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公交车辆直接蒸发冷却空调供冷技术的应用研究
| 论文题名： | 公交车辆直接蒸发冷却空调供冷技术的应用研究 |
| 关键词： | 公交车辆;直接蒸发冷却空调;热质交换;数值模拟 |
| 摘要： | 近几年来，“雾霾”天气的加重使得国家对环境问题非常关注，绿水青山就是金山银山。为此，国家大力推行“双碳”政策，提倡大家减少碳排放。“双碳”国家战略目标迫使各领域、各行业的节能、环保迫在眉睫。交通领域的能耗占比社会终端能耗的近三分之一且仍逐年上升。一直以来，公交车辆普遍采用传统机械压缩制冷技术，该制冷技术污染环境、耗能、经济成本较高，为其节能减排和环境品质改善提供了较大空间。 在此背景下，蒸发冷却空调制冷技术以循环水为制冷工质，以水泵、风机能耗为代价，其环保、节能、低成本等优势已被众多行业及领域所接受，尤其气候干燥的西北地区，地铁、办公楼、餐厅、工业厂房等已随处可见其身影。将直接蒸发冷却空调应用于干燥地区的公交车辆必将带来较为可观的环保节能、空气品质改善效果，但国内尚属空白。因此，本文以干燥地区--兰州为例，开展公交车辆直接蒸发冷却空调制冷技术的应用研究。 本文以兰州某型号实体公交车辆为例，首先通过理论计算的方法计算得出该公交车辆设计负荷为10.8kW。 其次，对传统机械制冷空调系统和直接蒸发冷却空调系统进行对比并分析，最终揭示出直接蒸发冷却空调系统具有节能环保、成本较低、环境空气品质优良等优势。 随后，通过理论计算分析，为本文公交车辆初设匹配了直接蒸发冷却空调，空调尺寸为1.1m×0.6m×1.0m，风机风量为5000m3/h，制冷量为11.9kW，耗水量为0.0274m3/h，填料尺寸为900mm×500mm×300mm，迎面风速为2.4m/s。预设置于公交车辆车厢尾部。 与此同时，通过理论分析确定了本文公交车辆数值模型和方法，借助流体仿真模拟软件Fluent及其UDF用户自定义程序，通过分析填料厚度、室外空气干球温度、入口空气风速、喷淋水温等因素对公交车辆直接蒸发冷却空调制冷性能的影响，从而对初设方案进行了验证和优化。结果显示：当填料厚度达300mm，迎面风速取2.0-2.6m/s时，空调制冷效率最高，且入口空气干球温度的增加及喷淋水温的降低有助于改善蒸发冷却空调制冷效率。 最终，采用DeST能耗模拟软件对公交车辆采用传统空调系统进行能耗模拟，并将其同前期设计的公交车辆直接蒸发冷却空调系统能耗进行对比，最终通过计算得出公交车辆采用直接蒸发冷却空调制冷技术节能率可达81.12%，节能效果显著，与此同时，可减少705.51kg的碳排放。 |
| 作者： | 王璐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 周文和;包欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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