温度分层型水蓄冷槽的模拟及理论研究

论文摘要

蓄能技术可以削峰填谷、缓解用电高峰期电力不足,使发电设施在夜间低谷期的潜力得以充分利用发挥。水蓄冷技术作为一种低投入、高效的蓄能方式得到了越来越多的关注。本文结合实际工程,论述了利用消防水池做蓄冷水槽进行温度分层型水蓄冷空调系统的设计方法,并与原有常规空调系统比较其节能性。探讨了散流器的设计原理依据及布置原则,设计模拟模型,并利用CFD软件建立蓄冷水槽的模拟模型,模拟研究蓄冷水槽的性能:蓄(释)冷过程中水槽出口水温随时间变化情况以及蓄(释)冷进行时蓄冷水槽内温度分布变化情况。理论分析了影响冷量释放系数FOM的主要因素是不同温度水之间在界面的混合与热传导损失。计算分析减小斜温层厚度可以提高FOM,通过CFD模拟得出斜温层厚度随散流器孔口出流速度降低而减小。利用CFD软件建立八角形和径向圆盘形散流器模拟模型,发现在设计参数一样的情况下,八角形比径向圆盘型孔口出流速度均匀。模拟比较不同参数的八角形散流器的孔口出流均匀程度,并用理论计算分析验证模拟的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 水蓄冷技术概述
• 1.2.1 水蓄冷原理和特点
• 1.2.2 水蓄冷槽模式分类
• 1.3 水蓄冷技术国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第二章 温度分层型水蓄冷空调系统的设计
• 2.1 蓄冷系统的运行和控制策略
• 2.2 温度分层型水蓄冷空调系统工程设计实例
• 2.2.1 工程概况
• 2.2.2 水蓄冷运行及控制策略的确定
• 2.2.3 蓄水槽散流器的设计
• 2.2.4 蓄冷水槽的绝热和防结露
• 2.3 水蓄冷与常规空调系统的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 散流器模拟设计
• 3.1 散流器的主要类型
• 3.2 模拟水槽模型设计
• 3.2.1 散流器设计的基本假设和条件
• 3.2.2 散流器的设计原理
• 3.2.3 散流器的布置与孔口设计
• 3.2.4 散流器模型设计
• 第四章 蓄水槽性能的模拟研究及理论分析
• 4.1 建立模型
• 4.2 蓄冷水槽中进出口温度变化特性
• 4.3 蓄水槽的冷量释放系数
• 4.4 影响冷量释放系数的因素
• 4.5 蓄冷水槽中斜温层变化特性
• 4.5.1 蓄冷过程
• 4.5.2 释冷过程
• 4.5.3 不同流量斜温层特性比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 散流器出口处速度场模拟分析比较
• 5.1 不同类型散流器出流速度模拟分析比较
• 5.1.1 模型的建立
• 5.1.2 模拟结果比较
• 5.2 八角型散流器出流速度模拟分析比较
• 5.2.1 模型的建立
• 5.2.2 不同开孔个数散流器模拟分析比较
• 5.2.3 不同开孔尺寸散流器模拟分析比较
• 5.2.4 不同流量散流器模拟分析比较
• 5.3 理论分析
• 5.3.1 均匀出流管道的设计原理及基本条件
• 5.3.2 计算验证模拟结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况