冰蓄冷是将水制成冰储存冷量,它是潜热蓄冷的一种方式。当压力保持不变时,物质在相变过程中保持恒定温度并吸收或释放热量,通常把这个温度称为相变温度(即溶解温度或凝固温度),把吸收或释放的热量称相变潜热。在常压下,水的相变温度为0℃,相变潜热为335kJ/kg,所以,和水相比,冰的单位体积蓄冷量要大得多。因此,在满足同样冷负荷时,蓄冰槽容积要比蓄水槽容积小得多。但是,蓄冰槽的容积并不是都用于蓄冰,常用制冰率来表示蓄冰槽中冰所占的份额(所谓制冰率IPF,即蓄冰槽内制冰的容积与冰槽容积的比值)。目前各种蓄冰设备,其IPF约在20%70%之间。由于水的比热容为4.19kJ/kg,设水蓄冷的供回水平均温差为10℃;和水蓄冷相比,蓄冰槽的容积只有水蓄冷的1/52/3。因此,可大大减少蓄冰槽的体积。也正是这种特点,极大促进了树上鸟教育暖通设计杜老师冰蓄冷技术的推广和应用。冰暖通家族蓄冷系统流程图见图
由于水的相变温度为0℃,为使蓄冷槽中的水结成冰制冷机必须提供-3~-9℃℃的不冻液,这比常规空调用的冷冻水温度要低得多,因此,必须使用特定的冷水机组。目前,市场上推出的双工况主机就能满足这种要求,它既可以在常规的空调工况下制取冷冻水,也可以在特定的制冰工况下制冰。供制冰用的不冻液可分为两类:一类是用于直接蒸发制冰的制冷剂,如氨、氟利昂等;另一类是作为二次冷媒的载冷剂,如乙二醇水溶液及其他含盐类水溶液。前者常用于人工冰场等而后者则常用于空调蓄冷工程中,
在国内外工程中应用较多的是内融冰蓄冰系统及封装冰蓄冰系统,其他蓄冰系统相对应用较少。
该系统也称直接蒸发式冰蓄冷系统或冷媒盘管式冰蓄冷系统,其制冷系统的蒸发器直接放在蓄冰槽内,如图12-9所示。蓄冷时,制冷剂在发器盘管内流过盘管外表面结冰,结冰厚度一般为25~90mm。释冷时,从空调或工艺设备回流的冷冻水进入蓄冰槽,将蒸发盘管外表面的冰融化成温度较低的冷冻水,经换热设备将冷量送入空调系统,或直接供给低温送风空调系统。蓄冷槽一般做成开式,为了使树上鸟教育暖通设计杜老师槽内盘管表面结冰均匀,需另设气泵向槽内鼓气泡或用螺旋桨搅拌。
该蓄冷方式由食品冷冻行业中的乳品冷却设备改造发展而成。由于温度较高的冷冻水回水与冰直接接触可以在较短时间内制出大量的低温冷冻水,因此,特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所,如一些工业加工过程及低温送风空调系统使用。因采用外融冰方式,若蓄存的冰没有融完而再度制冰,则只能在未融的冰层上制冰。由于冰层的热阻较大,从而增加制冷设备的耗电量。另外,树上乌教育暖通设计杜老师采用螺旋桨搅拌器或空气泵鼓气泡搅拌,既增加耗电量:同时,向水中长时间送入空气,会加速盘管的腐蚀。因此,在常规蓄冷空调系统中,很少采用此暖通家族系统。
该系统也称为完全冻结式冰蓄冷系统,是由沉浸在充满水的贮槽中的盘管构成的换热设备,如图12-7所示当充冷时,从冷水机组制出的低温乙二醇水溶液(或称二次冷媒)进人蓄冰筒盘管内循环,使管外的水结成冰(蓄冰筒中的水可以完全结成冰)。释冷时,从空调负荷端回流的温度较高的乙二醇水溶液也进入蓄冰筒盘管内循环,将盘管外表面的冰逐渐融化;同时,树上鸟教育暖通设计杜老师乙二醇水溶液的温度下降重新供给用户使用。与外融冰方式不同,内融冰系统在充冷、释冷过程中,温度较高的乙二醇水溶液和温度较低的乙二醇水溶液均在盘管内流动,而蓄冰槽内的水静止不动。与外融冰方式相比,内融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循环时,在盘管外表面可能产生剩余冰,引起传热效率下降,以及盘管表面结冰厚度不均匀等不利因素。另外,内融冰系统为闭式循环,对系统的防腐及静压问题的处理都较为简便、经济。所以,内融式冰蓄冷系统在空调工程中应用较多,
