建筑節(jié)能技術(shù)3(制冷)

1、12采暖采暖吸收熱（吸收熱（）不損失熱（不損失熱（）制冷制冷不吸收熱（不吸收熱（）損失熱（損失熱（）圖圖7-1 7-1 制冷和采暖節(jié)能原理的不同制冷和采暖節(jié)能原理的不同3u抑制熱輻射進入室內(nèi)抑制熱輻射進入室內(nèi) 障礙物的存在障礙物的存在 太陽輻射的方向性太陽輻射的方向性 開口部的處理開口部的處理 反射和再輻射反射和再輻射456抑制熱輻射進入室內(nèi)反射和再輻射抑制熱輻射進入室內(nèi)反射和再輻射在窗臺陽臺等地方，容易出現(xiàn)在窗臺陽臺等地方，容易出現(xiàn) 反射和再輻射的問題，可反射和再輻射的問題，可以通過種植樹木和草坪，設(shè)置傾斜坡和集熱器的辦法降以通過種植樹木和草坪，設(shè)置傾斜坡和集熱器的辦法降低反射和再輻射。低反

2、射和再輻射。7u抑制導(dǎo)熱傳熱進入室內(nèi)抑制導(dǎo)熱傳熱進入室內(nèi)隔熱保溫不僅有減輕空調(diào)負(fù)荷的效果，還可以有效防止隔熱保溫不僅有減輕空調(diào)負(fù)荷的效果，還可以有效防止結(jié)露和雪水反滲結(jié)露和雪水反滲8u促進對流熱散失促進對流熱散失910圖圖7-197-19屋頂天窗排氣屋頂天窗排氣和頂棚通風(fēng)口排氣和頂棚通風(fēng)口排氣111213rtrtrtrt14151617保溫層盤管填充層找平層地面層結(jié)構(gòu) .回水總管回水總管 2. .回水管回水管 3. .送水管送水管 4. .銅質(zhì)銅質(zhì) 球閥球閥 5. .Y形過濾器形過濾器 6. .計量表計量表( (熱表熱表) ) 7. .壓力表壓力表 8. .溫度計溫度

3、計 9. .活接頭活接頭 10. .排氣閥門排氣閥門 11. .地?zé)釋拥責(zé)釋?12. .結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)層 13. .分水器分水器 分、集水器示意圖分、集水器示意圖2324252627282930三通閥一級水泵制冷機組空調(diào)機組二級水泵節(jié)流閥冷卻頂板313233343536B一般制冷電能需求的峰值問題：一般制冷電能需求的峰值問題：J在緊張時間段內(nèi)在緊張時間段內(nèi), ,電能費用更加昂貴，且有時電能電能費用更加昂貴，且有時電能需求得不到滿足；需求得不到滿足；J在離峰以外時間，電力需求減少，生產(chǎn)過剩形成浪在離峰以外時間，電力需求減少，生產(chǎn)過剩形成浪費。費。B冰蓄冷系統(tǒng)用于消除用電高峰冰蓄冷系統(tǒng)用于消除用電高峰

4、J將空調(diào)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到峰值以外的時間將空調(diào)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到峰值以外的時間J選擇較小的冷水機獲得最佳選擇較小的冷水機獲得最佳“參差率參差率”J獲得較好的投資回收率獲得較好的投資回收率37 其策略是將用電高峰期的冷負(fù)荷其策略是將用電高峰期的冷負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移全部轉(zhuǎn)移到電力低到電力低谷期。如圖，全天所需冷量谷期。如圖，全天所需冷量B B均由用電低谷或平峰時均由用電低谷或平峰時間所蓄存的冷量供給；即蓄冷量間所蓄存的冷量供給；即蓄冷量A+CA+C等于等于B B，在用電，在用電高峰時間制冷機不運行。高峰時間制冷機不運行。 這樣，全負(fù)荷蓄冷系統(tǒng)需設(shè)置較大的制冷機和蓄冷這樣，全負(fù)荷蓄冷系統(tǒng)需設(shè)置較大的制冷機和蓄冷裝置。雖然

