【毕业学位论文】动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究-热能工程

分类号 密级 公开 U D C 编号 中国科学院研究生院 硕士学位论文 动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 张海潮 指导教师 冯自平 研究员 申请学位级别 硕士 学科专业名称 热能工程 论文提交日期 2009 年 5 月 论文答辩日期 2009 年 5 月 培 养 单 位 中国科学院广州能源研究所 学位授予单位 中国科学院研究生院 答辩委员会主席 of of 009 摘 要 I 摘 要 蓄冷作为主要 蓄能技术应用方式之一，应用于空调系统 可 移峰填谷，平衡电力负荷，是电力负荷管理策略的一项重要技术手段。 使用冰浆作为蓄冷介质，载冷密度高 达 334kJ 0 时发生液 ； 蓄冷释冷过程中热传递效率高，具有较好的流动性，可以使用管道输送 ； 可适用于食品冷冻冷藏 、 化学工艺 、 空调 、 区域供冷等不同的场合。 因此，对冰浆制造系统的研究就显的十分重要。 本文 对 自行 研制 的刮刀式动态冰浆制造系统 进行 较为全面的实验研究 。主要研究 内容 如下 ： 介绍 了 冰蓄冷空调的研究背景，对近年来的 相关文献 特别是刮刀式冰蓄冷空调 的 相关 文献进行了综 述， 指出了本课题的研究意义与研究内容 。 依据实验方案 ，对 刮刀式冰浆发生器的传热特性 进行了说明。 采用两种不同理论 ，即把冰浆看作单相流体和两相流体对 8 组实验结果进行分析， 冰浆发生器传热系数 的 平均值达到 1050W 并对冰浆发生器的能耗进行了简要分析。 在不同的实验方案下 蓄冰槽内的温度分布特性 具有良好的重复性 。 实验表明：在潜热蓄冷阶段， 蓄冰槽中间层温度最低，上层温度最高，底层温度开始与上层温度接近，之后不断下降与中间层温度接近 。 详细分析 刮刀式动态冰浆制造系统在不同 实验方案 下的制冰 特性 。 实验结果表明： 制冷量在进入潜热换热阶段时 出现一个峰值 ，之后衰减并保持稳定，整个潜热蓄冷阶段制冷量是额定空调工况的 65%。 系统 制冰速度 保持在 335kg 与直膨式冰蓄冷空调相比 ， 系统相对 大提高 16%，单位制冷量的制冰速度最大提高 45%，单位能耗的产冰量最大提高 72%，节能率都保持在 40%左右。 通过本 课题的实验研究，得到了刮刀式动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性 ，为刮刀式冰蓄冷空调的进一步开发提供 基础 数据 和设计指导 。 关键词 ： 冰蓄冷 ； 冰浆 ； 传热特性 ； 制冰 特性 ； 温度分布 动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 of as of is to of it is as an as a a be by of so it be in as so it a to In a on as In a to of of on of By as of of is up 050W a on of 态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 IV of is in is is is to to of a it In is up 5% of 35kg to OP 6%, 5%, of 2%, 0%. of be 号 表 V 主要符号表 A 套筒传热面积 ， F测试仪表面积 ， 每周刮刀片数 ， 