蓄冷技术简介.ppt

即冷量的贮存。 上海电网历年最高负荷及峰谷差变化柱形图。 3.3.1 蓄冷方法的种类、机理 一、显热蓄冷 一、冰盘管式 二、完全冻结式 三、冰球式 四、滑落式 五、优态盐式 六、冰晶式 3.4.1 水 3.4.2 共晶冰 3.4.3 优态盐 3.4.4 乙二醇水溶液 3.4.1 水 3.4.2 共晶冰 （一）、共晶冰的定义 共晶质量分数的溶液在共晶点温 度下形成的冰，可作为蓄冷剂。 （二）、共晶冰的特性 3.4.3 优态盐 优态盐是一种由硫酸钠无水化合物为主要成分，再加水和添加剂调配而成的混合物，可以在任何温度下进行相变，是一种很好的蓄冷剂。 3.4.4 乙二醇水溶液 冻结温度、腐蚀性、热物性、化学稳定性、安全性、价格、环保等都是选用载冷剂重点考虑的因素。 乙二醇略带甜味，着火点约为116℃无色，具有轻微毒性，不可吞食，人体皮肤接触无伤害，只要立即清洗即可，水中溶解度为100%。排放时必须充分加以稀释，尽量避免造成环境污染。 乙二醇水溶液是一种很好的载冷剂。分子式为C2H4(OH)2；分子量为62.07；20℃时的密度为1115kg/m3；0.1MPa时的沸点为 198℃；纯乙二醇的冻结点为-12℃，容积百分比50%的乙二醇的冻结点为-37℃，容积百分比30%的乙二醇的冻结点为-16℃，容积百分比25%的乙二醇的冻结点为-11℃；0℃时的动力粘度为0.057Pa·s，20℃时的动力粘度为0.021Pa·s；20℃时的比热为2.347kJ/kg· ℃；容积百分比为30%以下的乙二醇水溶液不属于有害物质。 为解决动力供应与用冷不同步的矛盾，蓄冷在早期的陆地运输冷藏车上多有应用。例如铁路冷藏车上用盐水冰蓄冷，公路冷藏车上用共晶冰冷板蓄冷。其缺点是：增加车的自重；温度控制精度难以保证；蓄冷使用时间受到限制，或冷量不足或冷量浪费，使用有诸多不便。 20世纪30年代，美国对一些教堂、影剧院、牛奶加工厂等需要在短时间大量供冷的部门使用了冰蓄冷器，以减小制冷机容量，节省设备费用。 近几十年来，随着现代化高层建筑的发展和空调应用的普及，空调制冷用电急剧增加，同时不同季节之间、昼夜之间的用电量差异越来越大，使得电业部门承受的供电压力日益繁重。为了削减昼夜之间电网供电的峰-谷之差，改善供电状况，1980年美国德州电力公司首先实施“转移尖峰电力优待措施”。以后许多国家的电业部门相继实施用电分时计价、夜间电费优惠的制度，以鼓励多使用夜间（用电低谷期）的电力。城市建筑中空调是最大的用电设备之一，高峰季节（夏季）其用电量占到建筑物总用电量的一半以上，因而空调蓄冷是实现用电移峰填谷、平衡城市供电和节省空调运行费用的重要手段，受到特别的重视，并成为一项专门技术。 空调蓄冷方式有水蓄冷和冰蓄冷。最早使用的是水蓄冷，以削减空调制冷设备的装机容量为主要目标，旨在降低初投资。1973年，能源危机再次引起人们对空调蓄冷的研究。以后，以转移尖峰用电负荷为目的进入并蓄冷阶段。冰蓄冷比水蓄冷的蓄冷密度高，可以大大缩小蓄冷其尺寸。常规并蓄冷虽然节省了运行费用，但制冷机要在制冰工况下运行，蒸发温度比无蓄冷的空调工况低许多，因而能效降低、实际能耗增大，而且初投资高。 进一步要研究的是空调蓄冷的节能问题。一方面是从空调系统入手，针对冰蓄冷的高品位冷能利用，从空调系统整体考虑提高能效和降低投资及建筑造价，并改善室内空气品质和舒适度。另一方面是从蓄冷本身考虑，用冻结点较高的蓄冷介质，使制冷机运行工况与空调工况相适应，新的蓄冷介质有气体水合物、优态盐或盐水合物（共晶盐）；还有采用潜热与显热混合蓄冷方式。 气体水合物蓄冷技术的研究，在20世纪80年代初，由美国橡树岭（OrkRidge）国家实验室开始进行。最早是用传统的氟利昂物质（R11、R12、R21等）构成气体水合物。1985年后，日本作了进一步研究，并迅速投入工程应用。当提出CFCs物质对大气臭氧层的破坏问题后，用CFCs替代物质构成气体水合物的研究成为当务之急。现已进行了实验研究的有R134a、R113、R142b的气体水合物；从保持蓄冷槽常压的角度考虑，R142b、R245ca等有可能作为气体水合物的构成物质，有关的开发和研究国内外正在着手进行。 3.6 空调蓄冷方案 3.6.2 部分蓄冷 3.6.1 全部蓄冷 全部蓄冷，即供冷完全靠融冰完成，蓄冷只在非用冷时段进行。这对于冷负荷全部出现在高峰用电时段、要最大限度地起到削峰填谷作用，其优点是很明显的。但冷冻设备、蓄冷装置都大，因此初投资大；同时冷冻机组部连续运行，宜造成磨损。 3.6.2 部分蓄冷 部分蓄冷，即蓄冷在用电低谷、平时时段进行，供冷由融冰和制冷机共同完成。这种方式主要特点是减少制冷机的装机容量，一般可减少到峰值冷负荷的30-6