5、，裝置。雖然，運行費用低，但設(shè)備投資高、蓄冷裝運行費用低，但設(shè)備投資高、蓄冷裝置占地面積大置占地面積大，除峰值需冷量大且用冷時間短的建，除峰值需冷量大且用冷時間短的建筑以外，一般不宜采用。筑以外，一般不宜采用。3839404142A.A.融解（凝固）溫度融解（凝固）溫度5588：融解溫度范圍適應(yīng)了空融解溫度范圍適應(yīng)了空調(diào)用制冷設(shè)備的工況，制冷機運行于較高溫度，調(diào)用制冷設(shè)備的工況，制冷機運行于較高溫度，COP較高。較高。B.B.導(dǎo)熱系數(shù)大：導(dǎo)熱系數(shù)大：導(dǎo)熱系數(shù)大使得蓄冷和取冷過程效率高導(dǎo)熱系數(shù)大使得蓄冷和取冷過程效率高C.C.熱容大、融解潛熱大：熱容大、融解潛熱大：可降低蓄冷槽體積?？山档托罾洳?/p>

6、體積。D.D.無毒、無腐蝕性。無毒、無腐蝕性。434445冰盤管（外融冰） 優(yōu)點優(yōu)點 空調(diào)回水與冰直接接觸，空調(diào)回水與冰直接接觸，換熱效果好，取冷快換熱效果好，取冷快 不需要二次換熱裝置不需要二次換熱裝置 缺點缺點 蓄冰槽的蓄冰率低，蓄蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容積大冰槽容積大 盤管外表面結(jié)冰不均勻，盤管外表面結(jié)冰不均勻，易形成水流死角易形成水流死角 需要采取攪拌措施，促需要采取攪拌措施，促進冰的均勻融化進冰的均勻融化舉例：礦泉水瓶中的冰塊舉例：礦泉水瓶中的冰塊冰盤管（內(nèi)融冰） 制冰與融冰的工作過程制冰與融冰的工作過程 制冰循環(huán)制冰循環(huán) 開始制冰時鹵水（通常為乙二醇溶液）流經(jīng)儲冰槽開始制冰時鹵水

7、（通常為乙二醇溶液）流經(jīng)儲冰槽內(nèi)使水凍結(jié)。內(nèi)使水凍結(jié)。 空調(diào)循環(huán)空調(diào)循環(huán) 在空調(diào)循環(huán)時，來自用戶或二次換熱裝置的溫度較在空調(diào)循環(huán)時，來自用戶或二次換熱裝置的溫度較高的載冷劑仍在盤管中循環(huán)，通過盤管換熱將外表高的載冷劑仍在盤管中循環(huán)，通過盤管換熱將外表面冰層自內(nèi)向外逐漸融化進行取冷面冰層自內(nèi)向外逐漸融化進行取冷47冰盤管（內(nèi)部融冰） 優(yōu)點優(yōu)點 盤管外表面融冰均勻，盤管外表面融冰均勻，不易形成水流死角不易形成水流死角 不需要采取攪拌措施，不需要采取攪拌措施，以促進冰的均勻融化以促進冰的均勻融化 缺點缺點 空調(diào)回水與冰間有很薄空調(diào)回水與冰間有很薄的水層，融冰換熱熱阻的水層，融冰換熱熱阻較大較大 多采

8、用細(xì)管、薄冰層蓄多采用細(xì)管、薄冰層蓄冰冰48 空調(diào)回水直接送入盤管表面結(jié)有冰層的蓄冰水槽，使盤空調(diào)回水直接送入盤管表面結(jié)有冰層的蓄冰水槽，使盤管表面上的冰層自外向內(nèi)逐漸融化，故稱外融冰。管表面上的冰層自外向內(nèi)逐漸融化，故稱外融冰。 空調(diào)回水與冰直接接觸，換熱效果好，取冷快，來自蓄空調(diào)回水與冰直接接觸，換熱效果好，取冷快，來自蓄冰槽的供水溫度可低達冰槽的供水溫度可低達11左右。左右。 空調(diào)用冷水直接來自蓄冰槽，故可不需要二次換熱裝置?？照{(diào)用冷水直接來自蓄冰槽，故可不需要二次換熱裝置。 為了使外融冰系統(tǒng)能達到快速融冰放冷，蓄冰槽內(nèi)水的為了使外融冰系統(tǒng)能達到快速融冰放冷，蓄冰槽內(nèi)水的空間應(yīng)占一半，也

