新型相變蓄熱裝置蓄放熱特性的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算模擬分析.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，對(duì)工作和生活環(huán)境提出了更高的要求，隨之對(duì)空調(diào)的需求也越來(lái)越高。空氣源熱泵機(jī)組作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，由于其安裝方便、運(yùn)行操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展。但是對(duì)于冬季室外氣溫較低、濕度較大的地區(qū)，結(jié)霜問(wèn)題是制約空氣源熱泵機(jī)組正常制熱運(yùn)行的主要問(wèn)題之一。 由于結(jié)霜將對(duì)機(jī)組的制熱性能有很大的影響，必須對(duì)機(jī)組進(jìn)行必要的除霜。當(dāng)空氣源熱泵機(jī)組進(jìn)入除霜工況運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)側(cè)換熱器轉(zhuǎn)換為蒸發(fā)器，此時(shí)不但不能給室內(nèi)提供

2、熱量，反而會(huì)從室內(nèi)取走熱量，導(dǎo)致室內(nèi)供熱不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響室內(nèi)環(huán)境的熱舒適性。 為此，本論文提出將相變蓄熱技術(shù)應(yīng)用于空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，采用相變蓄熱的方法解決空氣源熱泵機(jī)組的除霜問(wèn)題。即研究一種可與空氣源熱泵機(jī)組匹配的相變蓄熱裝置，將一種相變溫度為42℃左右的定形相變材料填充于該蓄熱裝置中，利用該蓄熱裝置解決空氣源熱泵機(jī)組在除霜過(guò)程中造成的供熱溫度不穩(wěn)定、制熱效率下降、房間熱舒適性差的問(wèn)題。 本論文將采用實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬

3、比較分析的方法，分析相變材料的幾何特性、熱媒體的流動(dòng)特性及相變材料的填充方式對(duì)蓄熱裝置蓄放熱特性的影響規(guī)律，為蓄熱裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)際應(yīng)用的參考依據(jù)。為此，本論文將在以下幾方面進(jìn)行重點(diǎn)研究。 首先，對(duì)目前關(guān)于相變材料的研究概況、尤其是國(guó)際上新近出現(xiàn)的一種相變材料—定形相變材料的研究概況進(jìn)行了綜合性評(píng)述，并介紹了國(guó)內(nèi)外定形相變材料的應(yīng)用性研究。 其次，引入相變問(wèn)題數(shù)學(xué)物理模型及適用于本研究的二維板狀模型，采用差分?jǐn)?shù)

4、值方法求解控制方程。 第三，建立了相變蓄熱裝置蓄放熱特性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并對(duì)填充了板狀定形相變材料的蓄熱裝置的蓄放熱特性及其影響規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 第四，將正交試驗(yàn)的方法引入到本實(shí)驗(yàn)研究中。設(shè)計(jì)了三組蓄放熱正交試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了方差分析。確定板狀定形相變材料的厚度、熱媒體的流速及進(jìn)口溫度、板狀定形相變材料在蓄熱裝置內(nèi)的填充方式對(duì)蓄熱裝置蓄放熱速率的影響規(guī)律。 第五，采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)比較的方法，驗(yàn)證了所建立