第七章 載冷和蓄冷

1、第7章載冷與蓄冷概念概念載冷劑：載冷劑：在間接冷卻在間接冷卻系統(tǒng)中用以系統(tǒng)中用以蓄冷劑：蓄冷劑：第二制冷劑第二制冷劑Secondary Refrigerant冷量的中冷量的中間介質(zhì)間介質(zhì)傳遞傳遞貯存貯存間接冷卻：間接冷卻：以載冷劑或蓄冷劑為中間介質(zhì)，利用制冷機(jī)將以載冷劑或蓄冷劑為中間介質(zhì)，利用制冷機(jī)將載冷劑或蓄冷劑冷卻，再以它們作為用冷場所的冷源，使載冷劑或蓄冷劑冷卻，再以它們作為用冷場所的冷源，使被冷卻對象冷卻。被冷卻對象冷卻。直接蒸發(fā)冷卻直接蒸發(fā)冷卻：將制冷機(jī)的蒸發(fā)器直接安裝在用冷將制冷機(jī)的蒸發(fā)器直接安裝在用冷場所，使被冷卻對象冷，用制冷劑為冷源直接與被場所，使被冷卻對象冷，用制冷劑為冷源

2、直接與被冷卻對象熱交換。冷卻對象熱交換。概念概念采用載冷劑的優(yōu)點：采用載冷劑的優(yōu)點：將制冷系統(tǒng)集中在機(jī)房安裝，將制冷系統(tǒng)集中在機(jī)房安裝，減小制冷劑的充灌量；載冷劑熱容大，易于保持減小制冷劑的充灌量；載冷劑熱容大，易于保持恒溫；冷量容易分配和控制；恒溫；冷量容易分配和控制；缺點：缺點：系統(tǒng)更加復(fù)雜；增大了被冷卻對象與制冷系統(tǒng)更加復(fù)雜；增大了被冷卻對象與制冷劑間的溫差，需要較低的蒸發(fā)溫度。劑間的溫差，需要較低的蒸發(fā)溫度。蓄冷劑的作用：蓄冷劑的作用：在無用冷需求或用冷需求量少時將制冷在無用冷需求或用冷需求量少時將制冷機(jī)產(chǎn)出的冷量貯存起來，而當(dāng)需要用冷或冷量需求量大機(jī)產(chǎn)出的冷量貯存起來，而當(dāng)需要用冷或

3、冷量需求量大時再將貯存的冷量釋放出來，以提供全部的冷量需求時再將貯存的冷量釋放出來，以提供全部的冷量需求(制冷機(jī)不工作制冷機(jī)不工作)或補(bǔ)充制冷機(jī)產(chǎn)冷量的不足?；蜓a(bǔ)充制冷機(jī)產(chǎn)冷量的不足。7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.1 對載冷劑性質(zhì)的要求對載冷劑性質(zhì)的要求 (1)無毒、不可燃、無刺激性氣味、化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣壓無毒、不可燃、無刺激性氣味、化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣壓力下不分解、不氧化、不改變其物理、化學(xué)性質(zhì)。力下不分解、不氧化、不改變其物理、化學(xué)性質(zhì)。 (2)在使用溫度范圍內(nèi)呈液態(tài)。它的凝固點應(yīng)低于制冷機(jī)的蒸在使用溫度范圍內(nèi)呈液態(tài)。它的凝固點應(yīng)低于制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度，沸點

4、應(yīng)遠(yuǎn)高于使用溫度。發(fā)溫度，沸點應(yīng)遠(yuǎn)高于使用溫度。 (3)密度小、粘度小、傳熱性好、比熱容大。這樣可以使載冷密度小、粘度小、傳熱性好、比熱容大。這樣可以使載冷系統(tǒng)的液體循環(huán)量少，流動阻力小，消耗的泵功少，并可減小系統(tǒng)的液體循環(huán)量少，流動阻力小，消耗的泵功少，并可減小熱交換器的尺寸。熱交換器的尺寸。 (4)腐蝕性小。腐蝕性小。 (5)價格便宜。價格便宜。保持液態(tài)，不揮發(fā)；對設(shè)備無腐蝕，對保持液態(tài)，不揮發(fā)；對設(shè)備無腐蝕，對人體無危害；載冷能力強(qiáng)；輸送耗功小人體無危害；載冷能力強(qiáng)；輸送耗功小7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.2 常用的傳統(tǒng)載冷劑常用的傳統(tǒng)載冷劑 (1)水水集中

5、式空氣調(diào)節(jié)中，水是最適宜的載冷劑。機(jī)房的冷水機(jī)集中式空氣調(diào)節(jié)中，水是最適宜的載冷劑。機(jī)房的冷水機(jī)組中產(chǎn)生出組中產(chǎn)生出7左右的冷水，送到建筑物房間的末端冷卻左右的冷水，送到建筑物房間的末端冷卻設(shè)備設(shè)備(風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管)中，供房間空調(diào)降溫使用。冷水還可以直中，供房間空調(diào)降溫使用。冷水還可以直接噴入空氣，實現(xiàn)溫度和濕度調(diào)節(jié)。水的冰點為接噴入空氣，實現(xiàn)溫度和濕度調(diào)節(jié)。水的冰點為0，所，所以只適用于載冷溫度在以只適用于載冷溫度在0以上的使用場合。以上的使用場合。 (2)無機(jī)鹽水溶液（無機(jī)鹽水溶液（ Brine ） 無機(jī)鹽水溶液有較低的凝固點溫度，適合在中、低溫制冷無機(jī)鹽水溶液有較低的凝固點溫度，適合在

6、中、低溫制冷裝置中載冷。最廣泛使用的是：裝置中載冷。最廣泛使用的是： 氯化鈣氯化鈣(CaCl2)水溶液水溶液 氯化鈉氯化鈉(NaCI)水溶液：水溶液：可用于直接接觸食品冷藏可用于直接接觸食品冷藏 氯化鎂氯化鎂(MgCI2)水溶液水溶液無機(jī)鹽水溶液對金屬有較強(qiáng)腐蝕性無機(jī)鹽水溶液對金屬有較強(qiáng)腐蝕性水、無機(jī)鹽水溶液、有機(jī)液或有機(jī)液的水溶液鹽水溶液的相圖鹽水溶液的相圖溶液區(qū)冰+溶液區(qū)晶體鹽+飽和溶液區(qū)固體區(qū)(冰+晶體鹽)7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑析冰線A-B-E析鹽線E-F-G共晶濃度 wE共晶點 EAGEBTETEwwF共晶溫度 TE7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載