9、就是說蓄冰槽的蓄冰率（空間應(yīng)占一半，也就是說蓄冰槽的蓄冰率（IPFIPF）不大于）不大于50%50%，故蓄冰槽容積較大。，故蓄冰槽容積較大。（礦泉水瓶中的冰塊）（礦泉水瓶中的冰塊） 由于盤管外表面凍結(jié)的冰層不均勻，易形成水流死角，由于盤管外表面凍結(jié)的冰層不均勻，易形成水流死角，而使冰槽局部形成永不融化的冰層，故需采取攪拌措施，而使冰槽局部形成永不融化的冰層，故需采取攪拌措施，以促進冰的均勻融化。以促進冰的均勻融化。49 來自用戶或二次換熱裝置的溫度較高的載冷劑（或制來自用戶或二次換熱裝置的溫度較高的載冷劑（或制冷劑）仍在盤管內(nèi)循環(huán)，通過盤管表面將熱量傳遞給冷劑）仍在盤管內(nèi)循環(huán)，通過盤管表面將熱

10、量傳遞給冰層，使盤管外表面的冰層自內(nèi)向外逐漸融化進行取冰層，使盤管外表面的冰層自內(nèi)向外逐漸融化進行取冷，故稱為內(nèi)融冰方式。冷，故稱為內(nèi)融冰方式。 冰層自內(nèi)向外融化時，由于在盤管表面與冰層之間形冰層自內(nèi)向外融化時，由于在盤管表面與冰層之間形成薄的水層，其導(dǎo)熱系統(tǒng)僅為冰的成薄的水層，其導(dǎo)熱系統(tǒng)僅為冰的25%25%左右，故融冰左右，故融冰換熱熱阻較大，影響取冷速率。為了解決此問題，目換熱熱阻較大，影響取冷速率。為了解決此問題，目前多采用細(xì)管、薄冰層蓄冰。前多采用細(xì)管、薄冰層蓄冰。50B制冰與融冰的工作過程J制冰過程制冰過程 密封球體內(nèi)的結(jié)冰過程適是伴隨有相變的導(dǎo)密封球體內(nèi)的結(jié)冰過程適是伴隨有相變的導(dǎo)

11、熱與自然對流的復(fù)雜換熱過程，而且在實際應(yīng)用熱與自然對流的復(fù)雜換熱過程，而且在實際應(yīng)用中又是許多球體堆集在一個圓柱形蓄冷罐內(nèi)，載中又是許多球體堆集在一個圓柱形蓄冷罐內(nèi)，載冷劑從球間流過，球體也有可能在一定范圍內(nèi)自冷劑從球間流過，球體也有可能在一定范圍內(nèi)自由移動，因此，冰球的蓄冷冷結(jié)是很復(fù)雜的三維由移動，因此，冰球的蓄冷冷結(jié)是很復(fù)雜的三維傳熱問題。傳熱問題。J融冰過程融冰過程 相對凍結(jié)過程，冰球的融冰過程更加復(fù)雜一相對凍結(jié)過程，冰球的融冰過程更加復(fù)雜一些，因為融冰過程球中的冰塊是活動的，在發(fā)生些，因為融冰過程球中的冰塊是活動的，在發(fā)生相變的同時，冰塊受浮力作用上下浮動，固液相相變的同時，冰塊受浮力

12、作用上下浮動，固液相界面條件非常復(fù)雜。界面條件非常復(fù)雜。52B在蓄冰槽，因外部形狀均勻，水流阻力最小，且均在蓄冰槽，因外部形狀均勻，水流阻力最小，且均勻吸放熱沒有熱傳死角。勻吸放熱沒有熱傳死角。B球體外部為均勻為圓球體機械，強度最大，適合大球體外部為均勻為圓球體機械，強度最大，適合大型儲冰傳統(tǒng)使用。尤其不凍結(jié)液更換時冰球不因堆型儲冰傳統(tǒng)使用。尤其不凍結(jié)液更換時冰球不因堆集，而擠壓破裂或變形。集，而擠壓破裂或變形。B圓球式設(shè)計于儲冰槽內(nèi)存放密度最高，儲冰容積最圓球式設(shè)計于儲冰槽內(nèi)存放密度最高，儲冰容積最大，相同儲存冷量是圓球式所需儲冰槽最小。大，相同儲存冷量是圓球式所需儲冰槽最小。53版權(quán)所有

