冰蓄冷系统教学PPT.ppt

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1、第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统贮能介质（蓄冷介质）：水；贮能介质（蓄冷介质）：水；载冷介质（载冷剂）：乙二醇溶液载冷介质（载冷剂）：乙二醇溶液。第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统一、系统分类一、系统分类冰冰蓄蓄冷冷系系统统静态静态蓄冰系统蓄冰系统动态动态蓄冰系统蓄冰系统蓄冷介质在蓄冷状态时，静止不蓄冷介质在蓄冷状态时，静止不动，被冷媒冷却后结冰，随着冻动，被冷媒冷却后结冰，随着冻结时间的延长，蓄冷介质冰层厚结时间的延长，蓄冷介质冰层厚度越来越厚，直到达到规定厚度，度越来越厚，直到达到规定厚度，停止冻结。停止冻结。蓄冷介质随系统流动，蓄冷时，蓄冷介质随系统流

2、动，蓄冷时，冰晶逐渐增多，达到蓄冷的要求冰晶逐渐增多，达到蓄冷的要求后完成蓄冷；释冷时冰晶逐渐减后完成蓄冷；释冷时冰晶逐渐减少，放出蓄存的冷量。少，放出蓄存的冷量。第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统盘管式蓄冰系统：盘管式蓄冰系统：1）内融冰蓄冷系统）内融冰蓄冷系统 2）外融冰蓄冷系统）外融冰蓄冷系统封装冰蓄冷系统：封装冰蓄冷系统：1）冰球式蓄冷系统）冰球式蓄冷系统 2）冰板式蓄冷系统）冰板式蓄冷系统静态蓄冰系统静态蓄冰系统第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统冰片滑落式冰片滑落式冰晶式冰晶式 动态蓄冰系统动态蓄冰系统第二章第二章 冰蓄冷系统冰蓄冷系统冰盘管式蓄冰装置是由沉浸在水槽中的盘管构成冰盘管

3、式蓄冰装置是由沉浸在水槽中的盘管构成换热表面的一种蓄冰装置。在蓄冷过程中，载冷换热表面的一种蓄冰装置。在蓄冷过程中，载冷剂（一般为重量百分比剂（一般为重量百分比25%的乙烯乙二醇水溶液）的乙烯乙二醇水溶液）和制冷剂在盘管内循环，吸收水槽内水的热量，和制冷剂在盘管内循环，吸收水槽内水的热量，在盘管外表面形成冰层，使冷量以冰的形式储存在盘管外表面形成冰层，使冷量以冰的形式储存起来。起来。盘管式蓄冰系统盘管式蓄冰系统外部和内部融冰方式外部溶冰方式外部溶冰方式内部溶冰方式内部溶冰方式冰盘管（内部融冰）（一）制冰与融冰的工作过程（一）制冰与融冰的工作过程制冰循环制冰循环v开始制冰时卤水（通常为乙二开始制

4、冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内使水冻醇溶液）流经储冰槽内使水冻结。结。空调循环空调循环v在空调循环时，来自用户或二在空调循环时，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换热将外表面冰层自内向外逐渐融化进行取冷渐融化进行取冷t=5 _9(F-32)v优点优点盘管外表面融冰均匀，不易形成水流死角盘管外表面融冰均匀，不易形成水流死角不需要采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化不需要采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化v缺点缺点空调回水与冰间有很薄的水层，融冰换热热空调回水与冰间有很薄的水层，融冰换热

5、热阻较大阻较大多采用细管、薄冰层蓄冰多采用细管、薄冰层蓄冰冰盘管（内部融冰）结构特点冰盘管（内部融冰）（二）常见形式（二）常见形式主机上游的串联蓄冰系统主机上游的串联蓄冰系统 主机置于循环回路的上游主机置于循环回路的上游(冰桶冰桶)，主机可在较高的蒸发温度下工作，可提高主机的主机可在较高的蒸发温度下工作，可提高主机的工作效率，仍可保证恒定的低温乙二醇出口温度工作效率，仍可保证恒定的低温乙二醇出口温度;系统中水泵配置方便，水温控制效果好。系统中水泵配置方便，水温控制效果好。四种运行工况：四种运行工况：制冷机蓄冰、蓄冰槽融冰供冷、制冷机供冷、制冷机蓄冰、蓄冰槽融冰供冷、制冷机供冷、制冷机联合蓄冰槽

6、共同供冷。制冷机联合蓄冰槽共同供冷。冰盘管（内部融冰）制冷机蓄冰制冷机蓄冰冷机冰槽板换用户乙二醇泵冷冻泵V1V2V3V4冰盘管（内部融冰）制冷机供冷制冷机供冷冷机冰槽板换用户乙二醇泵冷冻泵V1V2V3V4冰盘管（内部融冰）蓄冰槽供冷蓄冰槽供冷冷机冰槽板换用户乙二醇泵冷冻泵V1V2V3V4冷水机组停机冷水机组停机冰盘管（内部融冰）制冷机联合蓄冰槽供冷制冷机联合蓄冰槽供冷冷机冰槽板换用户乙二醇泵冷冻泵V1V2V3V4通过调节通过调节V1、V2阀门来调阀门来调节此处流量分配节此处流量分配冷水机组制冷冷水机组制冷冰盘管（内部融冰）（三）主机上游的串联蓄冰系统优点（三）主机上游的串联蓄冰系统优点v低温乙