7、冷劑與蓄冷劑7.1.2 常用的傳統(tǒng)載冷劑常用的傳統(tǒng)載冷劑在配制鹽水溶液載冷劑時，在配制鹽水溶液載冷劑時，鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過其共晶質(zhì)量鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過其共晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)。否則，不僅要否則，不僅要多消耗鹽多消耗鹽，而且溶液密度增大使輸送過，而且溶液密度增大使輸送過程的阻力和程的阻力和泵的功耗增大泵的功耗增大，凝固點溫度還反而升高。配制溶，凝固點溫度還反而升高。配制溶液的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)值只要滿足使其對應(yīng)的析冰溫度液的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)值只要滿足使其對應(yīng)的析冰溫度比制冷劑的比制冷劑的蒸發(fā)溫度低蒸發(fā)溫度低58即可即可。Cacl2、NaCl和和Mgcl2水溶液的共水溶液的共晶溫度分別是晶溫度分別是-55、-21和

8、和-34。鹽水溶液的密度和比熱容都比較大，因此傳遞一定的冷量所鹽水溶液的密度和比熱容都比較大，因此傳遞一定的冷量所需鹽水溶液的需鹽水溶液的體積循環(huán)量較小體積循環(huán)量較小。鹽水溶液。鹽水溶液具有腐蝕性具有腐蝕性，尤其，尤其是略呈酸性的稀鹽水溶液，在使用條件又是與空氣相接觸的是略呈酸性的稀鹽水溶液，在使用條件又是與空氣相接觸的情況下，對金屬的腐蝕性很強(qiáng)。為此，必須采取緩蝕措施：情況下，對金屬的腐蝕性很強(qiáng)。為此，必須采取緩蝕措施：在鹽水溶液中添加緩蝕劑。緩蝕劑通常采用二水鉻酸鈉在鹽水溶液中添加緩蝕劑。緩蝕劑通常采用二水鉻酸鈉(Na2Cr2O7-2H2O)溶液，其添加比例為溶液，其添加比例為1.52.0

9、 gL。(2)無機(jī)鹽水溶液無機(jī)鹽水溶液7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.2 常用的傳統(tǒng)載冷劑常用的傳統(tǒng)載冷劑1)甲醇、乙醇和它們的水溶液甲醇、乙醇和它們的水溶液 甲醇的冰點為甲醇的冰點為-97，乙醇的冰點為，乙醇的冰點為-117，可以用在，可以用在低溫載冷中低溫載冷中。它們的。它們的純液體密度和比熱容都比鹽水小純液體密度和比熱容都比鹽水小。甲醇比乙醇的水溶液粘性稍大一些，它。甲醇比乙醇的水溶液粘性稍大一些，它們的流動性都比較好。甲醇和乙醇都具有揮發(fā)性和可燃性，所以使用中要們的流動性都比較好。甲醇和乙醇都具有揮發(fā)性和可燃性，所以使用中要注意防火。特別是當(dāng)機(jī)器停止運行、系

10、統(tǒng)處于室溫條件下時，更要格外小注意防火。特別是當(dāng)機(jī)器停止運行、系統(tǒng)處于室溫條件下時，更要格外小心。心。2)乙二醇、丙二醇和丙三醇水溶液乙二醇、丙二醇和丙三醇水溶液丙三醇丙三醇(甘油甘油)是極穩(wěn)定的化合物，無毒，其水溶液對金屬無腐蝕，可以與是極穩(wěn)定的化合物，無毒，其水溶液對金屬無腐蝕，可以與食品直接接觸，是很好的載冷劑。乙二醇和丙二醇水溶液的特性相似，它食品直接接觸，是很好的載冷劑。乙二醇和丙二醇水溶液的特性相似，它們的共晶溫度可達(dá)們的共晶溫度可達(dá)-60左右左右(對應(yīng)的共晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為對應(yīng)的共晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6左右左右)。它們的。它們的比比重和比熱容較大重和比熱容較大，溶液粘性較大，略有毒性，但無

11、危害。，溶液粘性較大，略有毒性，但無危害。3)純有機(jī)液體純有機(jī)液體純有機(jī)液體如二氯甲烷、三氯乙烯和其他氟利昂液體。它們的凝固點很低，純有機(jī)液體如二氯甲烷、三氯乙烯和其他氟利昂液體。它們的凝固點很低，可低達(dá)可低達(dá)-100左右甚至更低，可以用做低溫載冷劑。這類載冷劑的特點是左右甚至更低，可以用做低溫載冷劑。這類載冷劑的特點是密度大、粘度小、傳熱性好、比熱容大。密度大、粘度小、傳熱性好、比熱容大。 (3)有機(jī)載冷劑有機(jī)載冷劑7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.3 傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.3 傳統(tǒng)的

12、蓄冷劑（共晶冰）傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）對相變蓄冷材料性能的要求對相變蓄冷材料性能的要求： 具有較高的相變潛熱。具有較高的相變潛熱。相變潛熱大，只需較少的相變潛熱大，只需較少的蓄冷材料和較小的蓄冰槽容積就能儲存相同的冷量。蓄冷材料和較小的蓄冰槽容積就能儲存相同的冷量。 具有合適的相變溫度。具有合適的相變溫度。對空調(diào)蓄冷系統(tǒng)而言，要對空調(diào)蓄冷系統(tǒng)而言，要求相變溫度在求相變溫度在58，以便制冷主機(jī)在空調(diào)工況下，以便制冷主機(jī)在空調(diào)工況下高效運行。對于低溫工業(yè)蓄冷而言，需要根據(jù)生產(chǎn)工高效運行。對于低溫工業(yè)蓄冷而言，需要根據(jù)生產(chǎn)工藝對冷源溫度的要求，在保證運行效率的前提下，選藝對冷源溫度的要求，在保證運行

13、效率的前提下，選擇具有相應(yīng)相變溫度的蓄冷材料。擇具有相應(yīng)相變溫度的蓄冷材料。 相變溫度保持恒定。相變溫度保持恒定。相變蓄冷材料在結(jié)冰的過程相變蓄冷材料在結(jié)冰的過程中，應(yīng)始終保持一定的凝固溫度，以使制冷機(jī)組的運中，應(yīng)始終保持一定的凝固溫度，以使制冷機(jī)組的運行工況穩(wěn)定和提高結(jié)冰率。同樣，在融冰的過程中，行工況穩(wěn)定和提高結(jié)冰率。同樣，在融冰的過程中，也需要穩(wěn)定的熔解溫度，這樣有利于控制輸出冷量的也需要穩(wěn)定的熔解溫度，這樣有利于控制輸出冷量的大小。大小。7.1 7.1 傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.3 傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）對相變蓄冷材料性能的要求對相變蓄冷材料性能

