建筑节能技术3(制冷)

1、12采暖采暖吸收热（吸收热（）不损失热（不损失热（）制冷制冷不吸收热（不吸收热（）损失热（损失热（）图图7-1 7-1 制冷和采暖节能原理的不同制冷和采暖节能原理的不同3u抑制热辐射进入室内抑制热辐射进入室内 障碍物的存在障碍物的存在 太阳辐射的方向性太阳辐射的方向性 开口部的处理开口部的处理 反射和再辐射反射和再辐射456抑制热辐射进入室内反射和再辐射抑制热辐射进入室内反射和再辐射在窗台阳台等地方，容易出现在窗台阳台等地方，容易出现 反射和再辐射的问题，可反射和再辐射的问题，可以通过种植树木和草坪，设置倾斜坡和集热器的办法降以通过种植树木和草坪，设置倾斜坡和集热器的办法降低反射和再辐射。低反

2、射和再辐射。7u抑制导热传热进入室内抑制导热传热进入室内隔热保温不仅有减轻空调负荷的效果，还可以有效防止隔热保温不仅有减轻空调负荷的效果，还可以有效防止结露和雪水反渗结露和雪水反渗8u促进对流热散失促进对流热散失910图图7-197-19屋顶天窗排气屋顶天窗排气和顶棚通风口排气和顶棚通风口排气111213rtrtrtrt14151617保温层盘管填充层找平层地面层结构 .回水总管回水总管 2. .回水管回水管 3. .送水管送水管 4. .铜质铜质 球阀球阀 5. .Y形过滤器形过滤器 6. .计量表计量表( (热表热表) ) 7. .压力表压力表 8. .温度计温度

3、计 9. .活接头活接头 10. .排气阀门排气阀门 11. .地热层地热层 12. .结构层结构层 13. .分水器分水器 分、集水器示意图分、集水器示意图2324252627282930三通阀一级水泵制冷机组空调机组二级水泵节流阀冷却顶板313233343536B一般制冷电能需求的峰值问题：一般制冷电能需求的峰值问题：J在紧张时间段内在紧张时间段内, ,电能费用更加昂贵，且有时电能电能费用更加昂贵，且有时电能需求得不到满足；需求得不到满足；J在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪费。费。B冰蓄冷系统用于消除用电高峰冰蓄冷系统用于消除用电高峰

4、J将空调负荷转移到峰值以外的时间将空调负荷转移到峰值以外的时间J选择较小的冷水机获得最佳选择较小的冷水机获得最佳“参差率参差率”J获得较好的投资回收率获得较好的投资回收率37 其策略是将用电高峰期的冷负荷其策略是将用电高峰期的冷负荷全部转移全部转移到电力低到电力低谷期。如图，全天所需冷量谷期。如图，全天所需冷量B B均由用电低谷或平峰时均由用电低谷或平峰时间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量A+CA+C等于等于B B，在用电，在用电高峰时间制冷机不运行。高峰时间制冷机不运行。 这样，全负荷蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷这样，全负荷蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置。虽然

5、，装置。虽然，运行费用低，但设备投资高、蓄冷装运行费用低，但设备投资高、蓄冷装置占地面积大置占地面积大，除峰值需冷量大且用冷时间短的建，除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外，一般不宜采用。筑以外，一般不宜采用。3839404142A.A.融解（凝固）温度融解（凝固）温度5588：融解温度范围适应了空融解温度范围适应了空调用制冷设备的工况，制冷机运行于较高温度，调用制冷设备的工况，制冷机运行于较高温度，COP较高。较高。B.B.导热系数大：导热系数大：导热系数大使得蓄冷和取冷过程效率高导热系数大使得蓄冷和取冷过程效率高C.C.热容大、融解潜热大：热容大、融解潜热大：可降低蓄冷槽体积。可降低蓄冷槽

