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江水直流冷却空调系统在低温储粮应用中的节能性研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 低温储粮冷源的开发与应用现状

1.2.1 自然低温储粮

1.2.2 机械制冷低温储粮

1.2.3 浅层地热能低温储粮

1.2.4 太阳能制冷低温储粮

1.2.5 LNG冷能低温储粮

1.3 机械通风低温储粮技术的应用和研究现状

1.3.1 机械通风系统实仓试验的研究现状

1.3.2 CFD在平房仓机械通风中的应用

1.4 对以往研究工作的总结

1.5 本文的主要研究内容

第2章 低温储粮中应用江水直流冷却的可行性分析

2.1 江水直流冷却空调系统的工作原理

2.1.1 江水直流冷却空调系统

2.1.2 江水直流冷却空调特点

2.2 江水资源的变化规律

2.2.1 水质

2.2.2 水量

2.2.3 水温

2.3 江水温与气温的相关关系分析

2.3.1 线性回归分析

2.3.2 非线性回归分析

2.3.3 最优方程

2.3.4 误差分析

2.4 本章小结

第3章 江水直流冷却空调系统的节能性及环境效益分析

3.1 低温储粮冷源的选择

3.2 江水直流冷却与冷却塔对比分析

3.2.1 长江水温度分析

3.2.2 冷却塔出水温度

3.2.3 江水温度对机组效率的影响

3.3 制冷工况下的一次能源利用率分析

3.4 环保性分析与预测

3.5 本章小结

第4章 粮仓温度分布规律研究及机械通风粮温数值模拟

4.1 概述

4.2 储粮机械通风理论基础

4.2.1 机械通风的目的

4.2.2 粮堆内部热湿传递的特点

4.3 自然条件下储粮温度分布规律

4.3.1 模拟对象及区域

4.3.2 流动模型选择

4.3.3 模拟参数

4.3.4 模拟结果与分析

4.4 粮仓机械制冷温度分布模拟研究

4.4.1 粮仓机械制冷送风系统设计方案

4.4.2 数学模型

4.4.3 模拟结果与分析

4.5 本章小结

第5章 机械制冷低温储粮通风方式的优化

5.1 概述

5.2 机械制冷低温储粮通风方式的研究

5.3 机械通风量及换气次数的计算与分析

5.4 空气循环层与沿墙四周区域内循环通风冷却数值模拟

5.4.1 空气隔离层与沿墙四周区域内循环通风冷却低温储粮通风管道的设计

5.4.2 空气隔离层与沿墙竖向内循环通风低温储粮数值模拟

5.4.3 模拟结果分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢

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摘要

低温储粮是21世纪最有发展应用前景的绿色储粮技术之一。降低低温储粮的能耗是实施国家能源战略的必然选择。近年来,浅层地温能在低温储粮方面的开发应用及太阳能低温储粮制冷技术的研究成为低温储粮的研究热点。其中浅层地热能中的地表水资源清洁、环保、来源广阔,作为低温储粮的新冷源具有独天得厚的优势。因此,尽管该项技术尚未成熟,但仍是一项值得探索研究的低温储粮技术。本文提出了采用江水直流冷却空调系统以及新型机械通风方式进行低温储粮的应用基础研究。 本文分析了水体温度与气温的关系,介绍了3种常用的水温预测模型即一阶线性、Cubic模型和Logistic曲线模型,对比了不同江水温度计算模型计算得到的水温数据偏差,从而得出采用Logistic曲线模型通过空调季月平均气温拟合的江水温度误差最小。 本文从一次能源利用率及污染物排放量等角度来分析江水直流冷却空调系统相对于其他三种空调形式的节能性及环境效益。重点对比分析江水作为空调系统冷却水与冷却塔冷却方式,通过江水温度与空气湿球温度的差异以及冷凝器对系统COP的影响,从而得出江水直流冷却空调系统比冷水机组+冷却塔方式节能。通过计算分析可知,江水直流冷却空调系统低温储粮方式的一次能源利用率最大,污染物排放量仅次于太阳能低温储粮方式,因此该低温储粮方式在各方面都具有很强的优势。 本文采用CFD软件对粮仓三维物理模型进行了数值模拟,分别模拟分析了自然条件下和采用江水直流冷却空调系统制取恒温恒湿的空气进行传统机械通风过程中粮堆温度的变化情况。在自然条件下,粮仓外部条件是影响粮堆温度分布的主要因素,其中粮仓壁面四周区域粮温受外界条件的影响非常明显,而中心区域的粮温受外界的影响较小,基本保持恒温状态。随着外界环境温度的升高,粮仓壁面四周区域的粮温亦有所升高,从而逐渐形成高温集聚区,因此低温储粮的关键在于抑制该区域粮温的上升。采用U型风道对粮仓进行机械送风,粮仓四周壁面附近的区域,虽然高温半径有所缩小,但是仍始终存在着相对高温聚集区。实际储藏过程中温差将会导致水汽凝结现象,则高温区域将会发生霉变,因此墙体区域的通风散热应成为今后机械制冷送风系统优化设计的重点。 本文根据现有降温通风方式又存在不同程度的送风死角这一缺陷,提出了空气循环层与沿墙竖向内循环低温储粮通风方式,并模拟分析了该种通风方式下粮仓的温度场和速度场分布情况,模拟结果表明:该机械通风方式下的“热皮”区域半径有所减小,仓内各层粮温的温度梯度较小,有利于粮食的安全储藏。

著录项

  • 作者

    王敏;

  • 作者单位

    南京师范大学;

  • 授予单位 南京师范大学;
  • 学科 土木工程;供热、供燃气、通风及空调工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 余跃进;
  • 年度 2014
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 铁路运输;
  • 关键词

    直流冷却; 空调系统; 低温储粮;

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