定压比热容 ， J 时刻乙二醇溶液浓度 ， % 初始时刻乙二醇溶液浓度 ， % D,d管径 ， m F刮刀的数目 ， H溶液的相变潜热 ， kJ 含冰率（ ,% I电流 ， A K常数 ， L管长 ， m 刮刀长度 ， m m测试仪中水和冰浆的总质量 ， kg 乙二醇溶液质量 ， 刮刀旋转速度 ， ,p功率 ， W 无量纲功率 ， 雷诺数 ， t 环境 环境平均温度 ， t 冰浆 冰浆平均温度 ， t冰浆温度变化值 ， 乙二醇溶液平均温度 ， 制冷剂平均温度 ， U单位面积传热系数 ， W -1 u冰浆平均流速 ， m 态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 单位时间流量 ， m3 平均对流换热系数 ， W 水的固液相变潜热 ， kJ 漏热系数 ， W 导热系数 ， W 粘度系数 ， Pa s 密度 ， kg 时间 ， s 目 录 录 摘 要 . I . 要符号表 . V 目 录 . 1 章 绪论 . 1 题背景 . 1 蓄冷空调技术概述 . 2 究意义 . 2 蓄冷技术的发展历程 . 5 蓄冷空调技术的分类 . 6 蓄冷技术的发展方向 . 8 蓄冷空调技术的研究现状 . 9 蓄冷空调技术的研究现状 . 9 刀式冰蓄冷空调的研究现状 . 11 文研究内容 . 17 第 2 章 刮刀式制冰实验系统 . 18 验装置 . 18 验方案 . 21 验流程 . 24 第 3 章 刮刀式冰浆发生器传热特性分析 . 25 论分析 . 25 热理论 . 25 耗理论 . 28 验分析 . 29 热结果分析 . 29 耗分析 . 36 第 4 章 蓄冰槽蓄冷特性分析 . 39 第 5 章 刮刀式动态冰浆制造系统制冰特性分析 . 46 动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 关计算 . 46 验结果及分析 . 49 第 6 章 结论与展望 . 61 参考文献 . 63 发表论文 . 67 致 谢 . 68 第 1 章 绪 论 1 第 1 章 绪论 题 背景 随着经济的发展， 1996 年 我 国电力装机容量和年发电量己居世界第二位 1，电力供应紧张状况有所缓和 。 但是， 伴随 国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，电力的增长仍然满足不了国民经济用电和人民生活用电急剧增长的需要，全国缺电的局面依然没有得到根本改善。 突出 矛 盾是电网在白天用电高峰时电力不足 供小于求，而在夜间至清晨用电低谷时段则 电力富裕 供大于求。 据统计，东北电网最大峰谷差已达最大负荷的 37%，华北电网达 40%，华中电网达 形成 了白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的局面 ，012 电，电力供需矛盾的日益突出。电力负荷不均匀导致电力设备 (包括发电和输电设备 )的容量扩大和运行效率的下降，增大了供电成本。因此，只考虑增加装机容量，缺电问题难以从根本上解决，尤其在经济上是行不通的。发电、供电、用电要 综合考虑，同步协调。 在电力需求侧提倡和采取移峰填谷措施，用 经济 技术手段来提高电力需求侧用电负荷率，可以使电力公司发电机组均匀运行，机组利用率提高，发电一次能源消耗下降。另外，还可延缓或减 少发电机组的建设，缓和夏季高峰用电时段的 拉闸限电矛盾。 国内许多省市 为 缓解电网负荷过重、负荷峰谷差大的矛盾， 都 实行了电价时段分计制，即电负荷高峰段电价高，电负荷低谷段电价低。 