14、的要求： 過冷度小。過冷度小。有些蓄冷材料在冷卻的過程中有些蓄冷材料在冷卻的過程中,當(dāng)溫度下當(dāng)溫度下降到其冰點時，并不會立即發(fā)生相變結(jié)冰，而是繼續(xù)保持降到其冰點時，并不會立即發(fā)生相變結(jié)冰，而是繼續(xù)保持液相狀態(tài)，直到溫度降至冰點以下某一溫度（即過冷溫液相狀態(tài)，直到溫度降至冰點以下某一溫度（即過冷溫度），才開始出現(xiàn)結(jié)晶，這種現(xiàn)象稱為度），才開始出現(xiàn)結(jié)晶，這種現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象過冷現(xiàn)象。過冷度。過冷度越大，需要越低的蒸發(fā)溫度，導(dǎo)致制冷機(jī)組的效率降低。越大，需要越低的蒸發(fā)溫度，導(dǎo)致制冷機(jī)組的效率降低。 具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)和密度。具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)和密度。導(dǎo)熱系數(shù)大，有利于減導(dǎo)熱系數(shù)大，有利于減小蓄冷釋冷

15、時的溫度梯度和傳熱溫差；密度大，有利于小蓄冷釋冷時的溫度梯度和傳熱溫差；密度大，有利于減小蓄冷槽容積。減小蓄冷槽容積。 無相分離現(xiàn)象。無相分離現(xiàn)象。相分離是指共晶冰在加熱熔化時，相分離是指共晶冰在加熱熔化時，一部分鹽從溶液中析出而不再溶于水，在溶液中形成濃度一部分鹽從溶液中析出而不再溶于水，在溶液中形成濃度梯度甚至沉淀下來，使蓄冷材料液相和固相的化學(xué)組成發(fā)梯度甚至沉淀下來，使蓄冷材料液相和固相的化學(xué)組成發(fā)生改變的現(xiàn)象。出現(xiàn)相分離的蓄冷材料，經(jīng)過反復(fù)多次凝生改變的現(xiàn)象。出現(xiàn)相分離的蓄冷材料，經(jīng)過反復(fù)多次凝固熔解循環(huán)過程后就會老化變質(zhì)而失效。固熔解循環(huán)過程后就會老化變質(zhì)而失效。 7.1 7.1 傳

16、統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑7.1.3 傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）傳統(tǒng)的蓄冷劑（共晶冰）對相變蓄冷材料性能的要求對相變蓄冷材料性能的要求： 具有較大的比熱具有較大的比熱，以提供額外的顯熱效果。，以提供額外的顯熱效果。 相變過程體積變化小相變過程體積變化小，以使盛裝容器結(jié)構(gòu)簡，以使盛裝容器結(jié)構(gòu)簡化。化。 滿足一定的化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)滿足一定的化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)：相變蓄冷材料應(yīng)該具：相變蓄冷材料應(yīng)該具有高穩(wěn)定性，不發(fā)生分解，對構(gòu)件材料無腐蝕作有高穩(wěn)定性，不發(fā)生分解，對構(gòu)件材料無腐蝕作用，無毒性、不燃、無爆炸性。用，無毒性、不燃、無爆炸性。 成本低廉，量大易得成本低廉，量大易得。實際上，獲取滿足全部要求的相變蓄冷材料

17、是非實際上，獲取滿足全部要求的相變蓄冷材料是非常困難的。因此，工程領(lǐng)域中應(yīng)首先考慮具有合常困難的。因此，工程領(lǐng)域中應(yīng)首先考慮具有合適的相變溫度和較大的相變潛熱的蓄冷材料，然適的相變溫度和較大的相變潛熱的蓄冷材料，然后再采取一定措施改善其他熱物理性能。后再采取一定措施改善其他熱物理性能。7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展7.2.1 流態(tài)冰流態(tài)冰流態(tài)冰流態(tài)冰(Flo-Ice) 是具有流動性的冰。它由微小的冰晶組成，每粒冰晶的尺是具有流動性的冰。它由微小的冰晶組成，每粒冰晶的尺寸很小。流態(tài)冰用專門設(shè)備寸很小。流態(tài)冰用專門設(shè)備流態(tài)冰生成器流態(tài)冰生成器制取。冰晶在流態(tài)冰

18、生成器制取。冰晶在流態(tài)冰生成器的冷卻表面形成，并且可以脫落。脫落的冰晶再與一定量的水及不凍液混的冷卻表面形成，并且可以脫落。脫落的冰晶再與一定量的水及不凍液混合，用該混合物作為載冷流體。它可以用泵輸送。流態(tài)冰看上去有如漿狀，合，用該混合物作為載冷流體。它可以用泵輸送。流態(tài)冰看上去有如漿狀，因而也稱為漿狀冰（因而也稱為漿狀冰（ice-slurry ）。）。現(xiàn)在，用流態(tài)冰載冷的間接冷卻現(xiàn)在，用流態(tài)冰載冷的間接冷卻產(chǎn)品正在獲得推廣。國外的這類產(chǎn)品正在獲得推廣。國外的這類產(chǎn)品，載冷溫度從產(chǎn)品，載冷溫度從-4至至-40，容量從容量從3 kw到到MW級范圍，已成級范圍，已成功地應(yīng)用于空氣調(diào)節(jié)、冷凍冷藏功地

19、應(yīng)用于空氣調(diào)節(jié)、冷凍冷藏柜、食品加工、工業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)柜、食品加工、工業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)域。魚類、蔬菜、水果等可以通域。魚類、蔬菜、水果等可以通過在流態(tài)冰中浸冷實現(xiàn)快速保質(zhì)過在流態(tài)冰中浸冷實現(xiàn)快速保質(zhì)處理。此外，流態(tài)冰載冷在醫(yī)學(xué)、處理。此外，流態(tài)冰載冷在醫(yī)學(xué)、化工、科研等領(lǐng)域也有專門的應(yīng)化工、科研等領(lǐng)域也有專門的應(yīng)用。用。7.2.1 流態(tài)冰流態(tài)冰載冷劑水或鹽水利用液體的顯熱載冷，而流態(tài)冰載冷還可以利載冷劑水或鹽水利用液體的顯熱載冷，而流態(tài)冰載冷還可以利用冰的潛能載冷。因而，與水或鹽水相比，流態(tài)冰載冷有以下用冰的潛能載冷。因而，與水或鹽水相比，流態(tài)冰載冷有以下優(yōu)點：優(yōu)點： (1)單位載冷能力大單位載冷能

20、力大，故可以減少載冷劑的循環(huán)量，使載冷，故可以減少載冷劑的循環(huán)量，使載冷劑循環(huán)泵的容量和耗功明顯減小。流態(tài)冰既可載冷又可蓄冷。劑循環(huán)泵的容量和耗功明顯減小。流態(tài)冰既可載冷又可蓄冷。蓄冷時，同樣蓄冷能力所需的蓄冷器尺寸小。蓄冷時，同樣蓄冷能力所需的蓄冷器尺寸小。 (2)流態(tài)冰載冷劑的流態(tài)冰載冷劑的輸送管道尺寸明顯減小輸送管道尺寸明顯減小，所以管道和隔，所以管道和隔熱設(shè)施費用少。熱設(shè)施費用少。 (3)用冷場所的冷卻器用流態(tài)冰循環(huán)，其用冷場所的冷卻器用流態(tài)冰循環(huán)，其進(jìn)出口溫差小，冷進(jìn)出口溫差小，冷卻溫度分布均勻卻溫度分布均勻。 (4)冷卻器內(nèi)流態(tài)冰相變冷卻器內(nèi)流態(tài)冰相變(融化融化)換熱，換熱，表面?zhèn)?/p>