6、体积。D.D.无毒、无腐蚀性。无毒、无腐蚀性。434445冰盘管（外融冰） 优点优点 空调回水与冰直接接触，空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快换热效果好，取冷快 不需要二次换热装置不需要二次换热装置 缺点缺点 蓄冰槽的蓄冰率低，蓄蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容积大冰槽容积大 盘管外表面结冰不均匀，盘管外表面结冰不均匀，易形成水流死角易形成水流死角 需要采取搅拌措施，促需要采取搅拌措施，促进冰的均匀融化进冰的均匀融化举例：矿泉水瓶中的冰块举例：矿泉水瓶中的冰块冰盘管（内融冰） 制冰与融冰的工作过程制冰与融冰的工作过程 制冰循环制冰循环 开始制冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽开始制冰时卤水

7、（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内使水冻结。内使水冻结。 空调循环空调循环 在空调循环时，来自用户或二次换热装置的温度较在空调循环时，来自用户或二次换热装置的温度较高的载冷剂仍在盘管中循环，通过盘管换热将外表高的载冷剂仍在盘管中循环，通过盘管换热将外表面冰层自内向外逐渐融化进行取冷面冰层自内向外逐渐融化进行取冷47冰盘管（内部融冰） 优点优点 盘管外表面融冰均匀，盘管外表面融冰均匀，不易形成水流死角不易形成水流死角 不需要采取搅拌措施，不需要采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化以促进冰的均匀融化 缺点缺点 空调回水与冰间有很薄空调回水与冰间有很薄的水层，融冰换热热阻的水层，融冰换热热阻较大较大 多采

8、用细管、薄冰层蓄多采用细管、薄冰层蓄冰冰48 空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰水槽，使盘空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰水槽，使盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化，故称外融冰。管表面上的冰层自外向内逐渐融化，故称外融冰。 空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快，来自蓄空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快，来自蓄冰槽的供水温度可低达冰槽的供水温度可低达11左右。左右。 空调用冷水直接来自蓄冰槽，故可不需要二次换热装置。空调用冷水直接来自蓄冰槽，故可不需要二次换热装置。 为了使外融冰系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内水的为了使外融冰系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内水的空间应占一半，也

9、就是说蓄冰槽的蓄冰率（空间应占一半，也就是说蓄冰槽的蓄冰率（IPFIPF）不大于）不大于50%50%，故蓄冰槽容积较大。，故蓄冰槽容积较大。（矿泉水瓶中的冰块）（矿泉水瓶中的冰块） 由于盘管外表面冻结的冰层不均匀，易形成水流死角，由于盘管外表面冻结的冰层不均匀，易形成水流死角，而使冰槽局部形成永不融化的冰层，故需采取搅拌措施，而使冰槽局部形成永不融化的冰层，故需采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化。以促进冰的均匀融化。49 来自用户或二次换热装置的温度较高的载冷剂（或制来自用户或二次换热装置的温度较高的载冷剂（或制冷剂）仍在盘管内循环，通过盘管表面将热量传递给冷剂）仍在盘管内循环，通过盘管表面将热

10、量传递给冰层，使盘管外表面的冰层自内向外逐渐融化进行取冰层，使盘管外表面的冰层自内向外逐渐融化进行取冷，故称为内融冰方式。冷，故称为内融冰方式。 冰层自内向外融化时，由于在盘管表面与冰层之间形冰层自内向外融化时，由于在盘管表面与冰层之间形成薄的水层，其导热系统仅为冰的成薄的水层，其导热系统仅为冰的25%25%左右，故融冰左右，故融冰换热热阻较大，影响取冷速率。为了解决此问题，目换热热阻较大，影响取冷速率。为了解决此问题，目前多采用细管、薄冰层蓄冰。前多采用细管、薄冰层蓄冰。50B制冰与融冰的工作过程J制冰过程制冰过程 密封球体内的结冰过程适是伴随有相变的导密封球体内的结冰过程适是伴随有相变的导