如华北电力集团在在国家相关政策的指导下公布的峰谷电价比为 1， 这一政策，鼓励用户多用低谷电，少用高峰电。一方面，用户少交了电费，另一方面，减少了电网峰谷差。 城市中宾馆、商场、办公大楼等普遍采用 集中式 空调设备，居民安装空调增多，使 中央 空调和 分体式 空调的耗电量占整个城市用电的比例上升，是冬、夏二季用电供需矛盾突出的主要原因。 由于空调能耗对电网负荷有很大的影响，因此，降低能耗，用电网低谷电的空调设备及相应的蓄冷技术和系统的开发就成了近年来空调领域的热点，各种蓄冷装置也应运而生。由于潜热蓄冷有蓄冷密度高（即单位体积蓄冷量大），蓄、放冷过程近似等温的特点，因此潜热蓄冷系统更受青睐。冰 的 价格便宜、性能稳定可靠且制备方便，因此在空调蓄冷系统中冰蓄冷技动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 2 术就成为主流。 由此，冰蓄冷中央空调这一移峰填谷的重要措施又开始受重视起来。 蓄冷空调技术概述 究意义 所谓冰蓄冷空调技术，是利用电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，利用水的相变潜热将冷量储存起来 。在电力负荷较高的白天，也就是在用电 高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要，同时在空调负荷较小的春秋季，减少电制冷机的开启，尽量融冰释冷，满足空调负荷， 从而实现用电负荷的 “移峰填谷 ”，达到均衡电网负荷的目的。 因而，冰蓄冷技术就是合理的选择蓄冷装置与设计系统组成，利用优化的传热手段，通过自动控制，周期性的实现高密度的介质蓄冷和合理的冷量释放。 一 套设计、安装合理的冰蓄冷空调系统可以达到以 下 目标 2： 减少运行费用或者初投资 ，分时电价差越大，业主收益愈多 减少电力负荷以及制冷设备的容量 增加操作弹性 提供备用容量 对已有系统制冷能力的扩展 在执行峰谷电价且峰谷电价差较大的地区，经过综合技术经济比较，蓄冷空调主要应用于以下场合： 建筑物的冷负荷具有显著的不均衡性，有条件利用闲置设备进行制冷； 逐时负荷的峰谷差悬殊，使用常规空气调节会导致装机容量过大，且经常处于部分负荷下运行的建筑物； 空气调节负荷高峰与电网高峰时段重合，且在电网低谷时段空气调节负荷较 小的建筑物； 有避峰限电要求或必须设置应急冷源的场所。 不少建筑物的空调系统都是间歇运行的（一般间歇时间均在夜间），尤其负荷量大又经常发生突变的建筑，如比赛场馆、商场、剧场等。若使用常规空调系统，制冷机容量过大且闲置现象严重，为了解决这个普遍存在的问题，又同时照第 1 章 绪 论 3 顾到最大负荷的要求，采用蓄冷空调系统是很好的方法，即可为电网运行移峰填谷，又可为用户节约可观的运行费用。冰蓄存的冷量不但可以调节稳定供水温度，而且可以起到备用应急冷源的作用。 冰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，称为冰蓄冷空调系统的 “负荷平移 ”效应，在能源消费逐年增加的情况下， 发展冰蓄冷技术可以取得良好的社会效益与经济效益 3。 （ 1） 社会效益 电网 峰谷差是现代电网的一大特点，而且随着经济发展有加剧的趋势。随着我国国民经济的不断发展，虽然国 家电力部门耗用大量的财力物力建设电厂，但仍然满足不了每年用电量 5 7%增长的需要。特别是近年来随着城市化进程的不断发展，城市建筑能耗呈现加速增长的趋势。据统计，国内部分大城市的高峰用电量中空调用电就占了 30%以上 ，这就使得电力系统峰谷差急剧增加，电网负荷率明显下降，这极大影响了发电的成本和电网的安全运行。 