21、熱系數(shù)大表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，可以，可以減小冷卻器的尺寸。實用情況表明：它與制冷劑直接蒸發(fā)的熱減小冷卻器的尺寸。實用情況表明：它與制冷劑直接蒸發(fā)的熱交換器尺寸相近。交換器尺寸相近。7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展7.2.2 環(huán)保型制冷與載冷系統(tǒng)環(huán)保型制冷與載冷系統(tǒng)7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展圖圖7-4是丹麥技術(shù)研究所（是丹麥技術(shù)研究所（DTI）研究的商業(yè)制冷系統(tǒng)，裝備在研究的商業(yè)制冷系統(tǒng)，裝備在超市的制冷裝置上。它的制冷超市的制冷裝置上。它的制冷系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用NH3CO2復(fù)疊式制冷復(fù)疊式制冷循環(huán)。氨單級壓縮制冷為高溫循環(huán)。

22、氨單級壓縮制冷為高溫子系統(tǒng)，二氧化碳單級壓縮制子系統(tǒng)，二氧化碳單級壓縮制冷為低溫子系統(tǒng)。氨制冷機(jī)產(chǎn)冷為低溫子系統(tǒng)。氨制冷機(jī)產(chǎn)生冰晶，用流態(tài)冰做載冷劑，生冰晶，用流態(tài)冰做載冷劑，它是冰、水、乙醇的混合物。它是冰、水、乙醇的混合物。商場普通制冷溫度要求的冷卻商場普通制冷溫度要求的冷卻設(shè)備，用設(shè)備，用-10流態(tài)冰間接冷卻；流態(tài)冰間接冷卻；低溫低溫-30的冷卻設(shè)備用二氧化的冷卻設(shè)備用二氧化碳直接蒸發(fā)冷卻。流態(tài)冰還用碳直接蒸發(fā)冷卻。流態(tài)冰還用于冷卻二氧化碳子系統(tǒng)的冷凝于冷卻二氧化碳子系統(tǒng)的冷凝器。器。實例實例1 DTI研究的商業(yè)制冷裝置研究的商業(yè)制冷裝置圖圖7-4 DTI研究的商業(yè)制冷裝置研究的商業(yè)制冷

23、裝置載冷系統(tǒng)載冷系統(tǒng)7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展7.3 7.3 蓄冷蓄冷蓄冷目的：蓄冷目的： (1)解決供求雙方在時間、強(qiáng)度和地點上不同步的矛盾解決供求雙方在時間、強(qiáng)度和地點上不同步的矛盾例如鐵路冷藏車上：用鹽水冰蓄冷，公路冷藏車：用共晶冰冷板蓄冷，例如鐵路冷藏車上：用鹽水冰蓄冷，公路冷藏車：用共晶冰冷板蓄冷，缺點是：增加車的自重；溫度控制精度難以保證；蓄冷使用時間受到限缺點是：增加車的自重；溫度控制精度難以保證；蓄冷使用時間受到限制，或冷量不足或冷量浪費，使用有諸多不便。制，或冷量不足或冷量浪費，使用有諸多不便。 (2)移峰填谷移峰填谷建筑空調(diào)是最大的

24、用電設(shè)備之一。高峰季節(jié)建筑空調(diào)是最大的用電設(shè)備之一。高峰季節(jié)(夏季夏季)其用電量占到建筑物總其用電量占到建筑物總用電量的一半以上?？照{(diào)蓄冷是實現(xiàn)用電移峰填谷、平衡城市供電、減用電量的一半以上?？照{(diào)蓄冷是實現(xiàn)用電移峰填谷、平衡城市供電、減小制冷機(jī)的裝機(jī)容量和節(jié)省運行費用的重要手段。小制冷機(jī)的裝機(jī)容量和節(jié)省運行費用的重要手段。 (3)享受分時電價政策，節(jié)省運行費用享受分時電價政策，節(jié)省運行費用隨著現(xiàn)代化高層建筑的發(fā)展和空調(diào)應(yīng)用的普及，空調(diào)制冷用電急劇增加，隨著現(xiàn)代化高層建筑的發(fā)展和空調(diào)應(yīng)用的普及，空調(diào)制冷用電急劇增加，同時不同季節(jié)之間、晝夜之間的用電量差異越來越大，使得電業(yè)部門承同時不同季節(jié)之間、

25、晝夜之間的用電量差異越來越大，使得電業(yè)部門承受的供電壓力日益繁重。為了削減晝夜之間電網(wǎng)供電的峰谷差，改善供受的供電壓力日益繁重。為了削減晝夜之間電網(wǎng)供電的峰谷差，改善供電狀況，很多國家和地區(qū)都實行了分時電價政策，以鼓勵多使用夜間電狀況，很多國家和地區(qū)都實行了分時電價政策，以鼓勵多使用夜間(用用電低谷期電低谷期)的電力，為業(yè)主降低運行費用。峰谷電價比可以達(dá)到的電力，為業(yè)主降低運行費用。峰谷電價比可以達(dá)到6：1，美，美國有的地區(qū)甚至國有的地區(qū)甚至20：1，重慶為，重慶為4.5：1。7.3 7.3 蓄冷蓄冷蓄冷目的：蓄冷目的：目前，國內(nèi)多數(shù)地區(qū)實施的分時電價方案時間段的化分是：目前，國內(nèi)多數(shù)地區(qū)實施

26、的分時電價方案時間段的化分是：高峰段高峰段 10：0012：00、18：0022：00，共，共6 h；平段平段 8：0010：00、12：0018：00、22：0024：00，共，共10 h；低谷段低谷段 0：008：00，共，共8 h。（峰（峰6平平10谷谷8）重慶實施的分時電價方案時間段的劃分是：重慶實施的分時電價方案時間段的劃分是：尖峰段：尖峰段：19：00-21：00 （1.5元、元、1.08元）元） 7、8、12、1月份尖峰電價在平段電價基礎(chǔ)上上浮80%， 其他月份上浮60%； 高峰段高峰段 8：00-12：00，21：00-23：00，共，共6 h； 高峰電價在平段電價基礎(chǔ)上上浮高

