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光伏驱动的粮仓空间空调系统研究

作　者: 刘东方
导　师: 黄志甲
学　校: 安徽工业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 低温储粮粮仓冷负荷 CFD模拟通风光伏发电零能耗
分类号: S379
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

低温储粮是指使粮堆平均温度长期保持在15℃（低温）或20℃（准低温）及以下。随着人们对粮食安全的更高要求及节能技术的发展,低温储粮新技术的开发与其相关综合技术的应用研究具有非常重要的意义。本文以合肥某高大拱板平房仓为研究对象,旨在通过建立仓顶光伏发电驱动粮仓补冷空间通风空调系统降低粮温,并优化组合其它低温储粮工艺,实现零能耗低温储粮。首先,研究了粮仓围护结构传热及冷负荷。根据气象参数及粮仓建筑的特点,采用CFD模拟法、空调负荷概算法、空调谐波法分别研究计算,并对其结果对比分析。其次,研究了粮仓通风系统气流组织。根据仓内传热温度分布特点,采用了粮仓补冷空间通风低温储粮,对其通风效果进行CFD模拟,用多目标决策层次分析法对模拟得到的气流组织评价指标结果优化选择,确定了具体的粮仓补冷空间通风气流组织方案。最后,设计了粮仓补冷空间空调系统和仓顶光伏发电系统,并进行了各系统的投资预算;制定了低温储粮优化组合方案,并对其用于粮食储藏技术进行了经济性分析。研究结果得出:1)要使堆粮线上部空间的温度降到15℃,需要补给的冷量为48kW。通过仓房屋面进入仓内的热流量占整个粮仓围护结构热负荷的比重约为83%;2)当送风速度6m/s,送风温度10℃,送风口距堆粮线高度2.3m,送风口个数30,送风口尺寸300mm×100mm时,形成最优1/4粮仓补冷空间上送下回通风气流组织;3)粮仓补冷空间空调通风系统选用风冷涡旋冷水机组制备冷源,初投资为18万元,162kWp的仓顶光伏发电系统总造价为646万元,每年发电量为166.3MWh,其能在静态回收期9.7年内节省标煤582t,减排CO₂1610t等;4)光伏发电驱动粮仓补冷空间空调低温储粮系统虽然初投资高,但优化组合的技术推广到500亿斤仓容,每年可形成经济效益2011.5万元,且带来社会、环境效应也是巨大的,因此可被广泛推广应用于国家仓储行业。

光伏驱动的粮仓空间空调系统研究

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