7、二醇出口温度稳定低温乙二醇出口温度稳定,可最大限度降低系统其他设备的可最大限度降低系统其他设备的容量。容量。v主机置于蓄冰设备上游，主机在较高的蒸发温度下工作，提主机置于蓄冰设备上游，主机在较高的蒸发温度下工作，提高主机工作效率，降低蓄冰设备的一次投资。高主机工作效率，降低蓄冰设备的一次投资。v系统简单，结构紧凑。系统简单，结构紧凑。v板式换热器换热面积及水泵的功率最小。板式换热器换热面积及水泵的功率最小。v自控系统相对简单，易于控制。自控系统相对简单，易于控制。并联式冰蓄冷系统空调器空调器蓄冰桶蓄冰桶制冷机制冷机冷却塔冷却塔冰盘管（内部融冰）（四）盘管形式（四）盘管形式 常见的有三种常见的有

8、三种:蛇形盘管蛇形盘管;圆筒形盘管圆筒形盘管;U形立式盘管。形立式盘管。它们起着换热器的作用。与相应的它们起着换热器的作用。与相应的贮槽配套，构成各种蓄冷装置。贮槽配套，构成各种蓄冷装置。冰盘管（内部融冰）（五）内融冰系统特点（五）内融冰系统特点可以选用常规制冷设备。可以选用常规制冷设备。制冷系统制冷剂量少，不易泄漏。制冷系统制冷剂量少，不易泄漏。蓄冰桶（槽）可以完全冻结成冰。可不设置结冰厚度控制器，搅蓄冰桶（槽）可以完全冻结成冰。可不设置结冰厚度控制器，搅拌器，降低了故障率，并减少了用电量。拌器，降低了故障率，并减少了用电量。融冰时，由外表面开始融冰，增加了一次传热损失，需靠增加传融冰时，由

9、外表面开始融冰，增加了一次传热损失，需靠增加传热面积来补偿。热面积来补偿。内融冰方式的结冰与融冰过程比较缓慢，适合空调工程。不适合内融冰方式的结冰与融冰过程比较缓慢，适合空调工程。不适合工业过程使用。工业过程使用。结冰厚度在结冰厚度在1049mm之间，耗电量比常规系统大，之间，耗电量比常规系统大，维护保养工作与常规空调系统相同。维护保养工作与常规空调系统相同。冰盘管（内部融冰）（六）内融冰系统设计注意点（六）内融冰系统设计注意点二次冷媒为乙二醇溶液，要使用二次冷媒为乙二醇溶液，要使用缓蚀剂，缓蚀剂，乙二醇溶液有乙二醇溶液有一定的腐蚀性。一定的腐蚀性。二次冷媒系统应采用二次冷媒系统应采用闭式系统

10、闭式系统 乙二醇溶液为有毒物质。开式系统由于乙二醇溶液的腐乙二醇溶液为有毒物质。开式系统由于乙二醇溶液的腐蚀性，不但增加了补充乙二醇溶液工作的危险性，而且蚀性，不但增加了补充乙二醇溶液工作的危险性，而且存放及管理也是一个问题。存放及管理也是一个问题。冰盘管（外部融冰）（一）定义：（一）定义：温度较高的空调回温度较高的空调回水直接送入盘管表水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰面结有冰层的蓄冰槽，使盘管表面的槽，使盘管表面的冰层自外向内逐渐冰层自外向内逐渐融化。融化。外融冰系统特点v优点优点空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快快不需要二次换热装置不需要二次换热

11、装置v缺点缺点蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容积大蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容积大盘管外表面结冰不均匀，易形成水流死角盘管外表面结冰不均匀，易形成水流死角需要采取搅拌措施，促进冰的均匀融化需要采取搅拌措施，促进冰的均匀融化 冰盘管（外部融冰）（二）（二）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v开始制冰时，冰槽内充满水，低温乙二醇溶液在盘开始制冰时，冰槽内充满水，低温乙二醇溶液在盘管内循环流动管内循环流动,吸收冰槽水的热量；此时冰水泵不吸收冰槽水的热量；此时冰水泵不动作，小空气泵在槽内制造气泡造成水流扰动，水动作，小空气泵在槽内制造气泡造成水流扰动，水接触到盘管逐渐冻结而结成冰。冰的厚