13、SINOBARON 2002立式常壓的蓄冰槽立式常壓的蓄冰槽 每個的蓄冰量為每個的蓄冰量為 1000 冷噸小時冷噸小時54版權(quán)所有 SINOBARON 2002 蓄冷蓄冷 制冰過程制冰過程 釋冷釋冷 融冰過程融冰過程 蓄冰槽停用時，與常規(guī)空調(diào)相同蓄冰槽停用時，與常規(guī)空調(diào)相同簡化的系統(tǒng)運行示意圖簡化的系統(tǒng)運行示意圖（只包含制冷主機、蓄冰槽和乙二醇泵）（只包含制冷主機、蓄冰槽和乙二醇泵）55版權(quán)所有 SINOBARON 2002水平埋入式承壓蓄冰槽水平埋入式承壓蓄冰槽 （吊裝中）（吊裝中）56版權(quán)所有 SINOBARON 2002水平承壓槽水平承壓槽 - 每個蓄冰槽蓄冰量每個蓄冰槽蓄冰量 2,50

14、0 冷噸小時冷噸小時57版權(quán)所有 SINOBARON 2002已經(jīng)完成的工程已經(jīng)完成的工程 埋入地下的蓄冰槽埋入地下的蓄冰槽 只有人孔可見只有人孔可見58版權(quán)所有 SINOBARON 2002立式承壓蓄冰槽立式承壓蓄冰槽 - 最小的占用地面面積，滿足用戶最低的高度要求最小的占用地面面積，滿足用戶最低的高度要求59版權(quán)所有 SINOBARON 2002經(jīng)過包裝美化后的蓄冰槽體經(jīng)過包裝美化后的蓄冰槽體 - 麥道飛機公司工廠用以冷卻飛機引擎麥道飛機公司工廠用以冷卻飛機引擎 60版權(quán)所有 SINOBARON 2002在大學(xué)校園的應(yīng)用在大學(xué)校園的應(yīng)用 1600 冷噸小時冷噸小時 199661版權(quán)所有 S

15、INOBARON 2002在蓄冰量為在蓄冰量為 10,000 冷噸小時的冷噸小時的 鋼筋混凝土鋼筋混凝土蓄冰槽蓄冰槽 中進行施工中進行施工62版權(quán)所有 SINOBARON 2002也可以設(shè)計體積很小的長方體蓄冰槽，適應(yīng)特殊的場所也可以設(shè)計體積很小的長方體蓄冰槽，適應(yīng)特殊的場所鋼制長方體蓄冰槽鋼制長方體蓄冰槽 - 蓄冰量蓄冰量 800 冷噸小時冷噸小時 63版權(quán)所有 SINOBARON 2002Cryogel 蓄冰球蓄冰球應(yīng)用于特殊負(fù)荷狀態(tài)工程洛杉磯機場(LAX)三藩市機場 (SFO)和其他5個美國大型機場每個蓄能槽 1,000 冷噸64版權(quán)所有 SINOBARON 2002Cryogel 蓄冰

16、球蓄冰球?qū)⒁延械墓摅w改造為蓄冰槽應(yīng)用于芝加哥市府大樓滿足增加的負(fù)荷總蓄冷量 1,000 到 20,000 冷噸小時65版權(quán)所有 SINOBARON 2002別誤會！這僅僅為了廣告宣傳！別誤會！這僅僅為了廣告宣傳！ 從從1986 年至今，已經(jīng)有年至今，已經(jīng)有1.8億個億個Cryogel蓄冰球應(yīng)用于美國和歐洲蓄冰球應(yīng)用于美國和歐洲.我們的冰球工廠設(shè)在我們的冰球工廠設(shè)在洛杉磯郊區(qū)洛杉磯郊區(qū)66B上述兩種蓄冰裝置其蓄冰層或冰球系一次凍結(jié)完成，上述兩種蓄冰裝置其蓄冰層或冰球系一次凍結(jié)完成，故稱為故稱為靜態(tài)蓄冰。靜態(tài)蓄冰。蓄冰時，冰層凍結(jié)的越厚，制冷機蓄冰時，冰層凍結(jié)的越厚，制冷機的的蒸發(fā)溫度越低蒸發(fā)溫度

