盤管冰蓄冷裝置蓄冷特性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、近年來，現(xiàn)代化建筑中空調(diào)用電量巨大，占建筑物總用電量的50％。空調(diào)不僅耗電大，而且其冷負荷高峰時間與城市用電尖峰期相吻合，加劇了峰谷供電的不平衡和供電不足的矛盾，而蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)能較好的解決這一問題。為了滿足家用蓄冷空調(diào)的要求，因此小型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)應運而生，然而國內(nèi)外對小型冰蓄冷蓄、融冰的研究處于正在成熟階段，因此，本文利用數(shù)學模型來進一步研究小型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冰特性。 蓄冰過程中，管子內(nèi)外存在復雜的相變過程，即管內(nèi)汽化相

2、變過程和管外凝固相變過程，本文僅考慮管外的凝固相變過程。文中以蓄冰槽內(nèi)的某一直管段和管段截面作為研究對象，建立了直接蒸發(fā)式盤管結冰過程的數(shù)學模型，運用FLUENT模擬軟件對六組不同蒸發(fā)溫度和不同初始水溫的工況進行二維數(shù)值模擬。針對研究對象的具體特點，經(jīng)過反復試算確定出網(wǎng)格劃分的步長為1mm，對存在冰水兩相狀態(tài)的直管段及管段截面進行模擬，采用多相流中的VOF模型及界面追蹤法進行模擬計算。 在建成數(shù)理模型之后便開始進行數(shù)值模擬，在此

3、數(shù)值模型的指導下設計完成蓄冰周期為3h的蓄冰過程，模擬出蒸發(fā)溫度分別為-5℃，-10℃，-15℃和初始溫度分別為10℃和15℃的六種工況下的蓄冰過程，并且模擬計算出蓄冰槽內(nèi)溫度分布、管外冰層厚度、蓄冰率以及蓄冰量隨蓄冰時間的變化規(guī)律。 通過對模擬結果分析研究，得出盤管外融冰系統(tǒng)的蓄冰特性規(guī)律，即蓄冰過程可以大體分為顯熱快速蓄冷階段、潛熱快速蓄冷階段及潛熱慢速蓄冷階段。蓄冷量代表顯熱蓄冷和潛熱蓄冷的總和，得出整個蓄冰過程的變化規(guī)律