相變蓄熱裝置應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的計算模擬分析與實驗研究.pdf

1、相變材料在發(fā)生相變時，可以吸收或釋放大量的相變潛熱，而這一過程是在等溫或近似等溫的條件下進行的，因此具有較高的儲能密度和熱力學(xué)效率?；谶@一特性，相變材料被廣泛作為蓄能載體使用，它可以將一定形式的能量在特定條件下貯存起來，并能在特定的條件下加以釋放和利用。為此，相變蓄熱技術(shù)越來越受到重視。利用相變蓄熱技術(shù)可以解決能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾，提高能源利用率，可以廣泛的用于電力調(diào)峰(移峰填谷)、太陽能的利用，空調(diào)和采暖領(lǐng)域以及工業(yè)余

2、熱廢熱的利用。本論文利用DX40相變材料構(gòu)筑了一個相變蓄熱裝置，并將其應(yīng)用到了空調(diào)系統(tǒng)中。 為了掌握相變蓄熱裝置在空調(diào)系統(tǒng)中的蓄熱、放熱特性，本文首先利用能量守恒原理建立了相變蓄熱單元體的相變傳熱模型，相變傳熱模型包括相變材料的相變導(dǎo)熱微分方程和熱媒體的對流傳熱微分方程，在微分方程中，Cp采用顯熱容法求解，對相變傳熱模型進行了求解。為了改善相變蓄熱裝置的流動狀況，本文提出了均勻流場的幾種有效方法，并利用Fluent軟件進行了模擬

3、，結(jié)果比較滿意。 為了驗證相變傳熱模型的普適性和求解的正確性，在實驗室建立了一個實驗臺，對相變蓄熱裝置進行了實驗研究，實驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。利用實驗研究結(jié)果提出了相變蓄熱裝置內(nèi)熱媒體最優(yōu)的流動方向(蓄熱時為上進下出，放熱時為下進上出)、相變材料板的最優(yōu)厚度(0.01m)和熱媒體的最優(yōu)流速(0.05m/s)。在實驗的同時發(fā)現(xiàn)熱媒體流動狀況對相變蓄熱裝置蓄熱和放熱能力影響較大。 在相變蓄熱裝置應(yīng)用到空調(diào)系統(tǒng)方面，本

4、文提出了利用相變蓄熱技術(shù)解決空氣源熱泵機組冬季除霜問題?？諝庠礋岜脵C組在冬季運行時，由于機組需要不斷除霜，將導(dǎo)致機組供熱能力不足、室內(nèi)吹冷風(fēng)、房間熱舒適性下降等問題。可利用相變蓄熱裝置蓄熱補償除霜熱損失來解決這些問題，其基本原理是將研制的填充了DX40相變材料板的蓄熱裝置與空氣源熱泵機組相連接，當(dāng)熱泵機組在制熱工況運行時，熱泵機組向空調(diào)系統(tǒng)供熱的同時也向相變蓄熱裝置蓄熱；當(dāng)熱泵機組轉(zhuǎn)換至除霜工況運行時，相變蓄熱裝置向空調(diào)房間放熱，在提高