空调工程中的蓄冷技术(复习)

2023/2/31空调冰蓄冷技术2023/2/32考试说明填空（35分）简答（40分）分析和计算题（25分）带计算器weijian_chen@2023/2/33空调冰蓄冷技术教材：空调蓄冷技术与设计，于航，化学工业出版社主要参考文献：空调蓄冷应用技术，严德隆张维君，中国建筑工业出版社，1997冰蓄冷系统设计，彦启森越庆珠，清华大学蓄冷技术及其在空调工程中的应用，刘道平，科学出版社，1997制冷空调新技术进展，刘卫华郭宪民黄虎，机械工业出版社2023/2/34第一讲2023/2/35第一讲从消耗的总电能来讲，空调耗电量比重大而空调耗电量在用电高峰时占的比重也逐年增加2023/2/36第一讲空调工程中蓄冷技术的基本思想：在用电低谷时，通过一定的手段将电能转换为热能的形式储存在特定的介质中（一般是容易发生相变的介质？），在用电高峰时，把这部分储存的能量用于空调系统。2023/2/37第一讲降低了高峰负荷存在峰谷电价，降低成本移峰填谷削峰填谷2023/2/38第一讲不同场合建筑物的逐时冷负荷分布2023/2/39第一讲空调工程中的蓄冷技术从世界范围来看，大致经历了三个阶段：1）初期阶段：20世纪30-60年代，以降低制冷系统初投资为目的（降低空调设计负荷）（周期使用，供冷时间短的建筑物）1.蓄冷技术在国外的发展2023/2/310第一讲空调工程中的蓄冷技术2）中期阶段：20世纪70-80年代，以移峰填谷为主要目的（尖峰用电时段用电量大的建筑物）3）快速发展阶段：

