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冰蓄冷装置.doc 冰蓄冷装置 原理:在非空调使用时间或利用电力负荷低谷时的电力运转制冷机，将冷能以显热或潜热的方式储存起来，在用电高峰期把储存的冷量释放出来，以满足空调需要冷量的全部或其中的一部分，从而达到转移高峰电力负荷的目的。 特点:1、不用高峰电，减缓电厂和配电设施的建设和投资。 2、由于电的差价，降低空调运行费用。 3、冷冻水水温可降到1— 4?，实现大温差，低温送风空调。 4、空气湿度相对较低，可提高空气品质。 5、具有应急冷源，提高空调可靠性。 注:如蓄冰温度低于0?，管道保温厚度要加厚，防结露。 蓄冰装置的分类: 1、 按是否使用载冷剂可分为制冷剂直接蒸发式和载冷剂循环式。 2、 按结冰方式不同分为静态制冰和动态制冰 3、 按融冰方式不同分为内融冰、外融冰、内外同时融冰。 4、 按制冷剂流程不同分为密闭式和开放式。 1 5、 按蓄冰形式不同分为不完全冰结式、完全冰结式、制冰滑落式、 封装容器式(包括冰球式)、冰泥式、 直接蒸发制冰系统: 1、 静态制冰系统:最常见的是将金属盘管浸在水槽中，制冷剂直 接在盘管内循环吸收水热量，使水温降低，在盘管外 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面形成冰 层。融冰时温度较高的空调回水直接进入保温冰槽，直接和盘管 外冰接触，换热效果好，取冷速度快，其水温可达1?左右，直 接供空调末端用水，故不需要二次换热。 2、 动态制冰系统 ? 板冰机:又称制冰滑落式装置。制冰机(蒸发装置)在水 (冰)槽上方，用水泵将冰槽的水自上向下洒在制冰机的板 状蒸发器表面上，使其结成薄冰层5—9mm(不宜太厚),用 制冰机四通阀换向，将高温气态制冷剂通入蒸发器中放热， 使冰靠自重滑落到冰槽里。 注:制冰时间一般为10—30分，蒸发器通入高温气态制冷剂时 间一般为20—30秒。 ? 冰晶式蓄冷装置:略 载冷剂循环式制冰系统(目前空调用的较广泛为此种方式) 2 1、 盘管式蓄冰装置:载冷剂为体积浓度25,乙烯乙二醇水溶液，盘管浸在水槽中，制冷剂直接在盘管内循环吸收水热量，使水温降低，在盘管外表面形成冰层。融冰方式为外融冰和内融冰两种。 ? 外融冰:用冷冻水泵抽取蓄冰槽中1—2?的冷冻水供空调 使用，然后回水到冰槽内与盘管外的冰直接热交换融冰(融 冰效果好)，释冷量的大小取决于回水温度的高低和流量的 大小。 ? 内融冰:将与空调水换热后的载冷剂通入蓄冰槽盘管内循 环，冰层由内向外融化，槽内水是静止的。根据结冰形式的 不同，内融冰有完全冻结式和不完全冻结式两种不同的融冰 性能。 (1)完全冻结式蓄冰盘管的结冰和融冰过程:在制冰周期内将 蓄冰槽里的水全部冻结成冰。融冰是将与空调水换热后的较高 温度的载冷剂通入蓄冰槽盘管内循环，冰层由内向外融化。 (2)不完全冻结式蓄冰盘管的结冰和融冰过程:在制冰周期结束后，盘管的冰层之间仍有水。在融冰的过程中，由于水的浮力，下面的冰融化的快，变薄，冰层破裂，形成温度均匀的冰水混合物。盘管与浮冰接触换热，同时与接近0?的水对流换热，在设计工况下载冷剂出口温度始终保持稳定。 2、盘管种类 3 ? 导热塑料盘管:管外径为20?，冰层厚约18?，(1)融冰 可为外融冰式，提供稳定的1—2?的冷冻水;(2)可为内 融冰式，采用不完全冻结方式，提供稳定的2—4?的低温载 冷剂或冷冻水;冰槽隔热厚度100?。 ? 蛇形盘管:钢制热镀锌，管外径为26.67?，冰层厚约26?， (1)融冰可为外融冰式。(2)可为不完全冻结内融冰方式。 ? 螺旋盘管:管外径为16?的聚乙烯管，立体布置。冰层厚 约12?，为内融冰式。 ? U型盘管:每片盘管由200根外径为16?的中空耐低温聚 烯烃管组成，管两端与直径50?的集管相连，置于钢制槽体 内，构成整体蓄冰装置。或12片为一组置于混凝土槽里，冰 层厚约10?，融冰为内融冰式。 注:1RT=3.51kW, 1RTh=3.51kWh. 封装容器式蓄冰装置 冷介质封装在球形(蕊芯冰球、冰板)小容器内，将许许多多小球密集放置在密封钢制罐或开式冰槽内。运行时，低温载冷剂在球外空隙流动，带走热量，使球内冷介质结冰。