制冷冰蓄冷的基本原理及分类
(1)概述
1)利用峰谷电价,实现晚上冷量预先储存,白天释冷;
2)需要分时电价峰谷比,才可以节省运行费用;
3)冰蓄冷节钱不节能。
(2)冰蓄冷的优势
1转移电力高峰期用电负荷;
2)一般情况蓄冷系统的制冷设备容量小于常规空调系统;
3)制冷设备处于满负荷运行,提高设备利用率和工作效率;
4)可实现大温差制冷,降低水泵及空调箱的运行能耗。
(3)蓄冷系统运行方式
1)全负荷蓄冷
①晚上制冷机开启,进行蓄冷,蓄存白天所有冷量,白天的所需冷量全部由蓄冷装置提供,制冷机组不开启;
②制冷机和蓄冷装置比部分负荷大;
③初投资大,全负荷蓄冷系统的运行费用较低;
④制冷机满负荷运行效率高,蓄冷时,蒸发温度相对于常规主机低,导致制冷系数小;
⑤多用于间歇性的空调场所,如体育馆、影剧院等。
2)部分负荷蓄冷
①晚上制冷机开启,蓄存白天部分冷量,白天冷量由蓄冷装置和冷机共同承担,蓄冷装置和制冷机均开启;
②过渡季节可按照全负荷蓄冷运行,运行费用较全负荷蓄冷高;
③冷机和蓄冰贮槽负荷分配比例,一般蓄冷比例为30%~70%之间;
④双工况主机适应空调和制冰两种工况,其制冷量按不同工况的蒸发温度、冷凝温度和载冷剂的特性分别计算。
(4)蓄冷技术应用场合
1)使用时间内空调负荷大,空调负荷高峰段与电网高峰段重合,且在低谷时负荷小。如办公楼、银行、宾馆、商场、饭店等;
2)建筑物冷热负荷不均衡,如周期性或间歇性使用。如大会堂、影剧院等;
3)使用时间有限,使用时间负荷大。如学校、体育场等;
4)空调逐时负荷峰谷差悬殊,采用常规空调装机容量大,大部分时间处于部分负荷工作,如工厂;
注:常规空调按照小时最大负荷确定,蓄冷空调按照设计日的日负荷(24小时负荷逐时累加)。
5)电力容量或电力供应受到限制;
6)提供低温冷水或低温送风;
7)设置部分应急冷源。如医院、军事等;
8)区域性能源供冷,采用较大温差供冷。
(5)根据蓄冷介质分类
1)冰蓄冷:蓄冷密度大,蓄冷储槽小,冷损耗小(1~3%);可实现低温送风,但蒸发温度低造成COP低,适合短时间需要大量冷量的建筑,如体育馆、影剧院等;
2)水蓄冷:蓄冷密度小,显冷方式,蓄冷储槽大,冷损耗大(5%~10%),水蓄冷时可利用消防水池,但蓄冷、蓄热共用水池时,不可共用消防水池;
3)共晶盐蓄冷:介于水蓄冷和冰蓄冷之间,制冷机蒸发温度较冰蓄冷高,采用相变材料,但蓄冷-释冷过程换热效果差。
注:同一建筑物,采用水蓄冷比冰蓄冷更节能。
(6)分类
①直接蒸发式:制冷剂直接制冰
②间接载冷式:载冷剂直接制冰,如乙二醇水溶液
2)根据制冰方式分类
①静态制冰:制冰和融冰同一位置进行。直膨胀式、盘管式外结冰、封冰式
②动态制冰:制冰和融冰不同位置进行,制冷机和蓄冷储槽独立设置
(7)常用数据:《教材(第三版2018)》P683表4.7-4。
注:结构,制冷机类型及释冷流体。
(8)融冰方式
1)内融冰
①蓄冰时,低温乙二醇溶液进入蓄冰筒将蓄冰筒内水冷却并冻结成冰;
②融冰时,经板式换热器换热后的系统回流的温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器,将蓄冰筒内的冰融化;
③内融冰是二次换热的乙二醇水溶液由里向外融化。
2)外融冰
①蓄冰时,低温乙二醇溶液流经冰槽内的盘管,管外的水冻结成冰;
②融冰时,空调的回水直接融化冰层,使槽内的冰释放出冷能;
③外融冰空调回水12℃直接与冰接触由外向里融化。