20世纪80年代至今，以降低整体投资，改善空气品质为目标（低温，大温差送风）1.蓄冷技术在国外的发展2023/2/311第一讲空调工程中的蓄冷技术2.蓄冷技术在我国发展的社会背景电力工业发展迅速：截止到1999年低，我国发电装机容量和年发电量分别达到2.988亿kW和12231亿kW，均居世界第二位。电力供应紧张：1）电网负荷率低，系统峰谷差大，高峰电力严重不足，致使电网经常拉闸限电。2）城市电力消费增长迅速，而城市电网不能适应，造成有电送不进、配不下的局面。2023/2/312第一讲空调工程中的蓄冷技术2.蓄冷技术在我国发展的社会背景3）在电力供应紧张的情况下，峰谷电价政策的实施及蓄冷技术自身的特点，为空调蓄冷技术的应用提供了广阔的发展前景。2023/2/313第一讲空调工程中的蓄冷技术3、蓄冷技术基本概念蓄冷空调技术的含义：蓄冷空调的原理就是根据水、冰以及其它物质的蓄热特性，尽量地利用非峰值电力，使制冷机在满负荷条件下运行，将空调所需的制冷量以显热或潜热的形式部分或全部地蓄存于水、冰或其它物质中，一旦出现空调负荷，使用这些蓄冷物质蓄存的冷量满足空调系统的需要2023/2/314第一讲空调工程中的蓄冷技术3、蓄冷技术基本概念蓄冷空调系统的分类：按蓄冷介质的不同，大致可分为三类：冰蓄冷系统：介质以冰为主水蓄冷系统：水作为蓄冷介质共晶盐蓄冷系统：利用共晶盐的相变潜热2023/2/315第一讲空调工程中的蓄冷技术4、蓄冷系统的特点1）蓄冷系统可以转移用电负荷（削峰填谷）。2）蓄冷系统的使用可以降低配电容量和制冷设备的容量。3）蓄冷空调系统的初投资和常规空调系统相差不多。由于电力和制冷设备装置容量比常规系统小，另外蓄冷系统可以采用低温送风，也降低了空调系统的造价4）蓄冷技术的使用降低了空调系统的运行费用5）延长了空调系统的使用寿命6）提高了空调系统的可靠性2023/2/316第一讲空调负荷与设计模式：最大负荷一般出现在：15：00-17：00，但是空调设计中一般按照最大负荷设计（会带来什么问题？）主要有两设计模式：部分蓄冷模式全部蓄冷模式2023/2/317第一讲设计模式：全部蓄冷设计模式：其蓄冷时间与空调时间完全错开在夜间非用电高峰期，启动制冷机进行蓄冷，当所蓄冷量达到空调所需全部冷量时，制冷机停机；2023/2/318第一讲3、蓄冷技术基本概念设计模式：部分蓄冷设计模式：夜间非用电高峰时，系统运行蓄冷，白天空调期间，一部分空调负荷由蓄冷设备负担，一部分则有制冷设备负担。可减少峰值冷负荷到30-60%但未能最大限度削峰填谷2023/2/319第一讲3、蓄冷技术基本概念设计模式：2023/2/320第二讲蓄冷设备蓄冷系统的类型2023/2/321第二讲水蓄冷槽内水的混合特性出口水温变化规律混合特性值：M槽数越多，M值越大2023/2/322第二讲蓄冷设备4、蓄冷设备的基本分类（1）水蓄冷水蓄冷系统与空调系统连接方式：直接连接直接面向用户设备简单投资少但是开式系统，与大气相通，水质易受污染常压运行，需防止虹吸或倒空现象2023/2/323第二讲蓄冷设备4、蓄冷设备的基本分类（1）水蓄冷加压供冷远距离供冷2023/2/324第二讲蓄冷设备4、蓄冷设备的基本分类（1）水蓄冷间接连接高层和超高层供冷2023/2/325第二讲蓄冷设备4、蓄冷设备的基本分类（1）水蓄冷水蓄冷系统工作流程空调回水温度15度，通过旁通管混合15度和7度的水达到12度，从而保证冷水机组和空调器的工作参数当然，根据不同需要可以有其他方式的流程2023/2/326第二讲蓄冷设备1、蓄冷设备的基本分类（1）水蓄冷水蓄冷系统的特点与常规空调系统相比，可以采用高效制冷机，新旧系统均适用。与常规制冷剂相同，运行温度也相同，因此电耗比任何一种蓄冷系统都少只存水的潜热，不能存在潜热，所以需要大的存储空间蓄水槽体积大，保温防水处理造价高，蓄水槽表面积大，热损失也大为解决回水和冷水混合，需要采取相应措施，增加系统造价，所以管路设计相对复杂使用效率高，但是要求空间大，因此特别适用于地域辽阔的地区夏天可以蓄冷，冬天可以蓄热，纬度高的地区比较适合2023/2/327第二讲冰蓄冷设备2、基本概念蓄冰率：用来蓄冰率衡量蓄冰槽内冰所占的体积份额工程上一般用IPF决定蓄冰槽大小，目前各种蓄冰设备的蓄冰率一般在20-70%之间。还有一种以质量表达的蓄冰率，往往称为制冰率，有的蓄冰设备IPF可达90%以上2023/2/328第二讲蓄冷设备2、基本概念不冻液流速均匀，则融冰能力强，反之则小融冰效率：用于空调负荷的融冰冷量占总蓄冰冷量的比重融冰能力：衡量蓄冰槽中的冰实际可融解用于空调系统的冷量2023/2/329第二讲蓄冷设备融冰效率和蓄冷效率有些不同，但有时蓄冷效率也定义为融冰效率蓄冷效率：实际可以用于应付空调负荷的融冰能量除以用以制冰蓄冷的能量的值2、基本概念2023/2/330第二讲过冷现象：当液态物质冷却到凝固点是，并不结晶，而是被冷却到凝固点以下某个温度时，才开始结晶，这种现象称为过冷。为了减小过冷度，往往需要加入一些成核剂，促进冰核产生通过合理的结构设计增加冰核产生过冷现象的存在，对于冰蓄冷有什么影响？需要降低制冷机的蒸发温度从而降低了制冷机的性能系数COP，增大了耗电量2023/2/331第二讲过冷现象：当液态物质冷却到凝固点是，并不结晶，而是被冷却到凝固点以下某个温度时，才开始结晶，这种现象称为过冷。为了减小过冷度，往往需要加入一些成核剂，促进冰核产生通过合理的结构设计增加冰核产生过冷现象的存在，对于冰蓄冷有什么影响？蒸发温度每降低1度，制冷量降低5%左右2023/2/332第二讲蓄冷设备3、蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统2023/2/333第二讲蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统不完全冻结外融冰不需要二次冷媒制冷剂直接参与制冰如何提高蓄冰和释冷的均匀性？2023/2/334第二讲蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统完全冻结内融冰制冷剂不直接参与制冰需要二次冷媒释冷过程存在什么现象？释冷速率和释冷温度2023/2/335第二讲蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统水蓄冷系统完全冻结制冷剂不直接参与制冰需要二次冷媒怎么处理过冷现象？球内水量和球体积2023/2/336第二讲蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统2023/2/337第二讲气态制冷剂温度不低于32度，把板上的冰层融化一个薄层，从而脱落，进入蓄冰槽蓄冰率一般为40-50%，收冰过程20-60s，结冰和取冰反复周期进行蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统冰晶式蓄冷系统是将混合溶液（水与乙二醇或丙二醇溶液）降温至冻结点温度以下产生冰晶(直径约为100μm）其形成过程类似于雪花，自结晶核以三维空间向外生长而成，生成后成为一种淤浆状的液冰可以用泵输送浆状冰泥2023/2/338第二讲蓄冷系统的典型型式冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统类似冰球，封闭式蓄冰但是相变温度高一种相变温度为8.3℃，另一种相变温度为5℃2023/2/339第二讲冰盘管式蓄冷系统完全冻结式蓄冷系统冰球式蓄冷系统制冰滑落式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统共晶盐蓄冷系统2023/2/340第二讲目前使用最广泛的是盘管和冰球式蓄冷盘管式蓄冷设备以美国BAC公司为代表冰球蓄冷以法国西雅特公司为代表，并且世界上各类冰球蓄冷设备的冰球形状有很多变形。盘管式释冷性能稳定，但是盘管较长，不能有渗漏现象，查找和修复渗漏比较困难。冰球式的优点是冰球生产方便，放置在蓄冷槽也比较容易，但是释冷特性没有盘管稳定2023/2/341第三讲冰蓄冷空调系统建筑物冷负荷最大值出现在14：--18：00，但是除河南和湖南等几个省外，都不是用电高峰，所以仅仅削掉这个时间段的冷负荷是不合理的，应该根据实际情况，采用合理的分时蓄冷，如图所示。这样做也存在缺点（？）空调装机容量虽然减小，但是蓄冷装置设备增加2023/2/342常规空调系统：2023/2/343冰蓄冷空调系统冰蓄冷空调系统与常规空调系统相比，增加了不冻液循环

