蓄冷空调节电技术

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　　其二，以水作为蓄冷介质，它的获取方便，价格低廉； 



　　其三，不需降低制冷机的蒸发温度，制冷深度不变，可保持较高的制冷效率； 



　　其四，蓄冷设备比较简单，容易将传统中央空调系统改造为水蓄冷空间系统，投资少，工期短，见效快。 



　　它的主要缺欠是蓄冷介质的蓄冷密度低，蓄冷设备占地大和蓄冷效率低。 



　　水的比热是 4.1868kJ/（kg?K）（1.0kcal/kg?℃），冰的相变温度是O℃、相变潜热 333.3kJ/kg（79.6kcal/kg）。在水蓄冷方式中，通常的蓄冷温差在5℃左右，lm3水的蓄冷能力为20.9×103kJ，相当5.8kW?h。在冰蓄冷方式中，lm3的冰（相当924kg）其蓄冷能力为 308×103kJ，相当85.6kW?h。理论上，在水和冰两种蓄冷介质同样体积下，冰蓄冷能力约为水蓄冷能力的15倍。因此，在提供相同蓄冷量条件下，水蓄冷设备用占地要比冰蓄冷占地大得多，因而受场地条件约束大。若能够与消费水池共用，不但可以节省占地，而且还可以减少投资。 



　　水蓄冷的蓄冷槽内不同温度的冷冻水易于掺混，以及庞大蓄冷槽的水表面散热损失较大等因素的影响，使它的蓄冷效率偏低。



　　（3）冰蓄冷中央空调系统：冰蓄冷与水蓄冷相比，它的主要优点是蓄冷密度大，蓄冷能力强，蓄冷效率高，并可实现低温送水运风，水泵和风机容量较小。 



　　其一，由于它蓄冷介质的蓄冷密度大，故蓄冷设备占地比水蓄冷设备占地小得多，这在大中城市高层楼宇设置蓄冷空调是一个相对有利的条件； 



　　其二，冰蓄冷设备内的蓄冷温度虽比水蓄冷设备内的蓄冷温度低，蓄冷设备内外温差大，但它的外表面积远小于水蓄冷设备的外表面积，故而散热损失低，蓄冷效率高； 



　　其三，冰蓄冷可提供低温冷冻水和低温送风系统，使得水泵和风机的容量减少，也相应地减少了管路直径，有利于降低蓄冷空调的造价； 



　　其四，冰蓄冷能力强，临时停电时，可以作为一个蓄冷库当做应急冷源。 



　　它的主要缺欠是在蓄冷工况时的制冷效率低，制冷能力下降。制冷机有个特征，制冷剂的蒸发温度越低制冷效率就越低，在提供相同冷量的条件下降低了制冷机的可用功率，一般制冷剂的蒸发温度每下降 1℃，它的可用功率要下降3％。水蓄冷空调制冷机制冷剂的蒸发温度与传统式中央空调相同，一般在2～3℃，而在蓄冰工况时制冷剂的蒸发温度一般在-7～-8℃，大致相差10℃。因此，相同容量的制冷机，冰蓄冷的制冷能力要下降30％左右，即相当水蓄冷空调制冷机容量的70％。理论上，在环境条件不变的前提下蓄冷工况的单位冷吨用电量，冰蓄冷约为水蓄冷的1.43倍。应当指出：蓄冷用电量是填谷电量，既可以缓解电网压电的困难，又有利于平稳系统负荷；对用户来说，从移峰填谷电价差中所获得的收益，往往高于效率损失的花费。 



　　此外，冰蓄冷系统的装置比较复杂，操作技术要求高，投资也比较大，施工期也比较长，更适合于大中型新建筑物采用。 



　　冷吨（Rt）是冷量强度的一种计量单位，1Rt相当把1t0℃的纯水在24h内制成O℃的冰所需要的凝固热。1日制冷吨等于3317kcal／h，即 13.9×103kJ，相当于3.86kW。1美制冷吨等于3024kcal／h，即12.7×103kJ，相当于3.52kW。通常采用美制冷吨。 



