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1、文章来源 毕业论文网 土木工程毕业论文-两种储冰优点之结合文章来源 毕业论文网 摘要： 以节能的观点而言，储冰系统系一项值得采纳的系统；但是，其功能也 绝非完全的可靠。因此，瑞士 DELROC AG 公司，目前发展出了一套混合式（hybrid）的 储冰系统。这种机种系传统直接溶冰式与间接溶冰式系统的整合。此项设计将可弥补传统 功能之不足。 关键词： 储冰系统 直接 间接 溶冰式 以节 能的观点而言，储冰系统系一项值得采纳的系统；但是，其功能也绝非完全的可靠。因此， 瑞士 DELROC AG 公司，目前发展出了一套混合式（hybrid）的储冰系统。这种机种系传 统直接溶冰式与间接溶冰式系统的整合
2、。此项设计将可弥补传统功能之不足。 如今，许多产业制程皆需求恒温与高效能的冷却过程，譬如在：食品 业、饮料业及制药业（pharmaceuticals）等环境。但是，这一类的制程作业通常系在每日的 某个时段进行。因此，为减少在电力尖峰时段的制程成本，许多业者已改用储冰系统来储 备冷冻能力。 储冰系统的原理简单而言，即是藉相变潜能（phase- changeenthalpy）的释放原理，将储冰槽内的冰水转变为冰，然后在制程来临时，利用储冰 槽内的储冰来吸收制程排出来的热，藉此达到制程冷却的目的。 制 冰/储冰作业一般系在电力负载的离峰时段（off-peak period）进行。目的在于利用离峰时段
3、 的经济电力，来储备尖峰时段（on-peakperiod）所需之冷冻能力。至于，设计尖峰时段所 需之冷冻吨系一项专门的技术。 效能 （Performance） 每一种产业会根据其制程所需，选用某特定型态的储冰系统。在选择 的依据中，储冰槽的出水温度的恒温性系一项非常重要的考虑因素。 一般而言， 直接溶冰式储冰系统（direct ice storage systems）的特 点是，当回水（load water）进入储冰槽之后，其系以直接接触到储冰的方式与储冰作热交 换。至于， 间接溶冰式储冰系统（indirect systems） ，则是藉由安置于储冰槽内的热交换 器盘管，来间接的与槽内的储冰作
4、热交换。在间接溶冰式系统中，乙二醇（glycol）与水的 混合液（俗称卤水）是热交换器所使用之冷媒。 直接溶冰式储 冰系统的运作系 根据外部溶冰原理（external melting principle） 来进行。所谓外部即是， 当回水流过储冰时，冰块系由其（外部）表面先开始溶化。此种系统的制冰与溶冰过程皆 系靠各自的独立循环系统来执行。在这种设计中，制冰功能（charging）系藉管式或板式 （tubular or flat）热交换器内的冷媒直膨蒸发作用（direct evaporation）来达到盘管外的结 冰效果。至于热交换器的安置位置，则是被浸泡于储冰槽的槽水中。在制冰过程中，初形 成
5、之冰层会附着于热交换器的管壁上，然后冰层越积越厚；这种制冰方式的储冰系统被称 之为 an ice builder storage system.在溶冰时（discharging） ，带有制程热的回水会拂过冰块的 表面，将热能传导给冰块，以达到排热的功能。这种排热方式有几项优点：（a）溶冰量大、 （b）出水温度稳定、 （c）运转费用低。 危机 （Danger） 但是， 直接溶冰式储冰系统依然有其缺点，譬如：（a）必须由有 经验者安装、 （b）冷媒的泄漏机率大、 （c）槽体容易生锈腐蚀。此外，由于溶冰量难以掌 握，因此造成储冰量难以预估，也是一项缺失。 通常，在白天起动 冰水机来制冰是不经济的运作
6、决策。但是，Silo 厂牌的储冰系统（又名 ice harvester）系一 款在白天使用的系统。此机种属于直接溶冰式系统，其运作方式是让预冷过的冰 （pre-cooled water）循环至板状或圆筒状蒸发器（ flat orcylindrical evaporator）的表面上，文章来源 毕业论文网 此蒸发器的安置位置是在储冰槽的上端。当冰层在蒸发器表面上逐渐增大而形成冰块时， 一种机械式的刮刀或一种热气装置，会使冰块脱离蒸发器表面而掉落至下方一个盛满冰水 （也即回水） 的储槽里，然后浸于冰水中的冰块会实时的冷却回水。另一种 Silo 的机种 系采用外部溶冰原理（external melt
7、ing） 的设计，其系采用使用乙二醇（glycol）的热交 换器来取代直膨式蒸发器（direct evaporator） 。这种热交换器的材质为一则塑料或金属。 在运作时，从制程端循环归来的回水，同样的也是藉开放式回路（an open circuit）进入储 冰槽内，然后以直接接触储冰的方式与储冰作热交换。 由于直接 溶冰式储冰系统（directice storage systems）的溶冰量大，外加其回水温度的恒温性 高；因此，采用外部溶冰原理的直接溶冰式储冰系统，系工业冷却制程时常采用 的系统。这种系统也有逐渐被采用于区域性空调作业（district cooling） 。 间接溶冰式储冰系
8、统的运作系根据内部溶冰原理（internal melting principle） 。所谓内部即是，因为储冰系附着于热交换器的盘管表面，当其吸收了盘 管表面上的热之后，系从（内部）附着面开始溶化。这种系统具有一个封闭式循环系统 （closed circuit） ，其执行制冰（charging or ice formation） 与溶冰 （discharging or ice melting） 两项功能。这种使用乙二醇（glycol）与水作为循环液的循环系统，会与另一 个（或一组）从属循环系统（也即水循环系统， asecondary circuit）作热交换，以完成热 交换的过程。此系统的储冰槽
9、（the Fafcotype）系仰赖摄氏-5的卤水或 brine，在塑料材 质的热交换器内蒸发循环，以达成制冰的效果。在制冰时，热交换器系发挥蒸发器的功 能。在溶冰时，已与附属循环系统行过热交换的暖卤水会循环回热交换器，藉由管壁将热 能传递给储冰，以达成溶冰的效果。此时，接近热交换器盘管周围的冰层会先溶化。在溶 冰时，热交换器则系发挥冷凝器的功能。 间接溶冰式储冰系统 的优点为：（1）储冰密度高、 （2）再制冰过程简单、 （3）冷媒需求量少、 （4）系统可由水 电工安装。其缺点包括：（a）溶冰量会持续渐减、 （b） 当溶冰过程持续之，储冰槽出水 温度会渐升。 间接溶冰式储冰系统的另一个特点即是，当储冰 系统在执行溶冰时，预冷过之空气会从储冰槽的底部被置入，然后藉空气来搅拌槽内的冰 水，以提升冰水温度的均衡性 。藉此，储冰槽的出水温度可始终保持在摄氏 3左右。
