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(guó)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(guó)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，通過研究載冷劑溫度場(chǎng)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(shì)，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