由于电能本身不易储存，因此通常在电 能 用户方面考虑办法，这就是用户侧调峰。空调用电在电网中，特别是民用电中的比例越来越大。据统计，一般写字楼空调用电占 1/3 多一些，而商场建筑中空调用电占 50 60%，从空调用电入手解决电网峰谷差问题无疑是最有效的。同时，空调 能耗 一般具有如下特点，也非常适合蓄冷使用：首先，大多数空调与供暖系统可以间歇使用，如上班时供应、下班时关闭，使系统本身有可能利用原有设备在间歇期（夜间电力低谷期）进行能量蓄存，为第二天空调运行供能或补充。第二，空调用能多为 7/12 冷水或40/50 50/60 热水，属于低品位能量，而电能是高品位能源，可以转化为任意低品位的能源，而且利用制冷机或热泵的工作，每使用 1能可以获得 36热能，电能转化利用率非常高，而且蓄存使用也比较方便。 移峰填谷和节约用电，统称为电力需求侧管理（ 美国在 70 年代开始用电需求侧管理工作，在三十年时间里，政府陆续出台了鼓励用电需求侧管理项目的一系列优惠政策，包括直接提供经费、提供各种低息或无息贷款、鼓励各行业投资此类项目并给予电价政策回收投资、提供购买蓄能节能设备的价格折扣等。在亚洲，泰国、菲律宾、斯里兰卡等发展中国家都开展了需求侧管理工作，也收到了巨大的社会效益和经济效益。在国外，工厂车间、办公楼、商场、医院、学校甚至居民住宅等建筑物都可以看到蓄能技动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 4 术的应用，使用范围非常广阔，可以说前途光明。 我国电力行业的技术装备和 管理水平经过多年的努力，已经跃上了一个新的台阶，电网建设和改造也取得了重大进展。但是，电网负荷率低、峰谷差大的特点使电力供应仍很紧张。例如华南电网的最大峰谷差别达到最大负荷的 40%，而1999 年电网负荷率在 95%以上的只有 12 天，而实际每天达到最高负荷的仅持续1 2 小时。 原 国家计委、国家经贸委协同国家电力公司历经数次研究，先后出台了一系列指令性或指导性的计划下达至各地方经委和电力公司，要以经济手段推动电力 “削峰填谷 ”的实现。目前绝大多数地方电力公司均推出了峰谷分时电价政策，特别是制定了针对蓄冷空调技术推广使用的各种优惠政策，为蓄冷空调的广泛推广带来了契机。 （ 2） 经济效益 蓄冷系统在带来巨大的社会效益的同时，也具有良好的经济效益，如推迟或减少发电装机容量，减少环境污染治理费用，减少电网调峰次数、降低发电成本等。对用户来说，实实在在的经济效益和运行管理的优点主要体现在以下方面： 首先，利用分时电价政策，可以大幅节省运行费用。即在电价高时用少量的电，把蓄存的能量释放出来使用，而在电价低时多用电，把制得的冷或热量储存起来。一 般情况下，峰谷时段的电价比可达 3:1 或 4:1，有的甚至达到 5:1（江苏），因此每年节省的运行电费是相当可观的。 其次，可以减少制冷主机装机容量和功率达 3050%，相应地，减少冷却塔和水泵等的装机容量和功率。由于在空调负荷高峰时，可以依靠融冰来供冷，因此主机的装机制冷容量可以减少，而不必 像 常规 集中式 空调系统那样按高峰负荷配备设备。相应地，设备满负荷运行比例增大，可充分提高设备利用率，而且设备运行效率也较高。 第三，减少一次电力初投资费用。由于制冷系统设备装机功率下降，电贴费、变压器和高低压配电柜等费用均可减 少。另外，由于电力系统的优惠政策，蓄冷系统可以争取到电贴费减免的额外优惠。 另外，蓄冷系统可作为应急冷源，停电时可利用自备电力 起动 水泵融冰供冷；蓄热系统减少了粉尘烟尘的污染，减少或免除了消防措施等。