69蓄冷剂_制冷与低温技术原理
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制冷与低温技术原理
蓄冷剂
带蓄冷的间接冷却
蓄冷剂
正常制冷模式：制冷机→载冷剂→被冷却对象
蓄冷模式：制冷机→载冷剂→蓄冷剂
蓄冷剂供冷模式：蓄冷剂→载冷剂→被冷却对象
制冷机（蒸发器）
被冷却对象
载冷剂
蓄冷剂
用电低谷：0.3¥/kW ∙h 用电高峰：0.55¥/kW ∙h
蓄冷剂的定义冷量的贮存介质
显热蓄冷
例如水
利用蓄冷剂的温度变化显热蓄能，贮能密度[kJ/m3]低，蓄冷器占据空间大。
潜热蓄冷
例如冰
利用液-固相变的潜热蓄冷，贮能密度[kJ/m3]高，可以减小蓄冷器尺寸，而且冷能的贮存与释放过程在恒温下进行，故是普通制冷应用中理想的蓄冷方式。
常见潜热蓄冷剂
溶质溶质的质量分数共晶点温度，℃共晶冰的熔化潜热，kJ/kg
氨NH 3
0.33-100175
0.57-873100.81-92290氯化钡BaCl 2
0.22-7.5/蔗糖0.62-14.5/氯化钙CaCl 20.32-55212氯化钠NaCl 0.23-21235硫酸钠
0.04
-1.2
335
水-冰
共晶冰（盐水、醇类、烯醇类溶液）
某些共晶物质(水溶液)的共晶点和熔化潜热
蓄冰系统运行模式
V2
制冷机组蓄冰示意图
制冷机组
蓄冰罐
乙二醇泵
冷冻泵
板换
用户V4
V1
V3制冷机蓄冰在空调系统不运行的时间段（如：夜间），制冷机自动转换为蓄冰工况：关闭V2、V4阀门，开启V1、V3阀门，使得乙二醇溶液在制冷机和蓄冰罐之间循环。随着制冰时间的延长，乙二醇温度逐步降低，在管外完成要求冰量的冻结。
蓄冰罐供冷当需要蓄冰罐通过融冰提供冷量，制冷机停止运行，但是作为系统的通路。通过乙二醇泵将乙二醇溶液送入蓄冰罐，经过降温后的乙二醇溶液进入板换换热。关闭阀门3，为了控制进入板换的乙二醇温度，将V2、V1阀门设为调节状态。通过调节V1、V2来调节此处流量分配
制冷机组
蓄
冰罐乙二醇泵
冷冻泵
板换
用户
V4
V2
V1
蓄冰罐供冷示意图
V3
制冷机供冷为维持较高的制冷效率，当制冷机需直接加入制冷时，按空调工况运行。乙二醇溶液在制冷机和板换之间循环，系统关闭V1和V3、V4，开启V2阀门。通过板换降温后的冷冻水向用户供冷。
制冷机组供冷示意图
制冷机组
蓄冰罐
乙二醇泵
冷冻泵
板换用户
V4
V2
V1
V3
制冷机、蓄冰罐联合供冷为了满足空调高峰期时的用冷量，乙二醇溶液经过两次降温，即乙二醇溶液先经过制冷机进行一次降温，然后经过蓄冰罐进行二次降温。所以乙二醇溶液在板换前后的温差达到7℃。为了控制进入板换的乙二醇溶液温度，调节V2、V1阀门来达到目的。
制冷机组
蓄冰罐乙二醇泵
冷冻泵
板换
用户
V4
V2
V1
通过调节V1、V2来调节此处流量分配
制冷机组联合蓄冰罐供冷示意图
换热表面结冰，冰不流动，结冰一融冰过程在同一处反复进行通过间歇地或连续地剥离出冰片或冰粒并与液体混合，可以流动。
静态制冰
动态制冰
制冰方式
制冰用换热器壁面
水（蓄冷用）
不冻液
融冰过程—界面减少—制冰过程—界面增
大—不冻液冰水（蓄冷用）
制冰过程水（蓄冷用）小罐壁面冷却用、二次侧用不冻液小罐壁面冷却用二次侧用不冻液融冰过程冷却用、二次侧用不冻液小罐壁面界面加热用制冷剂（液体管）水（蓄冷、二次侧用）制冰过程喷水口制冰用换热器（蒸发器）冷却用制冷剂（气体管）
制冰用换热器（蒸发器）换热器（冷疑器）冰喷水口制冰用换热器（蒸发器）冷却用制冷剂（气体管）喷水口剥离制冰过程