2023/2/344第三讲不冻液循环模式单蓄冷蓄冷和供冷释冷和供冷单释冷串联蓄冷串联释冷（蓄冰桶优先）串联释冷（制冷机优先）用电低谷制冰办公楼上班初期空调负荷低，用电平峰2023/2/345第三讲不冻液循环模式单蓄冷蓄冷和供冷释冷和供冷单释冷串联蓄冷串联释冷（蓄冰桶优先）串联释冷（制冷机优先）用电高峰削峰办公楼冷负荷高峰期2023/2/346第三讲不冻液循环模式单蓄冷蓄冷和供冷释冷和供冷单释冷串联蓄冷串联释冷（蓄冰桶优先）串联释冷（制冷机优先）用电低谷制冰2023/2/347第三讲不冻液循环模式单蓄冷蓄冷和供冷释冷和供冷单释冷串联蓄冷串联释冷（蓄冰桶优先）串联释冷（制冷机优先）不冻液温度降低，会导致制冷机蒸发温度降低，从而导致COP降低通过三通阀V1调节混合流量，从而调整不冻液温度优点：不冻液温度高，制冷机COP高缺点：蓄冷容量不能充分发挥两种串联释冷模式比较两种串联工作模式各有长短但由于制冷机是空调系统中能耗最大的设备，占60%以上，因此制冷机效率的提高很重要，此时制冷机优先的串联方式就具有优势例如进口12度，出口4度，制冷机和蓄冰桶平分负荷，中间存在一个8度的点tb……设计负荷60000kWhT＝12℃T＝4℃T＝8