三、蓄冷系统的工作循环 



　　蓄冷空调系统与传统空调系统不同的是增添一套蓄冷系统，为了解蓄冷空调的移峰境谷作用，这里以一种冰球式蓄冷系统为例，简单介绍一下蓄冷系统的工作过程。 



　　1．蓄冰系统的设置 



　　制冷系统的主体设备是制冷机，使用最多的有活塞式、离心式和螺杆式三种压缩制冷机。蓄冰式空调使用的制冷机要在空调工况和制冰工况两种工况下运行，普通传统空调的离心式制冷机不适用于蓄冰式空调，必须选用双工况制冷机组，螺杆式制冷机的性能更适合作为双工况制冷机。 



　　蓄冰系统的主体设备是蓄冷罐。罐内堆装着蓄冰球，球壳是由高密度聚合稀烃硬质材料制成的圆球体，其机械性能和化学性能与蓄冰介质和载冷介质性质相容。目前使用的蓄冰球外征多为 77mm和95mm两种，球壳内充注具有高凝固潜热的相变物质盐水作为蓄冷介质，并把它封装起来。当从制冷机蒸发器出来的低于相变温度的载冷剂（冷冻液）透过蓄冷罐时，蓄冰球将其热量传递给载冷剂，使蓄冷介质结冻蓄冷；当高于相变温度的载冷剂遇过蓄冷罐时，蓄冷球就会吸收载冷剂的热量，把冷量释放给载冷剂使蓄冷介质解冻融化，从而完成蓄冷和释冷过程。 



　　载冷剂是介于制冷剂和蓄冷介质之间，作为冷量传递的中间介质的冷冻液，通常采用的是含乙二醇的水溶液。乙二醇水溶液有个特性，它的凝固点很低并随其浓度不同而变化，浓度越高相变温度越低，在蓄冷循环中为保证冷冻液液体不被固化，乙二醇水溶液的浓度应使其凝固点低于最低蒸发温度。一般用 25％浓度的乙二醇水溶液，其相变温度在-12℃，低于蒸发器-8℃的最低蒸发温度。



　　蓄冰系统的工作过程是由两个并联的蓄冷回路和释冷回路完成的。蓄冷回路（abcd）又称初级回路，主要完成蓄冷功能；释冷或放冷回路（biefghjc）又称次级回路，主要完成释冷或放冷功能。它们的载冷介质为乙二醇水溶准的冷冻液，在次级回路它通过板式换热器与以水为介质的空调用冷冻水分开。整个蓄冰系统的工作循环是在自动控制下完成的。 



　　2．蓄冰系统的工作过程 



　　蓄冰系统的工作过程，有以下四种典型运行工况。 



　　（l）单蓄冷工况：单蓄冷工况是空调终端不需冷量时的运行工况。如写字楼和商务大厦等一般在上夜或下夜电网负荷低落或负荷谷期停止工作不需空调的时候，关闭放冷回路，蓄冷回路投入运行，起全量填谷作用。 



　　此时，次级泵 P2停止运转，三通阀V3的第1通道关闭，以隔断制冷机与次极回路的联系，形成制冷机、蓄冷罐与水泵P1之间的循环。制冷机首先使蓄冷回路的冷冻液降温，直到蓄冷球的相变温度，蓄冷球吸收冷冻液的冷量后蓄冷介质开始发生相变固化结冰。随着冷冻液温度的降低最终到蓄冷球的蓄冷介质完全固化为止，此时冷冻液的降温速度很快，表明蓄冷阶段的结束，从而完成了蓄冷循环。 

单蓄冷循环的路线。 





　　（2）蓄冷和直供冷工况：蓄冷和直供冷工况是空调终端需冷量低于制冷机过冷能力时的运行工况。如歌舞厅、建身房、写字楼、夜总会、商厦、酒楼、车间等，在清晨或午夜前的一段时间常常出现的空调工况。此时，蓄冷回路和放冷回路均投入运行，起部分填谷作用，有较大的填谷能力。 



　　这时，初级泵和次级泵均处于运行状态，三通伐 V3调节第1、2通道的开通状况，以便使第1通道的流量低于初级泵P2通过的流量，多出的部分流经蓄冷罐已进行蓄冷，从而达到制冷机的一部分冷量直供空调，多余的冷量用于蓄冷的目的，使制冷机也得到了充分的利用。 

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