27、峰電價在平段電價基礎(chǔ)上上浮60%；（；（1.35元、元、0.96）平段平段 7：00-8：00，12：00-19：00 ，共共8 h；低谷段低谷段 23：00-次日次日7：00 ，共，共8 h。（。（0.34，0.24） 低谷時段電價在平段電價基礎(chǔ)上下浮低谷時段電價在平段電價基礎(chǔ)上下浮60% （尖（尖2峰峰6平平8谷谷8） 重慶商業(yè)電價重慶商業(yè)電價0.843元元，工業(yè)電價，工業(yè)電價0.6017.3 7.3 蓄冷蓄冷蓄冷類型：蓄冷類型：按蓄冷溫度分按蓄冷溫度分高溫空調(diào)蓄冷：高溫空調(diào)蓄冷：蓄冷溫度蓄冷溫度015低溫工業(yè)蓄冷：低溫工業(yè)蓄冷：0以下以下按蓄冷載體分按蓄冷載體分顯熱蓄冷：顯熱蓄冷：如水蓄

28、冷，貯能密度低，蓄冷器占據(jù)空間大；如水蓄冷，貯能密度低，蓄冷器占據(jù)空間大；但是制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度高，能效比冰蓄冷高，初投資小。但是制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度高，能效比冰蓄冷高，初投資小。相變潛熱蓄冷：相變潛熱蓄冷：冰蓄冷、共晶鹽蓄冷、氣體水合物蓄冷冰蓄冷、共晶鹽蓄冷、氣體水合物蓄冷由于相變過程是一近似等溫過程由于相變過程是一近似等溫過程, 相變潛熱比顯熱大得相變潛熱比顯熱大得多多, 使相變蓄冷具有蓄冷密度高、易與運行系統(tǒng)匹配、使相變蓄冷具有蓄冷密度高、易與運行系統(tǒng)匹配、易控制等優(yōu)點易控制等優(yōu)點, 因此往往成為蓄冷系統(tǒng)的首選形式。但因此往往成為蓄冷系統(tǒng)的首選形式。但制冷系統(tǒng)要在蓄冰工況運行，蒸發(fā)溫度低，

29、能效低，初制冷系統(tǒng)要在蓄冰工況運行，蒸發(fā)溫度低，能效低，初投資大。投資大。PCM：phase change materials 相變材料相變材料7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.1 空調(diào)蓄冷空調(diào)蓄冷空調(diào)蓄冷方式空調(diào)蓄冷方式水蓄冷水蓄冷冰蓄冷：冰蓄冷：冰、冰冰、冰+水、水、蓄冰球、共晶鹽、氣體蓄冰球、共晶鹽、氣體水合物、相變微膠囊等水合物、相變微膠囊等空調(diào)蓄冷系統(tǒng)的節(jié)能：空調(diào)蓄冷系統(tǒng)的節(jié)能：1.從空調(diào)系統(tǒng)入手，針對冰蓄冷的高品從空調(diào)系統(tǒng)入手，針對冰蓄冷的高品位冷能利用，從空調(diào)系統(tǒng)整體考慮提高位冷能利用，從空調(diào)系統(tǒng)整體考慮提高能效和降低投資及建筑造價，并改善室能效和降低投資及建筑造價，并改善室內(nèi)空氣

30、品質(zhì)和舒適度。內(nèi)空氣品質(zhì)和舒適度。2.從蓄冷本身考慮，開發(fā)相變溫度較高從蓄冷本身考慮，開發(fā)相變溫度較高的蓄冷介質(zhì)，使制冷機(jī)蓄冷工況與空調(diào)的蓄冷介質(zhì)，使制冷機(jī)蓄冷工況與空調(diào)工況相適應(yīng)。新的冷蓄介質(zhì)有氣體水合工況相適應(yīng)。新的冷蓄介質(zhì)有氣體水合物、相變微膠囊、潛熱微乳液（物、相變微膠囊、潛熱微乳液（Latent heat microemulsion），以及采用潛熱），以及采用潛熱與顯熱混合蓄冷方式。與顯熱混合蓄冷方式。蓄冰球（直徑蓄冰球（直徑75mm） 在日本在日本, 75%的空調(diào)系統(tǒng)采用水蓄的空調(diào)系統(tǒng)采用水蓄冷冷, 25%的空調(diào)系統(tǒng)采用了冰蓄冷。的空調(diào)系統(tǒng)采用了冰蓄冷。兩者各有特點。前者的缺點是蓄

31、冷兩者各有特點。前者的缺點是蓄冷密度較小密度較小; 后者的缺點是制冷機(jī)的后者的缺點是制冷機(jī)的COP較低。較低。7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.1 空調(diào)蓄冷空調(diào)蓄冷7.3 7.3 蓄冷蓄冷空調(diào)蓄冷原理空調(diào)蓄冷原理冰蓄冷系統(tǒng)冰蓄冷系統(tǒng)7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展冰蓄冷系統(tǒng)冰蓄冷系統(tǒng)7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展點擊演示點擊演示冰蓄冷實例冰蓄冷實例7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展美國加州公共設(shè)施中心冰蓄冷節(jié)能示范工程：美國加州公共設(shè)施中心冰蓄冷節(jié)能示范工程：2層層2656平方米建平方米建

32、筑面積，筑面積，VAV+冰蓄冷冰蓄冷+變頻水泵變頻水泵+變頻風(fēng)機(jī)變頻風(fēng)機(jī)+低溫送風(fēng)低溫送風(fēng)+蒸發(fā)冷凝蒸發(fā)冷凝器代替冷卻塔器代替冷卻塔+熱泵，熱泵，30%節(jié)能效果節(jié)能效果冰蓄冷實例冰蓄冷實例7.2 7.2 環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展環(huán)保要求下載冷技術(shù)的新發(fā)展浙江大學(xué)紫金港校區(qū)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)浙江大學(xué)紫金港校區(qū)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 中央空調(diào)采用區(qū)域供冷冰蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)面積總計約中央空調(diào)采用區(qū)域供冷冰蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)面積總計約16萬平方米。目前投入運行萬平方米。目前投入運行3臺臺550RT、2臺臺320RT雙工況冷水機(jī)組，設(shè)計蓄冰裝置超過雙工況冷水機(jī)組，設(shè)計蓄冰裝置超過12000RTH。7.3 7.3 蓄冷蓄

33、冷7.3.2 水蓄冷水蓄冷水蓄冷是利用水蓄冷是利用37的低溫水蓄冷，屬顯熱蓄冷。這種方式的低溫水蓄冷，屬顯熱蓄冷。這種方式不需要特殊的機(jī)器設(shè)備，只是在建筑物的地下室建造一個防不需要特殊的機(jī)器設(shè)備，只是在建筑物的地下室建造一個防滲水、保溫的蓄冷水池，故投資費用省，維修量少。其主要滲水、保溫的蓄冷水池，故投資費用省，維修量少。其主要缺點是：蓄冷密度低，需要龐大的蓄冷水池，占用建筑空間缺點是：蓄冷密度低，需要龐大的蓄冷水池，占用建筑空間大；水池必須在使用現(xiàn)場制作，水池的防滲水與保溫處理麻大；水池必須在使用現(xiàn)場制作，水池的防滲水與保溫處理麻煩；使用中冷量損失大，泵功耗大。煩；使用中冷量損失大，泵功耗大

