新型立式封装板蓄冰设备性能研究

冰蓄冷空调技术是实现电网负荷“削峰填谷”的有效措施。为了避免目前板式蓄冰设备中存在的载冷剂短路和换热效果受空气层影响严重等弊病,同时也为了丰富国内外冰蓄冷产品的形式,本课题组开发了新型立式封装板蓄冰设备。在这种蓄冰设备中,冰板立式放置,板内空气层集中在上方的较小空间内,减少了空气层对设备换热效果的影响,同时在蓄冰槽内用折流板将载冷剂流程组织为若干通程,提高了载冷剂流速,从而有效地加强了传热;由于加强了对载冷剂的组织,可有效地解决载冷剂短路问题,减小贮槽体积,从而提高了空间利用率。本文针对本课题组前期设备开发中存在的问题,对该设备进行了各项性能研究,主要工作内容包括: （1）为解决冰板的膨胀变形以及冰板密封塞渗漏等问题,对蓄冰板和蓄冰槽的尺寸构造进行了改进; （2）根据热平衡原理改进了课题组前期建立的立式封装板蓄冰设备蓄冷及释冷过程数学模型,考虑了冰板内蓄冷剂沿板长方向的导热,并采用托马斯算法对其进行了求解; （3）改建了蓄冰系统实验台,并对所开发的立式封装板蓄冰设备进行了蓄冷及释冷性能实验测试,将实验测试结果与理论模拟结果进行了对比分析;对立式封装板蓄冰设备在不同进口载冷剂温度下的蓄冷和释冷性能进行了理论模拟分析,同时对蓄冰设备进行了模拟研究。 研究结果表明:改进后的蓄冰板具有较大的强度和硬度,能满足蓄冰时的承压要求,有效地解决了由于结冰膨胀而变形以及渗漏的问题;所开发的立式封装板蓄冰设备容器换热面积和贮槽体积均较小,分别为0.53m2/kWh和0.016m3/kWh,与同类封装冰蓄冷设备相比分别减小了约24.3%和23.8%,可有效降低容器材料的耗量,节省建筑空间;该蓄冰设备流动阻力约为0.018MPa;蓄冷温度约为-3℃～-6℃;释冷温度约为4℃～7℃。研究成果对继续改进新型立式封装板蓄冰设备具有较大的参考价值。