17、越低，性能系數(shù)也越低。，性能系數(shù)也越低。B如果控制凍結(jié)冰層的厚度，每次僅凍結(jié)薄層片冰，而如果控制凍結(jié)冰層的厚度，每次僅凍結(jié)薄層片冰，而進行高運轉(zhuǎn)率地反復(fù)快速制冷，則可提高制冷機的蒸進行高運轉(zhuǎn)率地反復(fù)快速制冷，則可提高制冷機的蒸發(fā)溫度（約發(fā)溫度（約-4-4-8-8），比采用冰盤管時提高），比采用冰盤管時提高2 233。片冰滑落式蓄冰裝置就是在制冷機的片冰滑落式蓄冰裝置就是在制冷機的板式蒸發(fā)器板式蒸發(fā)器表面表面上不斷凍結(jié)薄片冰，然后滑落至蓄冰水槽內(nèi)，進行蓄上不斷凍結(jié)薄片冰，然后滑落至蓄冰水槽內(nèi)，進行蓄冷，此種方法又稱為冷，此種方法又稱為動態(tài)制冰。動態(tài)制冰。67制冰蓄冷制冰蓄冷 融冰取冷融冰取冷68

18、697071727374755.水蓄冷系統(tǒng)水蓄冷系統(tǒng) 76工況工況冷 凍冷 凍機機P1P2P3V1v2V3V4v5V6蓄冷蓄冷開開關(guān)關(guān) 開開關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān)開開 關(guān)關(guān)開開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)冷 凍 機 供冷 凍 機 供冷冷開開開開 關(guān)關(guān)關(guān)關(guān) 開開關(guān)關(guān) 開開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)蓄 冷 池 供蓄 冷 池 供冷冷關(guān)關(guān)關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān)開開 關(guān)關(guān)關(guān)關(guān) 關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)冷 凍 機 與冷 凍 機 與蓄 冷 水 池蓄 冷 水 池同時供冷同時供冷開開開開 關(guān)關(guān)開開 開開關(guān)關(guān) 開開關(guān)關(guān)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)7778 并聯(lián)系統(tǒng)79并聯(lián)系統(tǒng) 工況閥V1閥V2閥V3閥V4閥V5制冷機水溫蓄冰槽水溫供水回水供水回水蓄冰關(guān)關(guān)開關(guān)開5.0-1.7制冷機供

19、冷開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān) 5.6 10.6蓄冰槽供冷關(guān)開關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 5.6 10.6制冷機與蓄冰槽同時供冷開開關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 10.6 5.6 10.680并聯(lián)系統(tǒng)從表中可以看出，供冷時可以有三種運行模式： 制冷主機單獨運行制冷主機單獨運行 蓄冰槽單獨供冷蓄冰槽單獨供冷 制冷主機與蓄冰槽聯(lián)合供冷制冷主機與蓄冰槽聯(lián)合供冷81串聯(lián)系統(tǒng)82串聯(lián)系統(tǒng) 工況 閥V1閥V2 閥V3閥V4制冷機水溫蓄冰槽水溫供水回水供水回水蓄冰關(guān)關(guān)開開5.0-1.7制冷機供冷開開關(guān)關(guān) 6.0 11.0蓄冰槽供冷開調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)關(guān) 11.0 11.0 6.0 11.0制冷機與蓄冰槽同時供冷開調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)關(guān) 6.8 11.5 4.0 6.883串聯(lián)系統(tǒng) 串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)一樣，除蓄冷工況蓄冷工況以外，也可以分為： 制冷主機單獨供冷；制冷主機單獨供冷； 蓄冰槽單獨供冷；蓄冰槽單獨供冷； 制冷主機與蓄冰槽聯(lián)合供冷。制冷主機與蓄冰槽聯(lián)合供冷。84制冷機優(yōu)先制冷機優(yōu)先85 蓄冰槽優(yōu)先就是盡量發(fā)揮