34、?？梢岳酶邔咏ㄖ?nèi)的可以利用高層建筑內(nèi)的消防水池作為蓄冷水槽。消防水池作為蓄冷水槽。 一個設(shè)計合理的水蓄冷系統(tǒng)應(yīng)通過維持盡可能大的蓄水溫差一個設(shè)計合理的水蓄冷系統(tǒng)應(yīng)通過維持盡可能大的蓄水溫差并防止冷水與熱水的混合來獲得最大的蓄冷效率。因此水蓄并防止冷水與熱水的混合來獲得最大的蓄冷效率。因此水蓄冷的主要理論與設(shè)計問題是蓄冷水池中冷的主要理論與設(shè)計問題是蓄冷水池中冷水與回流熱水之間冷水與回流熱水之間的分隔設(shè)計的分隔設(shè)計。在水蓄冷技術(shù)中，關(guān)鍵問題是蓄冷罐的結(jié)構(gòu)形。在水蓄冷技術(shù)中，關(guān)鍵問題是蓄冷罐的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能式應(yīng)能防止所蓄冷水與回流熱水的混合防止所蓄冷水與回流熱水的混合。目前常用的有以下。目前常用

35、的有以下幾種方法：幾種方法： 7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.2 水蓄冷水蓄冷目前常用的有以下幾種方法：目前常用的有以下幾種方法： 1. 多蓄水罐法：多蓄水罐法：將冷水的熱水分別儲存在不同的罐將冷水的熱水分別儲存在不同的罐中，以保證送至負(fù)荷側(cè)的冷水溫度維持不變。中，以保證送至負(fù)荷側(cè)的冷水溫度維持不變。2.迷宮法：迷宮法：采用隔板把水蓄水槽分成很多個單元格，采用隔板把水蓄水槽分成很多個單元格，水流按照設(shè)計的路線依次流過每個單元格。水流按照設(shè)計的路線依次流過每個單元格。3.自然分層法：自然分層法：利用水在不同溫度下密度不同而實利用水在不同溫度下密度不同而實現(xiàn)自然分層。現(xiàn)自然分層。4.隔板法：隔板法

36、：在蓄水罐內(nèi)部安裝一個活動的柔性膈膜在蓄水罐內(nèi)部安裝一個活動的柔性膈膜或一個可移動的剛性隔板，來實現(xiàn)冷熱水的分離?；蛞粋€可移動的剛性隔板，來實現(xiàn)冷熱水的分離。7.3 7.3 蓄冷蓄冷長沙長沙LG公司公司基本情況：基本情況：空調(diào)面積空調(diào)面積4 4萬萬m m2 2，機(jī)房設(shè)備配置：，機(jī)房設(shè)備配置：1000RT1000RT離心水冷機(jī)組離心水冷機(jī)組1010臺。臺。水蓄冷方案：水蓄冷方案：新建新建12000 m12000 m3 3蓄冷水槽。全地上景蓄冷水槽。全地上景觀建筑，蓄冷量觀建筑，蓄冷量1080010800萬萬KcalKcal。水蓄冷效果：水蓄冷效果：蓄冷量蓄冷量1080010800萬萬KcalKc

37、al，全年節(jié)約電費，全年節(jié)約電費460460萬元。萬元。水蓄冷空調(diào)實例水蓄冷空調(diào)實例蓄冷水槽蓄冷水槽浦東國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程：浦東國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程：基本情況：基本情況：空調(diào)面積空調(diào)面積43.5萬平方米。萬平方米。水蓄冷方案：水蓄冷方案：蓄冷水槽總體積蓄冷水槽總體積412000立方米，總蓄冷量立方米，總蓄冷量58560RTH，投資額較，投資額較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約近常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約近2000萬元，在相同萬元，在相同蓄冷量的基礎(chǔ)上，比冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)少近蓄冷量的基礎(chǔ)上，比冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)少近6000萬元。萬元。水蓄冷效果：水蓄冷效果：每年節(jié)約近每年節(jié)約近1000萬元的電萬元的電費。費。 7.3 7.3

38、 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷常規(guī)冰即水冰。以冰的融化潛熱與水溫升常規(guī)冰即水冰。以冰的融化潛熱與水溫升5的的顯熱相比，冰蓄冷與水蓄冷的貯能密度之比為顯熱相比，冰蓄冷與水蓄冷的貯能密度之比為80：5(16：1)。這樣，同樣蓄冷量所需冰蓄冷。這樣，同樣蓄冷量所需冰蓄冷器的尺寸大大減小，不必在現(xiàn)場制造蓄冷水池，器的尺寸大大減小，不必在現(xiàn)場制造蓄冷水池，可以由生產(chǎn)廠提供將制冷機(jī)系統(tǒng)與冰蓄冷器做可以由生產(chǎn)廠提供將制冷機(jī)系統(tǒng)與冰蓄冷器做成一體的整套機(jī)組，便于空調(diào)設(shè)計與安裝。成一體的整套機(jī)組，便于空調(diào)設(shè)計與安裝。 冰蓄冷是當(dāng)前較為成熟的空調(diào)蓄冷方式，冰蓄冷是當(dāng)前較為成熟的空調(diào)蓄冷方式，20世紀(jì)世紀(jì)80年

39、代后得到較快的推廣和應(yīng)用。年代后得到較快的推廣和應(yīng)用。1kg冰的融化潛熱冰的融化潛熱Qice=1335=335 kJ/kg1kg水溫升水溫升5的顯熱的顯熱Qwater=4.1915 kJ/kgQice/Qwater=80:5=16:17.3 7.3 蓄冷蓄冷1 制冰方式制冰方式7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷制冰方式制冰方式靜態(tài)制冰靜態(tài)制冰外融冰外融冰內(nèi)融冰內(nèi)融冰動態(tài)制冰動態(tài)制冰收獲型制冰收獲型制冰流態(tài)冰流態(tài)冰過冷冰過冷冰直接膨脹制冰直接膨脹制冰用非水溶性流體直接換熱制冰用非水溶性流體直接換熱制冰7.3 7.3 蓄冷蓄冷（1）靜態(tài)制冰）靜態(tài)制冰7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷在熱交換器表面形成冰，在熱交換器表