供冷时间8小时试比较两种情况的耗电情况

制冷机优先，蒸发T高，制冷机基本是工作在标定设计工况，η高，发挥蓄冰桶低温势能长处例设计负荷60000kWhT＝12℃T＝4℃T＝8

供冷时间8小时试比较两种情况的耗电情况制冷机组优先选用蓄冰桶有效蓄冷量30000kWh制冷机组不冻液进口温度T＝12℃，T＝8℃蓄冰桶进出口不冻液温度T＝8℃，T＝4℃制冷机直接供冷量：60000-30000＝30000kWh制冷机组电耗率取0.25kW（电）/kW（冷量）则设计日制冷机组供冷电耗量为30000×0.25＝7500kWh制冷机组电功率30000÷8×0.25＝937.5kW蓄冰桶优先选用同一台蓄冰桶，此时释冷温度提升12℃/8℃，则其有效容量约可提高4.8％蓄冷量增直30000×（1+4.8％）＝31440kWh制冷机组降至8℃/4℃，蒸发温度每降低1℃，电耗增加2.5％计算，制冷机组供冷电耗率增至0.275kW（电）/kW（冷量）制冷机组直接供冷量：60000-31440＝28560kW则设计日制冷机组电耗率为：

28560×0.275＝7854kW制冷机组电功率为7854÷8＝981.75kW两种串联释冷模式比较电功率增加（981.75-937.5）÷937.45＝4.7％2023/2/354第四讲蓄冷设备的性能性能评估方法冰蓄冷设备本身就是一种换热器性能指标主要包括结冰蓄冷过程：结冰厚度，载冷剂温度与时间的关系融冰取冷过程：取冷流体温度、取冷流体流量与融冰取冷量的关系。2023/2/355第四讲冰盘管铜管和聚乙烯管的传热系数差别不大聚乙烯在0℃时的导热系数仅为12.44