融冰时，来自空调系统的高温载冷剂流过蓄冰罐中的蓄冰单元间隙进行融冰取冷。 4 目前应用普遍的是圆形冰球(PE外壳)和蕊芯冰球(金属外壳)式系统。 圆形冰球性能参数 直 径相变温潜 热重 量换热面数 量冰球类用 途 个/立米 ? 度? kWh/? kg/立米 积? /kWh 型 S27 77 27? 44.5 867 1.0 2550 工业冷 却 AC00 96 0 48.4 560 0.8 1320 空调制 冷 蓄冷模式:一般的公共建筑空调并非全日运行，大约每日10小时左右。 1、 全量蓄冷:制冷机组在用电低谷时蓄冷量为日空调负荷，在 用电高峰期机组停止制冷，由蓄冰装置供空调用全部冷量。 2、 分量蓄冷:日空调冷负荷蓄冷装置只承担部分冷量，另一部 分由制冷主机承担。此种方法经济有效，应用较普遍。 5 ? 制冷主机优先方式:指空调使用时首先利用制冷主机的制冷量 (制冷主机满负荷供冷)。当制冷主机的制冷量不能满足空调负 荷需要时，才用一部分蓄冷装置的冷量。 ? 蓄冷装置优先方式:指空调在使用时，蓄冰装置按事先分配的 供冷能力融冰释冷，不足部分冷量由制冷主机提供。 注:并不是把冰首先融完，而是按事先分配给每小时的融冰量来 控制融冰。 系统流程配置:主要有制冷主机、蓄冰装置、板式换热器、乙二醇泵、 冷冻水泵、冷却水泵、定压装置、自控装置、水管构成制 冷系统与空调末端系统组成。 系统流程:主要是制冷主机与蓄冰装置连接的相互关系。 1、并联流程:制冷主机与蓄冰装置成并联。有以下5种运行模式: ? 制冷蓄冰工况。?边蓄冷边供冷工况。?制冷主机单独 供冷工况。?蓄冰装置单独融冰供冷工况。?制冷主机与 蓄冰装置联合供冷工况 特点:供水温度较高，供回水温差小，不实用于低温送风空调 系统。融冰优先的控制不易实现。 2、串联流程:制冷主机与蓄冰装置成串联。有4种运行模式: 6 ? 制冷主机制冷蓄冰。?制冷主机单独供冷。?蓄冰装置 单独融冰供冷。?制冷主机与蓄冰装置联合供冷。 特点:供水温度低，供回水温差大，实用于低温送风空调系统。 主机优先和融冰优先的控制较易实现。 制冷主机位于蓄冰装置上游串联(最常见的串联形式)。此时 制冷主机出水温度较高，可获得较高的运行效率。但蓄 冰装置位于低温端，故融冰效率较低。 注:该系统适用于融冰性能较好、能保持恒定低温出口温度的蓄冰装置。 制冷主机位于蓄冰装置下游串联。因回水温度较高，可获得较 高的融冰速率。但主机进液温度较低，蒸发温度随之下 降，会影响制冷效率。 注:该方式适用于融冰性能较差、出水温度不稳定的蓄冰装 置。 串、并双循环流程:略 基载主机:系统制冰蓄冷时，若有连续和较大的空调负荷，该另安装 基载主机。它与蓄冰系统并联，单独向空调系统供冷。 7 注: 空调水系统容量较小时，一般不设板式换热器和冷冻水系统， 由乙二醇水溶 直接向空调末端供冷。 设备选型:无论是载冷剂循环式或制冷剂直接蒸发式，都是由制冷系 统、蓄冰装置，空调系统。 注:在载冷剂循环蓄冰制冷系统中，一般采用标准冷水机组。 双工况 最低供冷温COP 容量范围 度 冷水机组 (?) 空调工况 蓄冷工况 (KW) (RT) 往复式 -12,-10 4.1,5.4 2.9,3.9 90,530 25,150 螺杆式 -12,-7 4.1,5.4 2.9,3.9 180,1800 50,500 多级离心式 -6,0 5,5.9 3.5,4.1 700,7000 200,2000 选择制冷主机的因素: ? 容量:应按着制冷机能量分级标准和适用范围选用 ? 效率:一般在制冷工况下的容量大约为额定容量的60,, 70,，还需考虑制冷机的制冷效率。 8 ? 出水温度:考虑制冷主机达到的最低出水温度，一般选双工况主机。 压缩机吸气温度:主机在开始制冰时压缩机的吸气温度较? 高，一般为-2.2?，随着时间的延伸，吸气温度逐渐下降，在最后一个小时可达-12?之多，所以压缩机要有可变的吸气温度。 ? 压缩机的形式: (1) 螺杆式:容积效率高，压力比大，无液击现象，适合 制冰工况。 (2) 离心式:制冰时由于蒸发温度低，压缩机进出口焓差 大，机械圆周速度一般达不到要求，所以不适合制冰工 况。 注:多级离心压缩机可用于制冰工况，一般为三级的。 (3) 蜗旋式:容量小。 (4) 往复式:有液击危险。 (5) 溴化锂吸收式冷水机组:出水温度最低能达4.4?， 不能制冰。