的太阳能蓄热水箱结构增加了太阳能喷射制冷系统工作时间和系统制冷效率,系统工作时间延长12.5%,系统提前2h开始工作,系统的制冷效率提高8.5%。该研究结果可为改进型太阳能喷射制冷系统的工程设计提供理论参考。

一种新型自复叠制冷循环特性研究

提出一种新型自复叠制冷循环,通过设置喷射器,利用高压高沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂,充分回收高沸点组分的节流损失,提高压缩机吸气口处低沸点组分的吸气压力并获取更低制冷温度。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了冷凝温度、混合工质配比和压缩比等参数对传统自复叠制冷循环和新型自复叠制冷循环的工作特性影响。研究表明,新型自复叠制冷循环制冷效率与传统自复叠制冷循环相当。

冰浆在离心泵内的流动特性模拟

基于欧拉法建立了冰浆流动的均相混合物模型,对冰浆在离心泵内的流动特性进行了数值模拟研究,获得了离心泵内冰浆的流场分布,探讨了流量、冰晶体积分数及冰晶颗粒大小对离心泵内颗粒分布的影响。研究表明:冰浆流体在泵内的高速区域主要集中在叶轮的旋转区域,且叶轮工作面的压力较大,冰晶颗粒的粒径较小时,颗粒主要分布在靠近蜗壳内侧的叶轮流道内;反之,则在叶轮工作面聚集。

基于CCDM的流态化制冰的多相流动与传热特性

流态化制冰是一种新型的直接接触式动态制冰方式,通过建立联合连续和离散模型的CCDM(combined continuum and discrete model)全耦合模型,采用一种非结构网格颗粒搜索法,计算了流态化制冰过程所涉及的颗粒-流体多相系统的流动和传热特性。结果表明:基于CCDM模型计算出的结果与实验数据有较好的一致性,模型的准确度高;冻结程度关键值的提出,简化了颗粒间碰撞模型的判断和颗粒相表面传热量的等效计算;颗粒间的碰撞、聚并对颗粒粒径的作用,会进一步影响颗粒的运动速度、停留时间以及轴向浓度分布的变化,难以忽略其对于流态化制冰过程的多相流动与换热特性的影响。

粒数衡算与多相流耦合求解刮削制冰的晶粒特性

在考虑晶粒成核、生长、聚并和破碎的情况下,采用分组法求解粒数衡算方程,通过耦合粒数衡算与多相流方程,建立了多尺度的结晶模型,模拟了表面刮削式制冰装置内水的动态结晶过程,获得不同温度、刮削速度、制冰时间等外界条件下晶粒数密度分布、云图等信息,分析了外界宏观条件对水的动态结晶过程的影响。结果表明:由于碰撞引起的晶粒聚并和破碎使得晶粒的尺寸分布更为集中和均匀;在过冷温差(流体局部温度与水的相变温度差值)不大于20℃,刮削速度不大于10r·s-1范围内,降低壁面温度、增加刮削速度可以加速水的结晶与生长。

蓄电池柜散热气流均匀分配方案优化仿真

蓄电池柜内气流分布对电池组散热效率和散热均衡性有重要影响。蓄电池柜气流分配易形成低速涡旋,电池组表面流速分布不均匀,气流组织难以控制等问题,提出三种气流组织优化方案,基于计算流体力学(CFD)建立蓄电池柜气流分配区域气流组织模型,采用标准k-ε湍流模型对蓄电池柜气流分配腔进行数值仿真,获得腔体内气流组织的速度场和出口流速的分布规律,并与原始气流组织方案的实验结果对比,计算气流分配腔出口风速的不均匀系数。结果表明,使用控制方案后分配腔内气流分布更加均匀,出口气流速度分布更加合理,增加导流板能够降低速度场的不均匀系数,但同时会增大气流动能损失。

混合工质充注量/配比对自复叠制冷循环特性影响

混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度是自复叠制冷循环工作特性重要影响因素。本文提出新的定密度法研究变工况下自复叠制冷循环的工作特性。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度等参数对自行复叠制冷循环的工作特性影响,并得出有指导意义结论。

采用不同工质的高温复合热泵开水器特性研究

热泵开水器具有较高的能源利用效率,是公共场所电加热开水装置的理想替代品。从提高能源效率和一机两用的角度,构建了一种高温复合热泵开水器系统。建立了系统热力学模型,选R236fa、R245fa、R365mfc、R245ca、RC318和R236ea等6种较高临界温度的制冷工质,通过能量分析和[火用]分析的方法,探讨了不同制冷工质对高温复合热泵开水器系统性能的影响。研究结果表明:R245fa作为工质的高温复合热泵开水器系统具有最佳的性能,而以RC318作为工质的系统性能最差。在给定工况下,R245fa作为工质系统制热性能系数(COP_(h))为2.47,而其制冷性能系数(COP_(c))为3.37,[火用]损失和[火用]效率分别为9.47 kW和49.07%;与R245fa相比,RC318作为工质系统的总能耗增加了39.53%。

SⅡ型R134a水合物稳定性的分子动力学模拟

SⅡ型R134a制冷剂笼状水合物是理想的蓄冷介质之一。基于分子动力学(MD)方法,建立晶体结构模型,在NPT系综下运算,通过观察最终构象,分析计算体系中粒子的均方位移(MSD)和径向分布函数(RDF),从微观上揭示了小分子和温度对SⅡ型水合物晶体结构稳定性的影响。结果表明:小分子对小晶穴(512)占有率从0.25变化到1.00,占有率为0.25和0.50时,水合物晶体结构分解严重,体系中分子混乱,晶体结构难以稳定存在,占有率在0.75以上时,水合物晶体结构清晰有序,能够稳定存在;当体系温度由260K增大到290K时,水合物结构的稳定性逐渐降低,在280K时晶体结构出现扭曲变形,此时有部分水合物开始分解。

带有能源塔的自复叠热泵系统及其热力分析

提出一种将闭式能源塔热泵技术与自复叠系统相结合的热泵系统,该系统在保证提供55℃热水的前提下,利用自复叠系统-39℃^-14℃的蒸发温度,通过能源塔提取空气能,实现冬季寒冷地区的能量传递,系统运行中通过制冰浓缩方式控制乙二醇喷淋液的浓度;通过REFPROP软件,进行了该热泵系统的热力分析;分析表明,系统具有较好的可行性。

基于超声雾化的溴化锂水溶液发生过程特性分析

针对传统溴化锂吸收式制冷系统中发生器的发生过程效率过低的问题,从提高发生效率的角度,提出一种超声波雾化溴化锂溶液来增大气液接触面积的新型发生器。基于能量与质量守恒方程,构建了超声波雾化溴化锂溶液的数学模型,探讨了不同影响因素对新型发生器内发生效率等重要参数的影响。比较分析了新型发生器与传统发生器在吸收制冷系统中的制冷量和制冷系数,理论上验证了该技术应用的可行性。研究结果表明:超声波雾化技术应用于发生器,在消耗微小能耗的情况下可获得更高的系统能效。所给定工况下,雾化液滴直径为43.22μm,雾化高度为0.63 cm,发生器内传质系数增加率可以达到4.75%;新型发生器的吸收制冷系统的制冷量和制冷系数分别较传统发生器提高了33.21%和31.33%。