，（实际上铜管的导热系数远远大于聚乙烯管，为什么两者的传热系数却接近？）从图中可以得到什么结论？冰盘管蓄冰过程因为冰的导热系数更小，只有2.25W/m·℃管材不同在结冰过程中影响并不大蓄冰盘管的冰层设计厚度不宜过大，否则将影响其冻结速度2023/2/356第四讲冰盘管蓄冰特性图一般蓄冰冻结时间为8～12小时，供回水温差约3℃。蓄冰时平均供水温度为-3.5～-5.5℃，冻结结束时最低供水温度比平均供水温度约低1.5℃。蓄冰冻结时间越长，温度过程线越平缓，相应需要的供水温度也可相对高些。允许在12个小时完成冻冰，进水温度可维持在－5℃，而若要求在8小时之内完成冻冰，则进水温度必须保持在－6℃以下冰盘管蓄冰过程2023/2/357第四讲冰盘管在融冰取冷过程中，来自空调负载的回水温度（即蓄冰设备的进水温度）和流量都会影响融冰量和为空调负载所提供的冷水温度。在一定的进出水温度条件下，某种盘管式蓄冰装置的融冰取冷特性如图。当进水温度一定，出水温度越高，在一定时间内的总取冷量越大；要求的出水温度越低，能够取出的总冷量越少，也就是说，蓄冰装置中残冰率越高（为什么？）冰盘管融冰取冷过程取冷量是指一定时间内总的冷量，与这段时间内水的总流量相关2023/2/358第四讲冰盘管在一定的流量条件下，盘管式蓄冰装置的融冰取冷特性如图所示当进水温度一定，流量越小，出水温度越低，且取冷延续时间越长；反之，则取冷水温越高，取冷延续时间越短。从图中还可以看出，如果要等出水温度取冷，随着取冷时间的延续，需要逐渐减小流量才能实现。（为什么？）相对结冰过程来说，融冰个十分复杂的换热过程，所以，不同形式的冰盘管其融冰过程曲线会有相当大的区别。冰盘管融冰取冷过程因为在不同形状的内融冰式的冰盘管融冰过程中，伴随有冰层的相变与浮动，造成的冰与管壁面接触面积大小的变化，水层的自然对流等因素有关2023/2/359第四讲蓄冷设备的性能冰球影响冰球蓄冷罐蓄冷的因素与影响冰盘管蓄冷的因素基本相同，即载冷剂的水温和流量，可参见图。但具体结冰过程曲线与盘管相差较大因为在冰盘管的结冰过程中，随着冰层的增厚热阻在增加，但冰与水的接触表面积也在同时加大，因此，在冰层相对不是过厚的范围内，总结冰速率变化不会很大。冰球蓄冰过程2023/2/360第四讲蓄冷设备的性能冰球但对被封装在环内的水，随着结冰厚度的变化，热阻在增大的同时，冰与水接触进行相变的表面积也在同时减小，故结冰速率的变化相对减少很快，甚至在冰层被封闭后，球内还有近15％的水，若进一步完成冻结需要的时间会相当长。为此不得不再次降低水温，或者适当减少可蓄存的总冰量，或者在设计计算中适当留出冰罐容积的富余量。冰球蓄冰过程2023/2/361第四讲蓄冷设备的性能冰球相对冻结过程而言，冰球的融冰过程更要复杂一些，因为融冰过程球中的冰块是活动的，在发生相变的同时，冰块受浮力作用逐渐向上浮动，固液相界面条件时刻在变化，而且随着取冷过程的进行，其取冷速率又会发生很大的变化。与蓄冷过程相同，影响冰球蓄冷罐融冰取冷的因素也是载冷剂的进水温度和单位蓄冰罐体积的载冷剂流量。但冰球蓄冰设备在融冰取冷过程中，有着与冰盘管设备明显的不同特性。冰球融冰释冷过程2023/2/362第四讲蓄冷设备的性能冰球首先：因球体单位冰体的表面积最大，即当球内融冰换热时，冰水接触界面面积大；其次一般球体内水冲注并不满，留有一定结冰膨胀空间，即空气。由于空气的不可凝结特性，在结冰过程中析出的空气会形成一种类似“蓉花”状的毛细孔道。当融冰时，毛细孔道又被融化的水渗入，相当于进一步加大了冰与水的接触表面积。因而冰球罐取冷速率会很大，可以很好地适用于有限电量的地区。（但是取冷不稳定）冰球融冰释冷过程2023/2/363第四讲蓄冷设备的性能冰球冰球的取冷速率的变化是很大的，如图所示，即当取冷水量和水温不变的情况下，冰球罐的出水温度变化非常大。若要保持稳定的取水温度，必需配合灵活恰当的流量控制装置与冷机相应的负荷调节装置。冰球罐蓄冰的另一特点是在罐内、球外的空间全部充满作为载冷剂的乙二醇水溶液，其比例约占罐体空间的（38～40）％，充液量大，但可以利用的显热量也比较大。蓄冷罐进水温度高、流量大，则融冰取冷快，但取冷出水温度高；同时，随着蓄冰罐内蓄冷量的减小，取冷率迅速降低。冰球融冰释冷过程2023/2/364第四讲蓄冷设备的性能冰球如图所示。流量较小时，如流量为0.9m3/h，在较长时间内出水温度变化不大，保持在0～2℃以下，随着罐内蓄冷量的减少，出水温度迅速提高。当流量较大时，如流量为1.9，取冷初期和取冷后期，出水温度的提高均比较迅速，而取冷中期一段较长时间内取冷出水温度变化不大，约1～2℃；取冷后期由于蓄冷量迅速降低，故出水温度迅速提高；而取冷中期为主要融冰取冷期，蓄冷罐内传热比较稳定，故出水温度变化不大从该试验得出，这种直径为95mm，蓄冷介质为水的冰球蓄冷罐，融冰取冷过程的平均传热系数约为1.6KW/℃·m3。