因此，蓄冷系统在运行管理上具有更大的灵活性和更广的适应性。 第 1 章 绪 论 5 蓄冷技术的发展历程 冰蓄冷空调最早出现于二十世纪三十年代，最初主要用于教堂、影剧院、乳品加工厂等。后来由于蓄冷装置成本高，以及多耗电的不利因素比较突出，此项技术停滞了一段时期。 二十世纪七十年代，由于全球性能源危机， 加之美国、加拿大 和欧洲一些工业发达国家夏季的电力负荷增长和峰谷差拉大的速度惊人， 以至于 不得不增建发电站来满足高峰负荷，但一到夜间又闲置下来，更突出的问题是夜间发电站在 很低的负荷下低效率运转。由此，工程技术人员开始试探性地将冰蓄冷技术引入集中式空调系统，首先是直接蒸发式管外结冰为基础的冰蓄冷空调，然后积极开发其它形式的冰蓄冷设备和系统，实际用于工程项目的冰蓄冷空调系统也越来越多。 到 1989 年，美国、日本、加拿大等国从事冰蓄冷系统开发和冰蓄冷专用制冷机生产的公司多达 49 家。 1990 年北美冰蓄冷空调系统的投资占当年新增暖通空调系统总投资的 1994 年底前 美国约有 4000 个蓄冷空调系统用于不同建筑物。日本到 1998 年，共有 5566 个蓄冷空调系统，其中冰蓄冷 空调系统 3317个， 1999 年底达到 8000 多家，目前已经达到 14000 多家。 我国台湾 1995 年建有 253 家冰蓄冷空调系统，但 1998 年达 600 家之多。美国储能协会预测到 2010 年全美空调采用储能技术将达到 95%以上 4 。 在我国 大陆地区 ， 从 1994 年开始建造冰蓄冷空调系统以来，由于应用蓄冷技术带来多方面效益而受到企业欢 迎，在各地电力企业的鼓励和指导下，全国已有 20 多个地区开始推广应用 5。其中，浙江省对冰蓄冷项目采取奖励电量措施和实行峰谷电价最积极。目前在浙江，冰蓄冷空调工程项目已有杭州国际大厦、杭州水电大厦等 ，总蓄冰量达 105175 外，北京、上海、天津、四川、福建等地均采取减免电力增容费、供配电贴费方式，华北电力集团于 1994年就率先公布峰谷电价比为 1，这些政策有力地鼓励用户使用冰蓄冷技术，也收到了较好效果。 国家电力部为推广冰蓄冷空调，首先在本系统树立样板工程，第一个样板工程是电力部国家电 力调度控制中心 (北京 )的冰蓄冷空调系统，总蓄冰量为 16660 760 该项目被定为电力部重点工程；第 2 个样板工程是国家电力部办公大楼 (北京 )的空调项目，总蓄冰量 24920 7120 有了电力部的样动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 6 板工程做先导，北京陆续有了中国中央电视台小型区域性冰蓄冷空调供冷站 (总蓄冰量达 24413 中央人民广播电台、北京国际贸易中心、北京嘉里中心、北京新兴宾馆等 个冰蓄冷空调项目。在这里还值得一提的是上海市重点项目 上海科技城冰蓄冷项目，该项目总面积为 04 蓄冰量达 32200 200 由于采用低温 (大温差 )送风，系统初投资甚至低于常规空调系统。上海电力公司还将该项目专门作个案处理，除了全免供配电贴费外，在其投入运行后，还把峰谷电价比从原来的 3： 1 拉大到 4： 1，使业主受到很大的实惠。截止到 2002 年底，我国已建成和正在建的水蓄冷和冰蓄冷空调系统共计 259 项6。 根据 1997 年国家电力总公司委托清华大学进行的工程运行情况调研，绝大部分蓄冰系统都在正常运行，成功率很高，项目已全部实现自动控制，基本上可无人值守自动运行。随着我国经济的快速 发展，电力需求与日俱增，峰谷用电的差值会越来越大，矛盾会越发突出。