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蓄冷作为主要蓄能技术应用方式之一,应用于空调系统可移峰填谷,平衡电力负荷,是电力负荷管理策略的一项重要技术手段。使用冰浆作为蓄冷介质,载冷密度高达334KJ kg-1(0℃时发生液-固相变);蓄冷释冷过程中热传递效率高,具有较好的流动性,可以使用管道输送;可适用于食品冷冻冷藏、化学工艺、空调、区域供冷等不同的场合。因此,对冰浆制造系统的研究就显的十分重要。
本文对自行研制的刮刀式动态冰浆制造系统进行较为全面的实验研究。主要研究内容如下:
介绍了冰蓄冷空调的研究背景,对近年来的相关文献特别是刮刀式冰蓄冷空调的相关文献进行了综述,指出了本课题的研究意义与研究内容。
依据实验方案,对刮刀式冰浆发生器的传热特性进行了说明。采用两种不同理论,即把冰浆看作单相流体和两相流体对8组实验结果进行分析,冰浆发生器传热系数的平均值达到1050W m-2 K-1,并对冰浆发生器的能耗进行了简要分析。
在不同的实验方案下蓄冰槽内的温度分布特性具有良好的重复性。实验表明:在潜热蓄冷阶段,蓄冰槽中间层温度最低,上层温度最高,底层温度开始与上层温度接近,之后不断下降与中间层温度接近。
详细分析刮刀式动态冰浆制造系统在不同实验方案下的制冰特性。实验结果表明:制冷量在进入潜热换热阶段时出现一个峰值,之后衰减并保持稳定,整个潜热蓄冷阶段制冷量是额定空调工况的65%。系统制冰速度保持在335kg h-1。与直膨式冰蓄冷空调相比,系统相对COP最大提高16%,单位制冷量的制冰速度最大提高45%,单位能耗的产冰量最大提高72%,节能率都保持在40%左右。
通过本课题的实验研究,得到了刮刀式动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性,为刮刀式冰蓄冷空调的进一步开发提供基础数据和设计指导。