该系统常见的蓄冰槽形式有Calmac公司的蓄冰筒和Fafco 公司的蓄冰槽两种,度较低的乙二醇水溶液均在盘管内流动,而蓄冰槽内的水静止不动。与外融冰方式相比,内融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循环时,在盘管外表面可能产生剩余冰,引起传热效率下降,以及盘管表面结冰厚度不均匀等不利因素。另外,内融冰系统为闭式循环,对系统的防腐及静压问题的处理都较为简便、经济。所以,内融式冰蓄冷系统在空调工程中应用较多,
该系统常见的蓄冰槽形式有Calmac公司的蓄冰筒和Fafco 公司的蓄冰槽两种,封装冰蓄冷系统是将注入蓄冷介质–水(或有机盐溶液)的蓄冷容器密集地放置在蓄冰槽中,由制冷机制出的。二次冷媒(乙二醇水溶液)流经蓄冷容器,使蓄冷容器内的树上鸟教育暖通设计杜老师水(或有机盐溶液)结冰来蓄存冷量。该系统的工作原理类似于完全冻结式蓄冷系统,见
封装冰蓄冷系统按蓄冷容器的外形结构可分为三种:冰球、冰板和蕊芯冰球。这三种产品的代表性厂家为法国的Cristopia(冰球)、美国的Carrier(冰板)和原电力部杭州华源公司(蕊芯冰球)。另外,北京的西冷工程有限公司也生产冰球式蓄冰设备。目前,冰球和蕊芯冰球式蓄冰系统应用较为普遍。
该系统又称为动态制冰机系统,其基本组成是以制冰机作为制冷设备,以保温槽作为蓄冷设备,如图12.11。制冰机安装在蓄冰槽的上方,由若干块平行板组成制冰机的蒸发器。循环水泵不断地将蓄冰槽中的水抽出并喷洒到蒸发器上,当水遇到冰冷的发器表面之后,便结成一层薄冰。待冰达到一定厚度(通常为3~6.5mm)时,制冰设备中的换向阀切换,压缩机的排气直接进入树上鸟教育暖通设计杜老师蒸发器而加热板面,使冰脱离蒸发器并依靠自身的重量落人蓄冰槽。如此往复,直至蓄冰结束。融冰时,从空调负荷端流回的温度较高的冷冻水进入蓄冰槽,将槽内的冰融化成温度较低的冷冻水,供系统使用。
进入蓄冰槽,将槽内的冰融化成温度较低的冷冻水供系统使用。制冰滑落式系统需配置专用制冰机,制成的薄片冰或冰泥可在极短时间内融化并且从负荷端回流的冷冻水直接与冰接触,可提供较低温度的冷冻水,特别适用暖通家族于工业过程及渔业冷冻冰晶式蓄冷系统是将水与乙二醇或丙二醇的混合溶液降至冻结点温度以下,使其产生冰晶。冰晶是极细小的冰粒与水的混合物,其形成过程类似于雪花,自结晶核以三维空间向外生长而成,生成后成为一种淤浆状的液冰,可以用泵输送。该系统需使用专门生产冰晶的制冰机和特殊设计的发器。蓄冷时,从蒸发器出来的冰晶送至蓄冰槽内蓄存;释冷时,冰粒与水的混合溶液被直接送到空调负荷端使用,升温后回到蓄冰槽,将槽内的冰晶融化成水,完成释冷循环,混合液中,由于冰晶的颗粒细小且数量很多,因此与水的接触换热面积很大,冰晶的融化速度较快,可以适应负荷急剧变化的场合,冰晶式蓄冷系统和其他系统相比较,此系统的制冰过程在主机处,而不在蓄冰筒内且制冰过程中含有冰晶的混合溶液不断流动。随着制冷时间的延长,树上鸟教育暖通设计杜老师其含冰率越来越大。当含冰率达到60%时,输送混合液的阻力急剧增加。因此,该系统不能太大,蓄冰能力较小,适用于小型空调系统