11、热与自然对流的复杂换热过程，而且在实际应用热与自然对流的复杂换热过程，而且在实际应用中又是许多球体堆集在一个圆柱形蓄冷罐内，载中又是许多球体堆集在一个圆柱形蓄冷罐内，载冷剂从球间流过，球体也有可能在一定范围内自冷剂从球间流过，球体也有可能在一定范围内自由移动，因此，冰球的蓄冷冷结是很复杂的三维由移动，因此，冰球的蓄冷冷结是很复杂的三维传热问题。传热问题。J融冰过程融冰过程 相对冻结过程，冰球的融冰过程更加复杂一相对冻结过程，冰球的融冰过程更加复杂一些，因为融冰过程球中的冰块是活动的，在发生些，因为融冰过程球中的冰块是活动的，在发生相变的同时，冰块受浮力作用上下浮动，固液相相变的同时，冰块受浮力

12、作用上下浮动，固液相界面条件非常复杂。界面条件非常复杂。52B在蓄冰槽，因外部形状均匀，水流阻力最小，且均在蓄冰槽，因外部形状均匀，水流阻力最小，且均匀吸放热没有热传死角。匀吸放热没有热传死角。B球体外部为均匀为圆球体机械，强度最大，适合大球体外部为均匀为圆球体机械，强度最大，适合大型储冰传统使用。尤其不冻结液更换时冰球不因堆型储冰传统使用。尤其不冻结液更换时冰球不因堆集，而挤压破裂或变形。集，而挤压破裂或变形。B圆球式设计于储冰槽内存放密度最高，储冰容积最圆球式设计于储冰槽内存放密度最高，储冰容积最大，相同储存冷量是圆球式所需储冰槽最小。大，相同储存冷量是圆球式所需储冰槽最小。53版权所有

13、SINOBARON 2002立式常压的蓄冰槽立式常压的蓄冰槽 每个的蓄冰量为每个的蓄冰量为 1000 冷吨小时冷吨小时54版权所有 SINOBARON 2002 蓄冷蓄冷 制冰过程制冰过程 释冷释冷 融冰过程融冰过程 蓄冰槽停用时，与常规空调相同蓄冰槽停用时，与常规空调相同简化的系统运行示意图简化的系统运行示意图（只包含制冷主机、蓄冰槽和乙二醇泵）（只包含制冷主机、蓄冰槽和乙二醇泵）55版权所有 SINOBARON 2002水平埋入式承压蓄冰槽水平埋入式承压蓄冰槽 （吊装中）（吊装中）56版权所有 SINOBARON 2002水平承压槽水平承压槽 - 每个蓄冰槽蓄冰量每个蓄冰槽蓄冰量 2,50

14、0 冷吨小时冷吨小时57版权所有 SINOBARON 2002已经完成的工程已经完成的工程 埋入地下的蓄冰槽埋入地下的蓄冰槽 只有人孔可见只有人孔可见58版权所有 SINOBARON 2002立式承压蓄冰槽立式承压蓄冰槽 - 最小的占用地面面积，满足用户最低的高度要求最小的占用地面面积，满足用户最低的高度要求59版权所有 SINOBARON 2002经过包装美化后的蓄冰槽体经过包装美化后的蓄冰槽体 - 麦道飞机公司工厂用以冷却飞机引擎麦道飞机公司工厂用以冷却飞机引擎 60版权所有 SINOBARON 2002在大学校园的应用在大学校园的应用 1600 冷吨小时冷吨小时 199661版权所有 S

15、INOBARON 2002在蓄冰量为在蓄冰量为 10,000 冷吨小时的冷吨小时的 钢筋混凝土钢筋混凝土蓄冰槽蓄冰槽 中进行施工中进行施工62版权所有 SINOBARON 2002也可以设计体积很小的长方体蓄冰槽，适应特殊的场所也可以设计体积很小的长方体蓄冰槽，适应特殊的场所钢制长方体蓄冰槽钢制长方体蓄冰槽 - 蓄冰量蓄冰量 800 冷吨小时冷吨小时 63版权所有 SINOBARON 2002Cryogel 蓄冰球蓄冰球应用于特殊负荷状态工程洛杉矶机场(LAX)三藩市机场 (SFO)和其他5个美国大型机场每个蓄能槽 1,000 冷吨64版权所有 SINOBARON 2002Cryogel 蓄冰