冰球融冰释冷过程第六讲低温送风系统低温送风空调系统是随着冰蓄冷的兴起而发展起来的，冰蓄冷技术是随着人们生活水平提高，用电峰谷差愈来愈大发展起来的。低温冷冻水具有相对比较大的冷量，可以减少管路尺寸，减少泵的电耗空调系统中，低温送水可以减少空气处理设备尺寸，也可以减少风机损耗与冰蓄冷系统结合的集中空调系统中，应用低温送风，可以降低一次投资，降低峰值电力，同时可以节省电耗，节省建筑物面积和空间低温送风空调系统可以提供降低温度的冷冻水，1.5-4度之间，因此低温送风空调系统具有较强的降湿能力第六讲低温送风系统人体舒适度指数:

风速0.15m/s的情况下相对湿度30%，干球温度26度相对湿度50%，干球温度25度相对湿度70%，干球温度23度以上三种舒适感是一样的采用低温送风空调系统，由于相对湿度较低，如果提高1-2度的干球温度，可以获得同样的舒适感第六讲低温送风系统低温送风空调系统的末端装置无风机诱导型混合箱带风机并联型混合箱带风机串联式混合箱直接送冷风散流器第六讲无风机诱导型混合箱经过集中处理的一次风，通过集中处理设备的风机送到混合箱入口，引导室内回风N混合，到达状态O，送入房间风机和风管温升诱导比在0.3-0.7之间由于本身没风机，需要提高一次风的压头，但是房间内噪音小第六讲带风机并联式混合箱无二次盘管的空气处理过程此时室内风具有风机温升第六讲带风机并联式混合箱带二次盘管的空气处理过程此时室内风经过二次盘管降温，降低了一次风的冷负荷需求第六讲带风机并联式混合箱优点：带风机并联式混合箱可以避免冷空气直接进入工作区，可以根据需要启闭风机和二次盘管冷冻水，因此调节很灵活缺点：风机的存在增加了噪音，消耗风机功率，维护也相对复杂第六讲低温送风空调系统的末端装置无风机诱导型混合箱带风机并联型混合箱带风机串联式混合箱直接送冷风散流器第六讲低温送风空调系统的末端装置带风机串联式混合箱一次风与室内回风混合后经过风机送入工作区，送风会有风机温升无二次盘管的带风机串联式混合箱工作过程焓湿图第六讲低温送风空调系统的末端装置带风机串联式混合箱与带风机的并联式对比第六讲低温送风空调系统的末端装置带风机串联式混合箱有二次盘管的带风机串联式混合箱工作过程焓湿图室内空气经过二次盘管降温第六讲低温送风空调系统的末端装置带风机串联式混合箱优点：最终送风温度与常规空调送风温度相当；变风量系统中，一次风量减小时，送入室内的空气量可以保持不变，室内气流稳定缺点：混合箱内风机连续运行，功耗大，与一次风机相当，噪音大，维修不便，维修费用高以上特点包括并联式混合箱第六讲低温送风空调系统的末端装置直接送冷风散流器将低温一次风直接送入房间，卷吸室内空气，流入工作区，使室内形成比较舒适的环境第六讲低温送风空调系统的末端装置直接送冷风散流器空气处理过程一次风直接送入室内与室内空气N混合，到达O，然后流经工作区第六讲低温送风空调系统的末端装置直接送冷风散流器优点：节能，噪音低，维修管理方便散流器风口形式以及空气入室内的分布是效果好坏的关键因素，需要依赖于准确的气流组织计算或者实验一种侧面送风形式，一次风经过风口斜向上送到天花板，经过天花板后再流经工作区，由于卷吸大量室内空气，混合后送风温差小，流经工作区后气流组织好，舒适度高。同时与顶送散流器相比，增加了室内气流流动第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的特殊问题送风温度低，风口风管以及末端装置容易结露，应该做好保温，这样也可以减少热损失水管内流动低温水，结露现象也严重送风温差大，送风温度低，当送风量小时，要避免低温空气直接进入工作区设计过程同时要考虑冬季送暖风问题风管制作必须严格符合密闭性要求，否则导致风管表面结露，长期会有腐蚀作用不冻液温度会随蓄冰系统的不同而有差异第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液不冻液是低温送风空调系统特有的载冷剂常规空调系统一般采用水作为载冷剂，但是由于低温送风空调系统有时候需要比较低的温度，载冷剂温度可能低于0度，所以水不适合，需要寻求其它冰点较低的物质可以通过在水中添加其他物质降低冰点一般添加无机盐或者醇类，在某一浓度时，可以达到比较低的冻结点第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液冷冻，冷藏、空调系统的使用温度低于0度时，往往使用不冻液代替水作为载冷剂，即冷冻传热介质。在冷冻系统中，制冷剂在蒸发器中将不冻液冷却，由泵将不冻液送至冷冻盘管，将冷量释放给被冷冻物。不冻液介于制冷剂和被冷冻物之间，作为冷量传递的二次介质，因此往往被称为二次冷媒第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液常用不冻液分类无机盐类：氯化钠，氯化钙等的水溶液有机物类：甲烷，乙烷，甲醇，乙醇，乙二醇，乙烯乙二醇，丙烯乙二醇，等水溶液特点无机盐类价格便宜，但是有腐蚀性；醇类腐蚀性低，但是甲醇有可燃性，乙二醇等对镀锌表面有侵蚀倾向，需要添加抑制剂，丙烯乙二醇毒性低，一般用于食品冷冻第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液常用水溶液凝固点第六讲低温送风空调系统不冻液的选择依据选择不冻液需要考虑如下因素冻结温度腐蚀性热物性化学稳定性安全性价格环保性目前已用最广泛的是乙二醇水溶液第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液乙二醇水溶液的特点冻结温度合适：

