第13章-蓄冷技术

水蓄冷系统一般是以普通制冷机作为冷源， 以保温槽为蓄冷装置，加上其他辅助设备、连接 管与控制系统等构成。基本上是在常规空调系统 的基础上，增加蓄冷槽及其辅助设备，是一种最 为简单的蓄冷系统形式。
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一、水蓄冷系统
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n 水蓄冷系统之一 n 原理图及特点
n 开式系统 n 直连 n 水池和冷机可
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Fr
v
g th tl h
v 式中
——水流的平均流速（m/s）；
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宏观效益
n 转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差 n 减少新建电厂投资 n 减少环境污染，有利于生态平衡 n 充分利用有限的不可再生资源
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微观（用户）效益
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鼓励蓄能的政策措施
n 为调动广大末端用户转移高峰用电的积极性，各 地政府出台了分时电价政策（我国通常分为高峰、 平峰和低谷电价），有的还采用减免电力增容费 等政策优惠。
n 按蓄能介质分为 n 水蓄热/冷、冰蓄冷、相变材料蓄能
n 按系统连接关系又分为 n 串联系统、并联系统
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不同蓄能介质的差异
n 水蓄冷/热主要是利用水的显热，蓄存一定冷/热 量时，通常需要较大的体积；但与制冷/热设备的 介质一样，因此系统较简单。
n 冰蓄冷利用冰的溶解热，蓄存一定冷量时，需要 的体积较小，通常是水蓄冷的1/7；但需要采用载 冷剂，如盐水溶液、乙二醇溶液等，且系统较复 杂。
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二、水蓄冷装置 温度分层蓄水罐
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温度分层蓄水罐多罐串联
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隔膜式蓄水罐
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空槽式水蓄冷
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迷宫式蓄水槽
——蓄水槽的冷量释放系数，取84～93%；
aV ——蓄水槽的有效利用率，取95%。
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在蓄水槽容积一定的条件下，为减少蓄水槽 的热损失，应尽量减小其表面积。
3．蓄水槽进水管布置 设计原则是：
控制进出水流最低速度，以维持最大浮力，使 密度大的水在槽的下部流动，而密度小的水则向上 流动。
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冷水机组在夜间时段制冰储存，储存的冷量供次日空 调负荷的应用。图中晚上18点到早上8点的深蓝色区域为制 冰储存的冷量，早上8点到晚上18点的深蓝色区域为用储存
的冰制冷的冷量。
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蓄能系统的分类
n 按蓄存能量温度高低分为 n 蓄热、蓄冷
热器，温差损失稍大 n 水蓄热与水蓄冷系统基本
一致
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蓄存损失主要是指蓄水槽表面热损失和内部 传热损失。
减少蓄水槽表面热损失可以通过加强外表面 的保温措施、减少蓄水槽的表面积和冷冻水的储 存时间来实现。
蓄水槽内部传热损失主要是水与内表面相互 作用、不同温度冷冻水之间的界面传热和混合造 成的。
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n 共晶盐蓄冷是利用固液相变特性蓄冷的一种 蓄冷方式。蓄冷介质主要是由无机盐、水、成 核剂和稳定剂组成的混合物,也称优态盐,目前应 用较广泛的相变温度约8 ℃～9 ℃,相变潜热约 为95kJ / kg。但共晶盐蓄冷在储-释冷过程中换 热性能较差,设备投资也较高,阻碍了该技术的推 广应用。
分别或同时供 冷
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水蓄冷系统之二
n 原理图及特点
n 水池侧开式系 统，负荷侧闭 式系统
n 水池和冷机可 分别或同时供 冷
n 间连，负荷侧 水温稍高
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水蓄冷系统之三 n 原理图及特点
n 冷机和负荷侧闭式系 统
n 水池和冷机串联供冷 n 蓄冷和取冷均通过换
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三、水蓄冷槽的设计
1．蓄水槽设计特殊要求 （1）应该具有很好的保温效果； （2）以控制热流进入蓄水槽的方式来控制浮力
在蓄冷过程中，温水应从槽顶抽出，制备的
冷水从槽底流入；释冷过程则相反，冷水从槽底
抽出至空调用户使用升温后，温水从顶部流入。 （3）应避免低于4℃的水进入蓄水槽，因低于4℃ 的水的密度随温度降低而变小。 （4）一般在蓄水槽的上、下部设有起均流作用的 散流器，使水由水平方向缓慢流入或流出，避免 纵向的扰动和混合。
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2．蓄水槽容积和形状的确定
V
Q
th t j cpaV
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式中 V
Q
——蓄水槽的容积（m）3； ——蓄水槽内可供空调用的冷量（kJ）；
th
——释冷时回水温度（℃）；
tj
——蓄冷时进水温度（℃）；
——水的密度，取1000kg/m3；
cp
——水的定压比热容，取4.187kJ/(kg·K)；
第13章-蓄冷（热）技术
1 概述 2 水蓄冷技术 3 冰蓄冷技术
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1 概述
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蓄能技术原理
所谓蓄能，就是在电力需求低谷时启动 制冷、制热设备，将产生的冷或热储存在某 种媒介中；在电力需求高峰时，将储存的冷 或热释放出来使用，从而减少高峰用电量。 因此，蓄能技术又称为“移峰填谷”。采用 此技术，就可以减少电网的峰谷差，提高电 网的运行效率，少建或缓建电站。
(4) 开发新型蓄冷、蓄热介质。
(5) 发展和完善蓄冷技术理论和工程设计方法。 (6) 建立科学的蓄冷空调经济性分析和评估方法。
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2 水蓄冷技术
水蓄冷是利用水的显热来蓄冷。制冷机尽量 在用电低谷期间运行，制备5～7℃的冷冻水，将 冷量储存起来；在电力高峰期间空调负荷出现时，
将冷冻水抽出来，提供给用户使用。
n 例如，分时电价政策为： n 高峰0.983元，8:00—11:00, 18:00—23:00 n 平峰0.623元，11:00—18:00, 7:00– 8:00 n 低谷0.285元，23:00—7:00
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蓄冷技术的发展方向
(1) 区域性蓄冷空调供冷站。 (2) 冰蓄冷低温送风空调系统。 (3) 开发新型的蓄冷空调机组。