12、度由设计者接触到盘管逐渐冻结而结成冰。冰的厚度由设计者决定。一般约在决定。一般约在11-1/2”。空调循环空调循环v在白天空调循环时，冰水泵运转系统水流，使水在在白天空调循环时，冰水泵运转系统水流，使水在冰槽内接触冰而降温，冰的融化使水的温度由进水冰槽内接触冰而降温，冰的融化使水的温度由进水温度降到出水温度。温度降到出水温度。冰盘管（外部融冰）（二）（二）外融冰特点外融冰特点系统简单，易于生产。系统简单，易于生产。适于短时，大量、温度低的用冷场合。工业加工及适于短时，大量、温度低的用冷场合。工业加工及低温送风空调系统低温送风空调系统未融的冰在充冷时会增加热阻，增大耗电量。未融的冰在充冷时会增加

13、热阻，增大耗电量。充冷结束时，蓄冰槽中需约充冷结束时，蓄冰槽中需约50的水。不允许全部的水。不允许全部冻结成冰。融冰时需抽水，需加结冰厚度控制器或冻结成冰。融冰时需抽水，需加结冰厚度控制器或增加盘管间距，前者易出故障，后者使水槽体积增增加盘管间距，前者易出故障，后者使水槽体积增大，多占空间。大，多占空间。需气泡鼓动或搅拌，增大了耗电量。需气泡鼓动或搅拌，增大了耗电量。制冷剂耗量大。考虑泄露、价格、供应等问题制冷剂耗量大。考虑泄露、价格、供应等问题设计时应考虑制冷剂回油问题。维护保养费用高设计时应考虑制冷剂回油问题。维护保养费用高 冰盘管（外部融冰）（三）设计注意的问题（三）设计注意的问题v泵出

14、口应设置止回阀，进口应设置稳压阀。避免停泵时泵出口应设置止回阀，进口应设置稳压阀。避免停泵时系统水回流，使蓄冰槽水外溢。系统水回流，使蓄冰槽水外溢。v宜采用螺杆式或活塞式压缩机。若采用离心式压缩机应宜采用螺杆式或活塞式压缩机。若采用离心式压缩机应考虑是否适合该工况。因为单级离心式制冷压缩机压比考虑是否适合该工况。因为单级离心式制冷压缩机压比较小。较小。封装冰蓄冷系统封装冰蓄冷系统定义：定义：封装冰蓄冷装置是将蓄冷介质封装冰蓄冷装置是将蓄冷介质水水密封在塑料容器内，并将这些容器密密封在塑料容器内，并将这些容器密集地安置在密闭的金属贮槽内，或堆集地安置在密闭的金属贮槽内，或堆放在开敞的贮槽中，组成

15、蓄冷装置。放在开敞的贮槽中，组成蓄冷装置。封装的塑料容器可以是球形的，板状封装的塑料容器可以是球形的，板状的和带芯的球状容器。的和带芯的球状容器。1）冰球结构）冰球结构 2）冰板结构）冰板结构 3）芯心冰球）芯心冰球 4）贮槽）贮槽封装冰系统封装冰特点v冰球或冰板外部形状均匀，水流阻力最冰球或冰板外部形状均匀，水流阻力最小，且均匀吸放热量小，且均匀吸放热量,没有热传死角。没有热传死角。v球体外部为均匀圆球体，机械强度最大，球体外部为均匀圆球体，机械强度最大，适合大型储冰系统使用。尤其不冻结液适合大型储冰系统使用。尤其不冻结液（乙二醇溶液）更换时冰球不会因堆积，（乙二醇溶液）更换时冰球不会因堆积

16、，而挤压破裂或变形。而挤压破裂或变形。v圆球式设计，储冰槽内存放密度最高，圆球式设计，储冰槽内存放密度最高，储冰容积最大，相同储存冷量圆球式所储冰容积最大，相同储存冷量圆球式所需储冰槽最小。需储冰槽最小。动态蓄冰系统冰片滑落式（一）工作原理（一）工作原理制冰模式运行时，分为两个工作周期，制冰模式运行时，分为两个工作周期，一个是制冰期，一个是收冰期（即一个是制冰期，一个是收冰期（即脱冰）。制冰期为脱冰）。制冰期为1030min、收冰、收冰期为期为2060s。当冰层结至。当冰层结至36mm时，开始脱冰。制冷系统通过四通时，开始脱冰。制冷系统通过四通阀切换控制阀切换控制时间控制器反向运行，时间控制器反向运行，用热制冷剂加热原蒸发器，则冰层用热制冷剂加热原蒸发器，则冰层脱落。结冰、脱冰循环进行。脱落。结冰、脱冰循环进行。动态蓄冰系统冰片滑落式（二）适用场合（二）适用场合由于释冷速率快，特别适合于尖峰用冷，而且可以用大温由于释冷速率快，特别适合于尖峰用冷，而且可以用大温差的冷冻水供应低温空调系统，更有利于节省投资。如差的冷冻水供应低温空调系统，更有利于节省投资。如工业过程、渔业、冷冻保鲜等。工业