[科普中國]-蓄冷空調(diào)

簡介

由于工業(yè)發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的提高，空調(diào)的普及率逐年增長，電力消耗增長迅速，高峰電力緊張，高峰電力又得不到充分的應(yīng)用。因此，如何轉(zhuǎn)移高峰電力需求，“移峰填谷”，平衡電力供應(yīng)，提高電能的有效利用，就成為當(dāng)前許多國家重視解決的問題。采用“分時電價”政策以及某些鼓勵性政策進(jìn)一步推動了使用離峰電力的積極性。這就使離峰蓄冷技術(shù)得到重視和發(fā)展。其中蓄熱和蓄冷技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用較多且相對成熟的技術(shù)是蓄冷空調(diào)技術(shù)，蓄冷空調(diào)作為其中的重要部件，越來越引起人們的重視。1

蓄冷空調(diào)的蓄冷方式蓄冷空調(diào)的蓄冷方式有兩種：一種是顯熱蓄冷，即蓄冷介質(zhì)的狀態(tài)不改變，降低其溫度蓄存冷量；另一種是潛熱蓄冷，即蓄冷介質(zhì)的溫度不變，其狀態(tài)變化，釋放相變潛熱蓄存冷量。根據(jù)蓄冷介質(zhì)的不同，常用蓄冷系統(tǒng)又可分為三種基本類型：第一類是水蓄冷，即以水作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)；第二類是冰蓄冷，即以冰作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)；再一類是共晶鹽蓄冷，即以共晶鹽作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)。水蓄冷屬于顯熱蓄冷，冰蓄冷和共晶鹽蓄冷屬于潛熱蓄冷。水的熱容量較大，冰的相變潛熱很高，而且都是易于獲得和廉價的物質(zhì)，是采用最多的蓄冷介質(zhì)，因此水蓄冷和冰蓄冷是應(yīng)用最廣的兩種蓄冷系統(tǒng)。1

蓄冷空調(diào)的優(yōu)點（1） 蓄冷密度大，蓄冷設(shè)備占地小，這對于在高層建筑中設(shè)置蓄冷空調(diào)是一個相對有利的條件；

（2） 蓄冷溫度低，蓄冷設(shè)備內(nèi)外溫差大，其外表面積遠(yuǎn)小于水蓄冷設(shè)備的外表面積從而散熱器損失也很低，蓄冷效率高；

（3） 可提供低溫冷凍水，構(gòu)建成低溫送風(fēng)系統(tǒng)，使得水泵和風(fēng)機(jī)的容量減少，也相應(yīng)地減少了管路直徑，有利于降低蓄冷空調(diào)的造價；

（4） 融冰能力強(qiáng)，停電時可作為應(yīng)急冷源。1

蓄冷空調(diào)設(shè)備冰盤管式系統(tǒng)冰盤管式系統(tǒng)又稱冷媒盤管式和外融冰。該系統(tǒng)也稱直接蒸發(fā)式蓄冷系統(tǒng)，其制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器直接放入蓄冷槽內(nèi)，冰凍結(jié)在蒸發(fā)器盤管上。融冰過程中，冰由外向內(nèi)融化，溫度較高的冷凍水回水與冰直接接觸，可以在較短的時間內(nèi)制出大量的低溫冷凍水，出水溫度與要求的融冰時間長短有關(guān)。這種系統(tǒng)特別適合于短時間內(nèi)要求冷量大、溫度低的場所，如一些工業(yè)加工過程及低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。1

內(nèi)融冰式冰蓄冷該系統(tǒng)是將冷水機(jī)組制出的低溫乙二醇水溶液（二次冷媒）送入蓄冰槽（桶）中的塑料管或金屬管內(nèi)，使管外的水結(jié)成冰。蓄冰槽可以將90%以上的水凍結(jié)成冰。融冰時從空調(diào)負(fù)荷端流回的溫度較高的乙二醇水溶液進(jìn)入蓄冰槽，流過塑料或金屬盤管內(nèi)，將管外的冰融化，乙二醇水溶液的溫度下降，再被抽回到空調(diào)負(fù)荷端使用。1

動態(tài)制冰該系統(tǒng)的基本組成是以制冰機(jī)作為制冷設(shè)備，以保溫的槽體作為蓄冷設(shè)備，制冷機(jī)安裝在蓄冰槽上方，在若干塊平行板內(nèi)通入制冷劑作為蒸發(fā)器。循環(huán)水泵不斷將蓄冰槽中的水抽出送到蒸發(fā)器的上方噴灑而下，在平板狀蒸發(fā)器表面結(jié)成一層薄冰，待冰層達(dá)到一定厚度（一般在3~6.5mm之間）時，制冰設(shè)備中的四通換向閥切換，使壓縮機(jī)的排氣直接進(jìn)入蒸發(fā)器而加熱板面，使冰脫落。也就是冰的所謂“收獲”過程。通過反復(fù)的制冰和收冰，蓄冷槽的蓄冰率可以達(dá)到40%~50%。由于板式蒸發(fā)器需要一定的安裝空間，因此動態(tài)制冰不大適合大、中型系統(tǒng)。1

水蓄冷系統(tǒng)水蓄冷是利用水的顯熱容量蓄冷，需要較大體積的蓄冷槽。采用標(biāo)準(zhǔn)型制冷機(jī)，價格便宜、運行效率高，不需要特殊設(shè)備。蓄冷槽有溫度分層式、隔膜式、多槽式及迷宮式等。采用直接供冷時，蓄冷槽的供冷溫度為4~7℃；采用間接供冷時，蓄冷槽的供冷溫度為5~9℃。蓄冷容量隨供回水溫差而增大，為減少蓄冷槽體積，宜采用較大供回水溫差（7~11℃），選擇末端空調(diào)設(shè)備時，應(yīng)考慮空調(diào)系統(tǒng)回水溫度較高時的影響。