冰蓄冷空调系统介绍冰蓄冷空调的基本概念空调系统不需要能量或用能量小的时间内将能量储存起来,在空调系统需求大量的冷量时,就是利用蓄冰设备在这时间内将这部分能量释放出来根据使用对象和储存温度的高低,可以分为蓄冷和蓄热结合电力系统的分时电价政策,以冰蓄冷系统为例,在夜间用电低谷期,采用电制冷机制冷,将制得冷量以冰(或其它相变材料)的形式储存起来,在白天空调负荷(电价)高峰期将冰融化释放冷量,用以部分或全部满足供冷需求每千克水发生°C的温度变化会向外界吸收或释放千卡的热量,为显热蓄能;而每千克C冰发生相变融化成C水需要吸收千卡的热量,为潜热蓄能很明显,同一物质的潜热蓄能量相变温度大大高于显热蓄能量C温差,因此采用潜热蓄能方式将大大减少介质的用量和设备的体积冰蓄冷空调系统主要就是利用水结成冰的潜热进行工作冰蓄冷系统的分类冰蓄冷的种类很多,归纳起来有以下常用的几种:(°)完全冰结式;(2)优待盐式;(3)冰球、蕊心冰球工;(4)制冰滑落式;(5)热管式;(6)冰晶、冰片式;(7)冰盘管式;(8)供冷蓄冷双效机等等冰蓄冷系统的运行方式制冰方式多种多样,仅日本各厂商生产的蓄冰制冰设备的形式就有30多种之多,但归纳起来无非是两种,即静止制冰与动态制冰;运行方法有以下两种:(°)全蓄冷式,蓄冰时间与空调时间完全分开,夜间用电谷值期间,制冷机用于制冰,一般采用静止型制冰,当冰层厚度达到设定值时便停机,设定厚度值由电脑预测第二天负荷用冷量来控制,在白天空调开始运行后的用电高峰值期间,水与冰换热,冰水用于空调,制冰机不运行,这种系统制冰器要承担全部负荷,多数用于间歇性的空调场合,如体育馆、影剧院、写字楼,商业建筑等。
但制冰器要求容量大,初投资费用高;(2)半蓄冰式:在用谷值期间,制冰机用于蓄冰制冰到家行,在白天里,一部分负荷由蓄冰器承担,另一部分则由制冰机看接负担,这种方式可由下面三种方法运行:冰水并联系统,这种系统中空调器只需一个盘管,空调期间,冷媒不直接送入空调器而是在另一组蒸发器中蒸发,制成冰水再泵入制冰器中与冰换热,进一步冷却成低温冷水,再送入空调器盘管使用,蓄冰器与制冰水蒸发器回路是并联的;冰媒并联系统,这种系统的空调器中有两个盘管,用电“谷值”期间,制冷机冷媒送入蓄冰器制冰空调期间,制冰机冷媒送入空调器一个盘管直接蒸发,而蓄冰器中的冰水则送入另一个盘管,蓄冰器与空调器中的冷媒回路是并联的;压缩机辅助系统,这种系统全部冷媒均进入蓄冰器,这种系统不仅夜间制冰,在空调高峰期间也是一边融冰,一边继续制冰,这种系统初投资省,但因昼夜制冰,始终维持较低的蒸发温度,故耗电量较大,与以上两种方法相比,因其系统简单,初投资省而得到最普遍的青睐与应用冰蓄冷系统的工作模式冰蓄冷系统的工作模式是指系统在充冷还是供冷,供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行,以满足供冷负荷的要求,常用的工作模式有如下几种:(1)机组制冰模式在此种工作模式下,通过浓度为25的%乙二醇溶液的循环,在蓄冰装置中制冰。
此间,制冷机的工作状况受到监控,当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭2)制冰同时供冷模式当制冰期间存在冷负荷时,用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要,乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度一般情况下,这部分的供冷负荷不宜过大,因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的,因此,只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用,就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷3)单制冷机供冷模式:在此种工作模式下,制冷机满足空调全部冷负荷需求出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置,而直接流至负荷端设定温度有机组维持4)单融冰供冷模式:在此工作模式下,制冷机关闭回流的乙二醇溶液通过融化储存在蓄冷装置内的冰,被冷却至所需要的温度在全部蓄冷运行策略下,融冰供冷是基本的运行方式它的运行费用是最低的,但是要求有足够大的蓄冷装置的容量,初投资费用会较大5)制冷机与融冰同时供冷:在此工作模式下,制冷机和蓄冰装置同时运行满足负荷需求按部分蓄冷运行策略在较热季节需要采用该种工作模式,才能满足供冷要求该工作模式又分成两种情况,即机组优先和融冰优先。
冰蓄冷在当代制冷空调事业中有着极其广阔的发展前景,冰蓄冷低温送风空调将成为九十年代和世纪集中空调的“主流”系统归纳起来有以下三个大冲,蓄冰产品一定要逐步国产化,就是向国外购买专昨,组织在国内声产;将蓄冰空调系统积极推向高效率化,降低系统耗电率,提高性能系数;使用上安全、故障少、维护方便建立区域性蓄冷空调供冷站九十年代乃至21世纪冰蓄冷空调的发展趋势应是建立冰蓄冷区域性空调低温供冷站,这种供冷站可根据区域空调负荷的大小,而建立大中、小三种类型的供冷站,采用微电脑全自动控制,应用十分方便这类方式的供冷,不需使用冷媒,保护环境、占地较小,使用灵活、安装及运行费和低廉等优点目前区域供冷空调,对有意向减低空调成本的建设业主及管理人员来说,无疑是一个最好的选择因此,无论是从省钱节地或保护环境等方面来看,就蓄冷区域供冷是当代空调发展的趋势随着冰蓄冷供冷向小型的、分层的、家庭式的方向发展,微型冰蓄冷机将进入行驶万户,造福于人类应用蓄冷空调技术的意义蓄冷系统就是在不需要冷量或冷量少的时间(如夜间),利用制冷设备在蓄冷介质中的能量转移,进行蓄冷,并将此冷量用在空调或工艺用冷高峰期蓄冷空调的实质是:将制冷机组用电高峰时的运行时间转移到用电低谷期运行,从而达到削峰填谷的目的,并利用峰谷电价差实现其较高的经济性。
蓄冷空调系统全部或部分地将制冷主机的负荷自白天转移至夜间的特性,称为蓄冷空调系统的“负荷平移”效应在能源消费逐渐增加的情况下,应用蓄冷空调技术具有较大的社会效益和经济效益,主要表现在如下几个方面:O削峰填谷、平衡电力负荷改善发电机组效率、减少环境污染减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费改善制冷机组的运行效率空调的制冷机组运行时,其效益随着负荷的变化而变化,因此,具有蓄冷的空调系统,可根据空调负荷的大小使机组处在最佳的效益下运行蓄冷空调系统特别适用于负荷比较集中变化比较大的场所应用蓄冷空调技术,可扩大空调区域使用面积亦即蓄冷空调系统适合于改扩建空调工程适合于应急设备所处的环境,使用应急蓄冷系统可大大减少对应急能源的依赖提高系统的可靠性综上所述,蓄冷空调技术在未来具有广阔的发展前景,今后我们要不失时机地抓住机遇继续加强与扩大与外国蓄冷设备厂的合作国产的蓄冷空调要向低成本、高效率、全自动化方向发展,使国内蓄冷空调应用建立在吸收众多技术优点的基础上。