， 9 (6) 氨吸收式冷水机组:出水温度太低，可达-46?，设 备不好解决。 工艺要求:略 ? ? 主机选型: (1) 空调、制冷双工况时，首选水冷螺杆式冷水机组。 (2) 若工程较大，单台主机容量要求较大时，用三级离心 式冷水机组。 (3) 若机房在屋顶，单台主机容量较小时，可用风冷螺杆 式冷水机组或热泵机组。 注:用离心式冷水机组时，冷却水的温度和蓄冰装置要慎重考虑。 蓄冰设备的选用原则:一般蒸发温度每下降1?，制冷量会降低2,3,，要注意蓄冰设备对主机供液温度的要求。注意供冷量的要求(冰槽的容积)。出水温度的要求，出水温度为1-2?时，宜用外融冰和动态制冰设备。出水温度为2-4?时，可用不完全冰结式盘管内融冰设备。温度为5?时，一般蓄冰设备均可。释冷率要求不低于(蓄冰装置内实际释冷量与总蓄冷量的比值)90,。 10 蓄冰率IPF(冰槽内制冰量与总水量的比值)越大，冰槽越小。 还有设备运行可靠，操作简单，维修方便。 板式换热器: ? 常规空调系统:冷冻水侧供回温度为7/ 12?，乙二醇进出 口侧温度为3.5/11?. ? 大温差送水常规送风空调系统:冷冻水侧供回温度一般为 5/13?，乙二醇进出口侧温度一般为3.5/11?。 ? 大温差低温送风系统:冷冻水侧供回温度一般为(3.5-4) /13?，乙二醇进出口侧温度一般为2.2/11?。 载冷剂:一般为25,30 ,(质量比)乙二醇水溶液，25 ,乙二醇 水溶液的相变温度-10.7?， 30 ,乙二醇水溶液的相变温度 -14.1?。 乙二醇系统补液装置:?高位水箱式。?高位水箱低位(水箱、泵) 补液式。?落地膨胀水箱(定压罐、泵)补液式。 低温送风系统: 常温空调系统送风温度为12,16?，低温空调系统送风温度为 4,10?。 11 送风温度? 空调系统类型 冷媒温度? 范 围 名 义 值 常温空调系统 12,16 13 7 9,11 10 4,6 低温空调系统 6,8 7 2,4 ?5 4 ?2 低温送风的优点:降低系统设备费用，减少建筑投资费用，降低设 备运行成本，提高空调系统供冷能力。 冰槽与制冷主机的配置形式:串联配置，保证共给温度始终稳定的低 温流体，得到较大的供回水温差。当采用盘管外融冰系统、不 完全冰结式内融冰系统、动态制冰系统为冷源时，将制冷主机 置于上游，提高主机的制冷效率。 外融冰、不完全冰结式内融 冰、动态制冰系统容易达到低温送风的供水要求，是低温送风 系统常选用的蓄冰方式。 室内参数:低温送风可保证35,45 , 的室内相对湿度，比常温送 风系统低10,15 ,。 注:室内相对湿度下限约为30 ,，低于此数值对舒适性和人体 健康产生负面影响。 12 风管的保温:低温送风系统风管表面积比常规的少15,40 ,，但管壁两侧的温差较常规系统大30,60 ,，所以风管的保温要加厚，防止冷量损失。 低温送风系统的末端方式: 1、 直接送风系统:无末端装置(末端风伐)，低温送风口，单 风道变风量系统，适用于超市、厂房等大开间场合。 2、 单风道变风量系统:单风道变风量末端装置为圆筒型，低温 送风口，有末端风伐，当有室内温差时，VAV控制器自动调节 末端风伐，控制一次风进风量调节温度。适用于区域温度需 单独控制、标准层高的场合。 3、 串联变风量系统:串联变风量末端装置，普通送风口。当有 室内温差时，通过末端风伐调节一次风的风量来满足负荷变 化。末端风机与一次风串联，风机处于全开的状态，风机风 量始终大于一次风量，形成室内再循环风，提高送风温度， 改善气流组织。适用于区域温度需单独控制、层高较高和换 气次数要求较高的场合。 4、 并联变风量系统:并联变风量末端装置，低温送风口。当有 室内温差时，通过调节末端风伐改变一次风的风量满足负荷 变化。末端风机与一次风并联，通常供冷情况下风机不开， 13 只在供冷最小风量时和供热时方启动风机，使室内风再循环，适用于区域温度需单独控制的场合。 、 双风机变风量系统:双风机变风量末端装置，普通送风口。5 一台末端风机替代末端风伐吸取来自组合式空调器处理后的次风，另一台风机用于室内二次回风，混合后送到空调区域，有效地提高了送风温度。当有室内温差时，控制器无极调节一次风和室内循环风的风量进行调节。适用于区域温度需单独控制、层高较高和换气次数要求较高的场合。气流组织好，运行节能。 14