16、球蓄冰球将已有的罐体改造为蓄冰槽应用于芝加哥市府大楼满足增加的负荷总蓄冷量 1,000 到 20,000 冷吨小时65版权所有 SINOBARON 2002别误会！这仅仅为了广告宣传！别误会！这仅仅为了广告宣传！ 从从1986 年至今，已经有年至今，已经有1.8亿个亿个Cryogel蓄冰球应用于美国和欧洲蓄冰球应用于美国和欧洲.我们的冰球工厂设在我们的冰球工厂设在洛杉矶郊区洛杉矶郊区66B上述两种蓄冰装置其蓄冰层或冰球系一次冻结完成，上述两种蓄冰装置其蓄冰层或冰球系一次冻结完成，故称为故称为静态蓄冰。静态蓄冰。蓄冰时，冰层冻结的越厚，制冷机蓄冰时，冰层冻结的越厚，制冷机的的蒸发温度越低蒸发温度

17、越低，性能系数也越低。，性能系数也越低。B如果控制冻结冰层的厚度，每次仅冻结薄层片冰，而如果控制冻结冰层的厚度，每次仅冻结薄层片冰，而进行高运转率地反复快速制冷，则可提高制冷机的蒸进行高运转率地反复快速制冷，则可提高制冷机的蒸发温度（约发温度（约-4-4-8-8），比采用冰盘管时提高），比采用冰盘管时提高2 233。片冰滑落式蓄冰装置就是在制冷机的片冰滑落式蓄冰装置就是在制冷机的板式蒸发器板式蒸发器表面表面上不断冻结薄片冰，然后滑落至蓄冰水槽内，进行蓄上不断冻结薄片冰，然后滑落至蓄冰水槽内，进行蓄冷，此种方法又称为冷，此种方法又称为动态制冰。动态制冰。67制冰蓄冷制冰蓄冷 融冰取冷融冰取冷68

18、697071727374755.水蓄冷系统水蓄冷系统 76工况工况冷 冻冷 冻机机P1P2P3V1v2V3V4v5V6蓄冷蓄冷开开关关 开开关关 关关开开 关关开开关关关关冷 冻 机 供冷 冻 机 供冷冷开开开开 关关关关 开开关关 开开关关关关关关蓄 冷 池 供蓄 冷 池 供冷冷关关关关 关关开开 关关关关 关关关关调调节节调调节节冷 冻 机 与冷 冻 机 与蓄 冷 水 池蓄 冷 水 池同时供冷同时供冷开开开开 关关开开 开开关关 开开关关调调节节调调节节7778 并联系统79并联系统 工况阀V1阀V2阀V3阀V4阀V5制冷机水温蓄冰槽水温供水回水供水回水蓄冰关关开关开5.0-1.7制冷机供

19、冷开关关关关 5.6 10.6蓄冰槽供冷关开关调节调节 5.6 10.6制冷机与蓄冰槽同时供冷开开关调节调节 10.6 5.6 10.680并联系统从表中可以看出，供冷时可以有三种运行模式： 制冷主机单独运行制冷主机单独运行 蓄冰槽单独供冷蓄冰槽单独供冷 制冷主机与蓄冰槽联合供冷制冷主机与蓄冰槽联合供冷81串联系统82串联系统 工况 阀V1阀V2 阀V3阀V4制冷机水温蓄冰槽水温供水回水供水回水蓄冰关关开开5.0-1.7制冷机供冷开开关关 6.0 11.0蓄冰槽供冷开调节调节调节关 11.0 11.0 6.0 11.0制冷机与蓄冰槽同时供冷开调节调节调节关 6.8 11.5 4.0 6.883串联系统 串联系统与并联系统一样，除蓄冷工况蓄冷工况以外，也可以分为： 制冷主机单独供冷；制冷主机单独供冷； 蓄冰槽单独供冷；蓄冰槽单独供冷； 制冷主机与蓄冰槽联合供冷。制冷主机与蓄冰槽联合供冷。84制冷机优先制冷机优先85 蓄冰槽优先就是尽量发挥