40、面形成冰，冰不流動。冰不流動。蓄冷與釋冷蓄冷與釋冷過程中在同一地點反復(fù)過程中在同一地點反復(fù)發(fā)生發(fā)生結(jié)冰結(jié)冰-融冰融冰過程。融過程。融冰過程中冰層變薄，融冰過程中冰層變薄，融冰方向與冰層生成方向冰方向與冰層生成方向相反時為相反時為外融型外融型；融冰；融冰方向與冰層生成方向相方向與冰層生成方向相同時為同時為內(nèi)融型內(nèi)融型。結(jié)冰過。結(jié)冰過程隨著冰層厚度的增加程隨著冰層厚度的增加制冰換熱器的傳熱性能制冰換熱器的傳熱性能下降。要繼續(xù)蓄冰，必下降。要繼續(xù)蓄冰，必須降低制冷機(jī)的蒸發(fā)溫須降低制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度降低，導(dǎo)致度降低，導(dǎo)致COP下降。下降。圖圖7-7 靜態(tài)冰的生成與融化過程靜態(tài)冰的生成與融化過程7.3 7

41、.3 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷（2）動態(tài)制冰）動態(tài)制冰通過間歇地或連續(xù)地剝離熱交換器表通過間歇地或連續(xù)地剝離熱交換器表面的冰，消除制冰過程中的冰層熱阻，面的冰，消除制冰過程中的冰層熱阻，提高制冰熱交換器的效率。所產(chǎn)生的提高制冰熱交換器的效率。所產(chǎn)生的冰是細(xì)冰片或者小冰粒與液體的混合冰是細(xì)冰片或者小冰粒與液體的混合物，具有流動性。物，具有流動性。（a）收獲型）收獲型(hanrest)動態(tài)制冰動態(tài)制冰制冰時，熱交換器先作為蒸發(fā)器用，向熱制冰時，熱交換器先作為蒸發(fā)器用，向熱交換器的外表面噴水，制冷劑在內(nèi)部蒸發(fā)，交換器的外表面噴水，制冷劑在內(nèi)部蒸發(fā)，使熱交換器表面上生成冰。脫冰時，用電使熱交換

42、器表面上生成冰。脫冰時，用電磁閥改變制冷劑的流動方向，使熱交換器磁閥改變制冷劑的流動方向，使熱交換器暫時作為冷凝器用，熱交換器壁面被加熱，暫時作為冷凝器用，熱交換器壁面被加熱，冰便從壁面上脫落下來。之后，再重新切冰便從壁面上脫落下來。之后，再重新切換回制冷循環(huán)。如此周而復(fù)始，實現(xiàn)制冰換回制冷循環(huán)。如此周而復(fù)始，實現(xiàn)制冰和間歇脫冰。和間歇脫冰。也稱為制冰滑落式。也稱為制冰滑落式。7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷（b）流態(tài)冰）流態(tài)冰流態(tài)冰是一種連續(xù)的動態(tài)制冰方式。被冷卻介質(zhì)是某種不凍液與水的混合溶液。流態(tài)冰是一種連續(xù)的動態(tài)制冰方式。被冷卻介質(zhì)是某種不凍液與水的混合溶液。溶液被冷卻時

43、，其中的水發(fā)生相變，形成細(xì)微的冰。溶液被冷卻時，其中的水發(fā)生相變，形成細(xì)微的冰。（2）動態(tài)制冰）動態(tài)制冰7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷（2）動態(tài)制冰）動態(tài)制冰（c）過冷冰）過冷冰也屬于連續(xù)的動態(tài)制冰方式。獲得過冷冰的原理是利用由液體相變成為固體時也屬于連續(xù)的動態(tài)制冰方式。獲得過冷冰的原理是利用由液體相變成為固體時常見的過冷現(xiàn)象：水在溫度下降到常見的過冷現(xiàn)象：水在溫度下降到0時并不一定結(jié)冰。溫度低于時并不一定結(jié)冰。溫度低于0的水稱的水稱為過冷水。用制冷機(jī)先制造出過冷水，將過冷水輸送到欲制冰的蓄冷器，在蓄為過冷水。用制冷機(jī)先制造出過冷水，將過冷水輸送到欲制冰的蓄冷器，在蓄冷器中創(chuàng)

44、造解除過冷狀態(tài)的條件冷器中創(chuàng)造解除過冷狀態(tài)的條件(如振動、沖擊等如振動、沖擊等)，于是形成冰。，于是形成冰。7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷（2）動態(tài)制冰）動態(tài)制冰（d）直接膨脹、直接換熱制冰）直接膨脹、直接換熱制冰這種方式不使用制冰熱交換器，而這種方式不使用制冰熱交換器，而是向裝有不凍溶液的蓄冷器中直接是向裝有不凍溶液的蓄冷器中直接吹入氟利昂等制冷劑液體，令其直吹入氟利昂等制冷劑液體，令其直接膨脹蒸發(fā)吸熱，使溶液中的水發(fā)接膨脹蒸發(fā)吸熱，使溶液中的水發(fā)生相變，形成細(xì)微的冰粒。生相變，形成細(xì)微的冰粒。該制冰方式的技術(shù)要點是：選擇性該制冰方式的技術(shù)要點是：選擇性質(zhì)相適應(yīng)的制冷劑與不

45、凍液物質(zhì)；質(zhì)相適應(yīng)的制冷劑與不凍液物質(zhì)；正確地確定吹入制冷劑的壓力、流正確地確定吹入制冷劑的壓力、流量及噴嘴形狀；制冷劑氣體返回壓量及噴嘴形狀；制冷劑氣體返回壓縮機(jī)前的霧滴分離方法?？s機(jī)前的霧滴分離方法。7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.3 冰蓄冷冰蓄冷（2）動態(tài)制冰）動態(tài)制冰（e）用非水溶性流體直接換熱制冰）用非水溶性流體直接換熱制冰用一種非水溶性的油作為載冷劑，用一種非水溶性的油作為載冷劑，在制冷機(jī)的蒸發(fā)器與蓄冷器之間循在制冷機(jī)的蒸發(fā)器與蓄冷器之間循環(huán)。將油從蓄冷器底部送入，逐漸環(huán)。將油從蓄冷器底部送入，逐漸從下部浮升到上部。在該過程中，從下部浮升到上部。在該過程中，與蓄冷劑直接換熱，使其中

46、的水變與蓄冷劑直接換熱，使其中的水變成細(xì)小的冰。成細(xì)小的冰。7.3 7.3 蓄冷蓄冷2 制冰換熱器制冰換熱器靜態(tài)制冰的換熱器主要為靜態(tài)制冰的換熱器主要為冰盤管冰盤管和和冰球式冰球式。 (1)冰盤管制冰換熱器冰盤管制冰換熱器管狀制冰熱交換器通過傳熱管換熱。傳熱管大多數(shù)采用銅管、聚乙烯管、樹脂管狀制冰熱交換器通過傳熱管換熱。傳熱管大多數(shù)采用銅管、聚乙烯管、樹脂管或表面經(jīng)過處理的鋼管。熱交換器的管形有管或表面經(jīng)過處理的鋼管。熱交換器的管形有U形、螺旋盤管形、蚊香形、梯形、螺旋盤管形、蚊香形、梯子形、平行管簇形等。這種熱交換器結(jié)構(gòu)簡單，但形成大塊結(jié)冰，成冰過程中子形、平行管簇形等。這種熱交換器結(jié)構(gòu)簡單

