新型立式封裝板蓄冰設(shè)備性能的實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、冰蓄冷空調(diào)技術(shù)作為“削峰填谷”的有效措施和適應(yīng)峰谷電價(jià)管理策略的一種技術(shù)，已經(jīng)受到世界各國的重視并得到越來越廣泛的推廣。為了避免目前封裝冰蓄冷設(shè)備中存在的載冷劑短路和換熱效果受空氣層影響嚴(yán)重等弊病，同時(shí)也為了豐富國內(nèi)外冰蓄冷產(chǎn)品的形式，本文首次提出立式封裝板構(gòu)想，研制開發(fā)了新型立式封裝板蓄冰設(shè)備。 本文在相變傳熱學(xué)理論的基礎(chǔ)上，建立二維蓄冰板相變傳熱數(shù)學(xué)模型，改進(jìn)了傳統(tǒng)模型中蓄冷體的溫度只與各自的半徑/徑向有關(guān)的一維假設(shè)。首次將

2、有限元熱容法應(yīng)用于蓄冰板內(nèi)相變溫度場的數(shù)學(xué)模型求解，構(gòu)造了板內(nèi)伴有相變熱傳導(dǎo)問題的泛函，建立了相變溫度場的變分原理，給出了蓄冰板相變過程的潛熱、相界面位置的處理方法。首次利用有限元分析軟件對(duì)蓄冰板的相變過程進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了蓄冰板相變過程的實(shí)時(shí)圖象、實(shí)時(shí)動(dòng)畫的仿真輸出。 本文采用熱阻法建立了蓄冰槽內(nèi)載冷劑溫度場的數(shù)學(xué)模型，通過研究載冷劑溫度場的分布及其與蓄冰板的傳熱性能組成本課題完整的蓄冰設(shè)備數(shù)學(xué)模型理論，為新型冰蓄冷設(shè)備的設(shè)

3、計(jì)、優(yōu)化、評(píng)價(jià)提供理論參考依據(jù)。 本文采用正交設(shè)計(jì)的方法定量地分析不同因素對(duì)蓄冰設(shè)備性能的影響，以及這種影響隨因素水平的變化，對(duì)所開發(fā)的兩種蓄冰設(shè)備進(jìn)行性能分析比較。按照三元二次回歸正交設(shè)計(jì)的方法布置實(shí)驗(yàn)，建立了冰蓄冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間與各相關(guān)因素定量的關(guān)系表達(dá)式。 本文首次提出將自適應(yīng)模糊推理系統(tǒng)ANFIS的模糊建模與控制理論應(yīng)用到蓄冰設(shè)備的相變傳熱研究中，在實(shí)驗(yàn)和基于微分方程的硬計(jì)算基礎(chǔ)上，引入了以神經(jīng)一模糊計(jì)算為核心的軟

4、計(jì)算理論，提出了基于ANFIS的蓄冷量初始化控制和釋冷率的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制的模糊建模方法，得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的FIS(模糊推理系統(tǒng))結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了蓄冷設(shè)備蓄/釋冷過程的模糊建模與控制，制定了蓄冰裝置的優(yōu)化控制策略。 本文首次采用實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)值分析方法和ANFIS的模糊建模與控制三種研究方法研究蓄冷設(shè)備的蓄冷和釋冷特性，比較三種理論研究方法各自的特點(diǎn)，利用不同研究方法的優(yōu)勢，加深對(duì)蓄冰設(shè)備內(nèi)部相變傳熱機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為冰板模型的優(yōu)選、蓄冷