这必将进一步地促进冰蓄冷空调技术在我国的应用与发展，这方面存在着巨大的市场潜力。 蓄冷空调技术的分类 冰蓄冷技术充分利用水的相变潜热（ 334kJ 与现有的冷水中央空调设计标准中，供回水温度 7/12 单位质量的载冷量 21 kJ 比蓄冷能力提高了十几倍。水在 0 结冰，要求制冷机组冷水出口温度达 ，故蒸发温度低，机组效率低。由于蓄冷槽和系统管路温度低至 0 ，保温绝热层厚，维护费用较高；然而冰蓄冷结合低温送风系统可以减小管网、风道系统和水泵、冷却塔容量，降低系统初投资 3。 冰蓄冷中的制冰方式主要有两种： 静态制冰方式，即在冷却管外或盛冰容器内结冰，冰本身式中处于相对静止状态； 动态制冰方式，该方式中有冰晶、冰浆（ 成，且冰晶、冰浆处于运动状态 。 静态制冰由于系统简单，现已成为应用中冰蓄冷系统的主流。然而，静态制冰方法也有自身的缺点：冰层的增厚使热阻增大，导致制冷机组的性能系数 些静态系统中冰块相互粘连导致 水路堵塞。 第 1 章 绪 论 7 表 1有制冰技术分类 种 类 说 明 静态制冰法 管外制冰（ on 制冰方式：传热流体通过管簇，管簇内通冷媒 冷却方式：冷媒直接蒸发 管内制冰（ in 制冰方式：流体通过管外，管内结冰 冷却方式：冷媒直接蒸发或盐水循环冷却 密闭容器制冰式 容器形状：球形，圆柱形，平板形 冷却方式：盐水循环冷却 动态制冰法 间接换热法 收获制冰法（ 液态水制冰 过冷却制冰 直接换热法 冰晶制冰法 制冰法：水或水溶液从冷却表面（圆柱内表面或外表面、竖板表面）流下 除冰法：机械剥离法或热融解剥离法 冷却方法：冷媒直接蒸发或盐水循环冷却 制冰法： 水溶液从冷却表面自然流下 冷媒蒸发器内水溶液的离心流动 水溶液的管内强制流动 冷却方法：冷媒直接蒸发或盐水循环冷却 制冰法：流动水和水溶液通过换热器换热 冷却方法：冷媒直接蒸发或盐水循环冷却 制冰法：由低沸点冷媒在水中蒸发产生冰晶或与不相溶的低温高密度液体在水层边喷射而获得显热利用，从而制冰 冷却方法：冷媒直接蒸发或盐水循环冷却 其它制冰（ “冰 ”）法 干燥冰晶制备法 制 “冰 ”法：由真空状态下的水蒸发，导致高分子物质 冷却方法：水的直接蒸发冷却 制冰（ “冰 ”）法：冷媒蒸汽和喷射水雾直接接触而产生冰晶或由空气的绝热膨胀而产生的低温空气和喷射水雾的直接接触生成冰晶 目前，冰蓄冷研究的主要目标是动态制冰技术。动态制冰技术有多种，其中动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 8 冰水混合物浆（即含有许多悬浮冰晶的水， 术最受研究关注。冰水混合物浆可采用管道运输，其换热需采用换热器。虽然这种动态制冰方式很有前途，但迄今尚未大规模商业化。该类系统的性能测试和优化、管理技术和经济性还需要进一步完善 ，这也是本文研究的冰浆制造系统 。表 1对现有制冰 方法进行了 分类 78。 蓄冷技术的发展方向 蓄冷技术作为一种移峰填谷调节能量供需、节约运行费用、实现能量的高效合理利用的手段已经引起了人们的高度重视，许多国家的研究机构都在积极进行研究开发，其目标集中在如下几个方面 9： (1) 区域性蓄冷空调供冷站。已经证明，区域性供冷或供热系统对节能较为有利，可以节约大量初期投资和运行费用，而且减少了电力消耗及环境污染，建立区域性蓄冷空调供冷站已成为各国热点。这种供冷站可根据区域空调负荷的大小分类自动控制系统，用户取用低温冷水进行空调就像取用自来水、煤气一样方便。目前最大的区域供冷系统安装在美国芝加哥市，蓄冷总 容量达 125000 996 年 7 月成功投入运行。 (2) 冰蓄冷低温送风空调系统。 