通过改变浓度可以达到低的冻结温度，如质量浓度25%的乙二醇水溶液可达到-11度，适合于冰盘管，完全冻结式等冰蓄冷系统，而冰晶式蓄冷系统需要-3度左右，此时可以选用浓度6%的乙二醇水溶液腐蚀性低纯乙二醇溶液没有腐蚀性，与水混合后有微酸性，但可以添加抑制剂第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液乙二醇水溶液的特点热物性可接受以25%的乙二醇水溶液在-5度时的热物性为例：密度1042，比水略重，但比其他盐类轻比热容3.78，比水小热容量3.938，比一般冷冻水低6%左右粘度5mpa.s，是水的四倍导热系数0.5,比水的0.58低化学稳定性好易溶于水，浓度均匀，挥发性低，蒸发率也不高，用于冰蓄冷空调，每年仅需做少量补充，7%左右第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液乙二醇水溶液的特点安全可靠为无色溶液，略带甜味，着火点高，约为116度，有轻微毒性，不可吞食，对人体皮肤无伤害，清水冲洗即可，浓度30%以下的乙二醇水溶液不属于有害物质价格平稳属于国际性工业大众物质，应用广泛，价格平稳，大约7000元/t环保性目前国际上没有限制乙二醇溶液的使用，但是排放时应该尽量稀释第六讲低温送风空调系统低温送风空调系统的不冻液乙二醇水溶液对泵和管道阻力的影响乙二醇水溶液与水的物性不同，因此泵和管道阻力与冷冻水系统略有不同可以先按照冷冻水系统计算，再乘以相应的修正系数右图是压降修正系数2023/2/390第七讲蓄冷系统与设备的选择蓄冷系统的选择选定一个具体的蓄冷系统应予考虑很多问题，才能保证将来系统的运行效果。主要有六个依据