47、，但形成大塊結(jié)冰，成冰過程中熱阻逐漸增大。熱阻逐漸增大。7.3 7.3 蓄冷蓄冷導(dǎo)熱塑料盤管蓄冰裝置導(dǎo)熱塑料盤管蓄冰裝置 (1)冰盤管制冰換熱器冰盤管制冰換熱器2 制冰換熱器制冰換熱器7.3 7.3 蓄冷蓄冷 (2)冰球式制冰換熱器冰球式制冰換熱器2 制冰換熱器制冰換熱器冰球是一個蓄冷單元，用高密度聚乙烯材料做成。冰球的直徑不到冰球是一個蓄冷單元，用高密度聚乙烯材料做成。冰球的直徑不到100 mm。從冰球的開口處灌入水，水的體積約為冰球內(nèi)容積的從冰球的開口處灌入水，水的體積約為冰球內(nèi)容積的90左右。留出左右。留出10左右左右的空間，作為結(jié)冰時水膨脹的緩沖容積。水灌入后，將冰球口封死。將許多這的

48、空間，作為結(jié)冰時水膨脹的緩沖容積。水灌入后，將冰球口封死。將許多這樣的冰球裝入冰蓄冷器中，冰球要把冰蓄冷器裝滿。蓄冷器即可臥式布置，也樣的冰球裝入冰蓄冷器中，冰球要把冰蓄冷器裝滿。蓄冷器即可臥式布置，也可立式布置。蓄冷器的容器用鋼板制作?？闪⑹讲贾?。蓄冷器的容器用鋼板制作。蓄冷時，制冷機(jī)工作，不凍液在蒸發(fā)器和蓄冷器內(nèi)冰球外部空間循環(huán)，不凍液蓄冷時，制冷機(jī)工作，不凍液在蒸發(fā)器和蓄冷器內(nèi)冰球外部空間循環(huán)，不凍液的溫度為的溫度為-5-2。不凍液使冰球內(nèi)的水結(jié)冰，實現(xiàn)蓄冷。釋冷時，不凍液在蓄。不凍液使冰球內(nèi)的水結(jié)冰，實現(xiàn)蓄冷。釋冷時，不凍液在蓄冷器和空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器之間循環(huán)，不凍液通過熱交換器將空調(diào)

49、系統(tǒng)的水冷冷器和空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器之間循環(huán)，不凍液通過熱交換器將空調(diào)系統(tǒng)的水冷卻，不凍液的溫度升到卻，不凍液的溫度升到410。圖圖7-9 冰球式制冰球式制冰換熱器冰換熱器7.3 7.3 蓄冷蓄冷 (2)冰球式制冰換熱器冰球式制冰換熱器2 制冰換熱器制冰換熱器雙金屬蕊心冰球雙金屬蕊心冰球 球形冰球球形冰球7.3 7.3 蓄冷蓄冷2 制冰換熱器制冰換熱器 (3)流態(tài)冰生成器與蓄冷系統(tǒng)流態(tài)冰生成器與蓄冷系統(tǒng)蒸發(fā)器為特殊的螺旋板結(jié)構(gòu)，并在其中裝有旋轉(zhuǎn)的葉輪，鹽水溶液進(jìn)入蒸發(fā)器換熱后蒸發(fā)器為特殊的螺旋板結(jié)構(gòu)，并在其中裝有旋轉(zhuǎn)的葉輪，鹽水溶液進(jìn)入蒸發(fā)器換熱后被過冷，但僅溫度降低到水的冰點以下尚不足以產(chǎn)生結(jié)

50、晶冰?？咳~輪推動的攪拌作用，被過冷，但僅溫度降低到水的冰點以下尚不足以產(chǎn)生結(jié)晶冰。靠葉輪推動的攪拌作用，在過冷溶液中產(chǎn)生大量的微細(xì)冰粒。葉輪旋轉(zhuǎn)不僅創(chuàng)造了冰晶的生成條件，還起到泵在過冷溶液中產(chǎn)生大量的微細(xì)冰粒。葉輪旋轉(zhuǎn)不僅創(chuàng)造了冰晶的生成條件，還起到泵的作用，將的作用，將乳狀冰乳狀冰輸送到蓄冷器中。蓄冷器與蒸發(fā)器構(gòu)成一個循環(huán)回路。蓄冷器與二輸送到蓄冷器中。蓄冷器與蒸發(fā)器構(gòu)成一個循環(huán)回路。蓄冷器與二次側(cè)水換熱器構(gòu)成另一個循環(huán)回路，與空調(diào)冷水進(jìn)行熱交換。次側(cè)水換熱器構(gòu)成另一個循環(huán)回路，與空調(diào)冷水進(jìn)行熱交換。蒸發(fā)器蒸發(fā)器蓄冷器蓄冷器7.3 7.3 蓄冷蓄冷2 制冰換熱器制冰換熱器制冰率制冰率制冰率制

51、冰率 IPF （Ice Packing Factor ）有兩種定義：）有兩種定義：一是指冰蓄冷式系統(tǒng)中，當(dāng)完成一個蓄冷循環(huán)時，一是指冰蓄冷式系統(tǒng)中，當(dāng)完成一個蓄冷循環(huán)時，蓄冰容器內(nèi)水量中冰所占的比例蓄冰容器內(nèi)水量中冰所占的比例另一種是指蓄冰槽內(nèi)制冰容積與蓄冰槽容積之比。另一種是指蓄冰槽內(nèi)制冰容積與蓄冰槽容積之比。融冰率融冰率融冰率是指在完成一個融冰釋冷循環(huán)后，蓄冰容器融冰率是指在完成一個融冰釋冷循環(huán)后，蓄冰容器內(nèi)融化的冰占總結(jié)冰量的百分比。內(nèi)融化的冰占總結(jié)冰量的百分比。制冰率與融冰率這兩個概念是冰蓄冷系統(tǒng)中評價蓄制冰率與融冰率這兩個概念是冰蓄冷系統(tǒng)中評價蓄冰設(shè)備的兩個非常重要的參數(shù)。冰設(shè)備的兩個非常重要的參數(shù)。7.3 7.3 蓄冷蓄冷7.3.4 氣體水合物蓄冷氣體水合物蓄冷在冰蓄冷的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高空調(diào)蓄冷系統(tǒng)效率的主要途在冰蓄冷的基