与冰蓄冷系统相结合的低温送风系统，可以充分利用蓄冰系统提供的低温冷水， 一定程度上弥补了因 设置蓄冷系统而增加的初投资，进而提高了蓄冷空调系统的整体竞争力 。低温送风系统区别于常规全空气系统 13的送风标准温度，在空气分布管道中向空调区域输送 410的一次冷风，经过末端混风装置的混合，向空调区域提供标准送风温度的冷风。 可以减少设备初投资和运行费用，大幅度改善房间的空气质量， 增大建筑物净空高度，能够提高现有空气分布系统的供冷 能力，适用于空调系统的改造工程。 (3) 开发新型的蓄冷空调机组。对于分散的、暂时还不具备建造集中式供冷站条件的建筑，可以采用中小型蓄冷空调机组。目前，中小型建筑物大量采用的商用或家用空调机，夏季白天所耗电量占空调总用电量相大的份额。国外研究表明，为商用或家用空调机增加紧凑式冰蓄冷单元是可行且有效的，冰蓄冷空调机组投资回收期一般是 3 年左右。 (4) 开发新型蓄冷、蓄热介质。蓄冷技术的发展和推广要求人们去研究开发第 1 章 绪 论 9 适用于空调机组，且固液相变潜热大，经久耐用的新型蓄冷材料。新型便于放置的、无腐蚀性的有机蓄冷介质也在不断开发，如常温下胶状的可凝胶，它不易流动和泄漏、无污染，可置于密封件内蓄冷。除了研究蓄冷介质外，日本还研究开发 高 温相变蓄热介质，主要用于热泵空调机组冬季蓄热采暖，其相变温度一般要求在 30 40 范围内。提高高温相变材料的蓄热性能、传热性能是目前该技术要解决的主要问题。 (5) 发展和完善蓄冷技术理论和 工程设计方法。蓄冷技术的进一步发展要求加强对现有蓄冷设备性能的实 验研究，建立数值分析模型，预测蓄冷设备的 性能，从而对蓄冷空调系统进行优化设计。蓄冷空调系统的设计方法与常规空调系统不同，冷负荷计算、机组确定、设备选择、系统控制皆有别于常规空调系统，今后还将通过对已有蓄冷空调系统测试和运行总结，丰富蓄冷空调设计方法。 (6) 建立科学的蓄冷空调经济性分析和评估方法。在进行蓄冷空调系统可行性研究时，如何综合评价蓄冷空调系统转移用电负荷能力、能耗水平和用户效益，如何比较常规空调和蓄冷空调系统，是人们一直关心的一个问题。蓄冷空调系统并非适用于所有场合，必须通过认真分析评估，确保能够降低运行费用、减少设备初投资、缩短投资 回收期，才能确定是否采用。因此建立一个科学的评价体系对发展和推广蓄冷空调是十分重要的，并需在实践过程中不断完善。 蓄冷 空调 技术的研究现状 蓄冷空调技术的研究现状 目前，冰蓄冷技术的研究主要集中在对蓄冷介质、蓄冷装置以及蓄冰 系统等方面进行的研究。 一种广泛使用的蓄冷介质要满足的基本条件包括： 常见物质；价格低廉、环境友好；无毒无腐蚀、非易燃易爆；与 组成暖通设备材料的兼容性好；惰性好。而一种理想的材料还应该具有的优点是：材料的物理性质得到充分研究；密度高；比热容高（显热蓄冷）； 相变潜热值高（潜热蓄冷）；具有良好的传热特性；反复使用后物理化学性质稳定。 依据上述条件，人们发现、研制的集中代表性的蓄冷介质有冰浆、包络化合物、相变乳状液、定型石蜡乳状液、微胶囊乳液及 聚乙烯微粒乳液 1011， 其特点如下表所示： 动态冰浆制造系统的制冰和蓄冰特性研究 10 表 1类潜热蓄冷介质的特点 11 种类 优点 缺点 应用领域 冰浆 （ 载冷密度高，对环境友好，原材料低廉 冰水易分层，制浆温度低 食品冷冻冷藏、化学工艺、空调、区域供冷 包络化合物浆 (载冷密度高，流动性好，制浆温度可高于0 对碳钢有一定腐蚀性 空调 相变乳状液 (不易分层 粒径分布随时间变化 空调、太阳能热利用 定型石蜡乳状液 (传热系数高 塑性结构易破坏 空调、热水供给、太阳能热利用 微胶囊乳液 (CM 相变点范围宽，循环寿命长 胶囊