1.有无可利用来进行蓄冷的现有条件：较大容积的消防水池（最好应在500m3以上），或可利用的槽基空间等；建筑物是否需要基载负荷，占总负荷量的比例如何；当地有无特殊限电政策，如杭州目前限定上午8:00至10:00的早高峰期一般不允许制冷机组开启；建筑空调负荷在日周期中变化是否剧烈

2.每日可进行蓄冰的时间不得超过当地电网给出的低谷电价时间段系统选择依据2023/2/391第七讲蓄冷系统与设备的选择蓄冷系统的选择

3.在满足蓄冰时间段的情况下，蓄冰装置所需的蓄冷温度不易过低，如图所示，某种产品其完成蓄冰的时间与相应所需的最低制冷温度要求存在一定的关系。（为什么？）

4.蓄冰槽的体积要小，占地面积尽量节省，对于发展较好的地区，如深圳，地价很贵，建筑面积的充分利用非常注意。系统选择依据蒸发温度低，制冷机COP低，耗电量增加制冷机的蒸发温度每降低1℃，若要保持同样的出力，则电耗量会增大约2％至3％，或者说同样一台冷机，其出力会减少2％至3％2023/2/392第七讲蓄冷系统与设备的选择蓄冷系统的选择

5.合理确定最佳蓄冷比例，它会直接关系到系统建设的初投资和运行费用的比例一般常选用满足负荷均衡的部分蓄冰系统，因为它的建设最为经济，即：蓄冰量约占30％至50％，一次投资大约在3年内可以收回。具体数值还与当地的供电政策有关，如电价的高低峰差值，购电费，建设蓄冰系统的单位，可以享受的其它优惠政策等。

6.建筑的空调或供冷系统是否有特殊要求如选用低温送风系统，则要求供水温度不能按常规7℃/12℃供水，可能要求供水为4℃，如果用于工业过程需冷，则应满足工艺要求一般2℃至3℃，甚至更低为1.5℃至2℃。

系统选择依据2023/2/393第七讲蓄冷系统与设备的选择不冻液冰蓄冷系统的不冻液一般为乙二醇水溶液乙二醇（C2H4(OH)2）是无色、无味的液体，挥发性低，腐蚀性弱，容易与水和许多有机化合物合使用。乙二醇分子量62.07，凝固点－12.7℃，溶解潜热（－12.7℃）187KJ/K不同浓度的乙二醇水溶液具有不同的物性参数：密度、比热、导热系数、粘度和凝固点，从而影响到管道阻力的计算对于乙二醇水溶液的选择，应该结合蓄冷系统选择中确定的最低运行温度，并考虑一定的安全运行系数而定，根据最低温度以及凝固点选择相应的浓度，从而可以得到其他物性参数，进行管道阻力计算不冻液与管道阻力计算2023/2/394第七讲蓄冷系统与设备的选择不冻液乙二醇对普通金属的腐蚀性比水低，但乙二醇的含水溶液则会呈现出微弱的腐蚀性，随着使用过程，乙二醇被氧化呈弱酸物性，因此，乙二醇水溶液中应加入添加剂，添加剂包括防腐剂和稳定剂，或予先作防腐处理。制冷机和板式换热器：系统阻力一般由厂家提供。管道阻力：可以根据具体情况计算，由于乙二醇水溶液的密度稍大于水，粘度大于水，而比热小于水，所以在计算载冷剂流量和管道系统阻力时应予以注意。如图给出不同质量浓度乙二醇水溶液在管道中流动时，其阻力与水阻力相比的修正系数。不冻液与管道阻力计算2023/2/395第七讲蓄冷系统与设备的选择制冷机组空调蓄冰系统用冷水机组需要适应空调工况和蓄冰工况，故常称之为双工况冷机可供选择的类型有：活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组和二级或三级离心式冷水机组；制冷量适宜范围和性能系数见表。从表中可以看出，离心式冷水机组性能稍优，但请注意，对于空调蓄冰用离心式冷水机组最好采用中温中压制冷剂