雙熱源熱泵相變蓄能換熱器性能數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要總結(jié)了相變蓄能技術(shù)、空氣源熱泵和太陽能熱利用在熱泵空調(diào)領(lǐng)域的研究進(jìn)展,根據(jù)蓄能型太陽能—空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)的功能需求設(shè)計(jì)出了一種新型的雙螺旋相變蓄能換熱器(DSCHE-LHES)。該裝置是一種充分利用太陽能和空氣能這兩種清潔能源,結(jié)合相變蓄能技術(shù)而研發(fā)的雙熱源熱泵蓄能耦合系統(tǒng)。
　　雙熱源熱泵相變蓄能換熱器是蓄能型太陽能—空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)的核心設(shè)備,是雙熱源熱泵蓄能耦合技術(shù)的載體。本文首先根據(jù)雙熱源熱泵系統(tǒng)要求設(shè)

2、計(jì)了一種雙螺旋盤管相變蓄能換熱器,確定了石蠟類相變材料 RT6,然后對(duì)相變傳熱理論進(jìn)行了系統(tǒng)概括,接著利用Gambit建立了相變蓄能換熱器的三維物理模型,基于焓法建立了相變蓄能換熱器的數(shù)學(xué)模型,并利用 Fluent對(duì)裝置相變液固耦合傳熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析了自然對(duì)流條件下相變過程不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、相界面移動(dòng)規(guī)律和液相率、熱流密度隨時(shí)間的變化規(guī)律及內(nèi)在機(jī)理,確定了相變蓄冷或蓄熱所需時(shí)間。
　　在對(duì)以上相變蓄能換熱器研究的

3、基礎(chǔ)上,針對(duì) RT6導(dǎo)熱系數(shù)低、相變時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn),文中選用了納米鋁粉來強(qiáng)化 RT6的導(dǎo)熱性能,制備了納米鋁粉/RT6復(fù)合相變材料,確定了該材料的導(dǎo)熱性能和相變潛熱;之后利用該材料對(duì)相變蓄能換熱器進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)行了導(dǎo)熱強(qiáng)化前后對(duì)比分析,進(jìn)一步研究了不同進(jìn)口流量、初始水溫對(duì)相變時(shí)間的影響,確定最優(yōu)的進(jìn)口流速、水溫等設(shè)計(jì)參數(shù),優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案。最后將實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行比較,進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的可靠性,為蓄能型空調(diào)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提