下载文档原格式
浅谈冰蓄冷低温送风空调系统的原理\设计和节能应用摘要：当前我国能源短缺的现状和峰谷电价差的政策为冰蓄冷空调提供了巨大的发展前景，而低温送风技术和冰蓄冷空调系统的结合具有极大的优越性和节能特性。
本文阐明了该系统的技术原理和节能优势，讨论了冰蓄冷低温送风空调系统的优化设计方法，指出其在我国的发展前景和趋势。
关键词：冰蓄冷空调低温送风节能随着现代经济的快速发展和人民生活水平的提高，空调设备的需求量越来越大，空调能耗急剧上升，目前已占到我国总能耗的15%左右[1]。
而我国是一个能源供应十分紧张的国家，全国连年出现大范围电力供应紧张的局面。
目前，国家电力部门己经制定了峰谷电价差政策，使低谷电价相当于高峰电价的1/2～1/6，峰谷电价的实施，给冰蓄冷空调提供了巨大的发展前景。
另一方面，单纯的冰蓄冷系统，利用午夜以后的低谷电制冰，储存到白天用电尖峰时段供冷，确实可以有效地转移一部分尖峰用电时段的空调用电负荷。
当这两者紧密结合在一起时，更显示了冰蓄冷技术的优越性与竞争力，低温送风空调方式也随之被带动发展起来，这对改变传统的制冷空调方式，应用和推广节能型的空调系统具有重要的意义。
一、冰蓄冷技术和低温送风技术简介空调冰蓄冷技术是20世纪90年代以来在我国兴起的一门实用综合技术。
实施该技术能够有效地“移峰填谷”平衡电网的供电负荷，具有显著的社会和经济效益。
而在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足建筑物空调负荷的需要。
其运行费用由于电力部门实施峰、谷分时电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值越大，得益越大。
同时空调蓄冷系统中制冷设备满负荷运行的比例增大，状态稳定，提高了设备利用率。
低温送风空调方式是在蓄冷技术的发展下带动起来的空调技术。
低温送风的概念是相对于常规送风而言的，常规空调系统从空气处理机送出来的空气温度为16～18℃，低温送风系统的上述空气温度为7～12℃，而超低温送风系统的上述空气温度则为4～6℃。
低温送风系统与冰蓄冷相结合的方案研究摘要低温送风系统与冰蓄冷相结合的技术方案是现代低温送风系统应用的重点措施，对于系统优化应用有重要的作用。
两项技术相互结合，能够有效控制电力峰谷的负荷差问题，继而确保低温送风系统应用稳定。
本文为研究低温送风系统与冰蓄冷技术，针对某项案例进行探讨，文章中提出冰蓄冷和低温送风系统的结合方案，并对方案实现后的优势和缺陷进行分析，最后针对缺陷提出改进建议。
关键词：低温送风系统；冰蓄冷；峰谷低温送风系统可以充分利用冰蓄冷提供的冷冻水，采用7℃左右的送风温度，使初投资大大减少。
由于送风温差增大，送风量减少，使空气处理设备、风管尺寸、循环水泵，水管管径均减小，由于尺寸减小，在建筑层高不变的情况下，可增加建筑的层高。
另外，由于风量和水量同时减少，输送能耗可比常温送风空调系统减少30%到40%。
并且可以充分利用冰蓄冷技术，移峰填谷，避开用电高峰期，可见，这种结合方式有一定的经济效益。
基于以上优势，开展二者技术结合研究已经成为技术研发重点目标，对于企业发展也有重要的意义。
1.低温送风系统与冰蓄冷相结合的方案低温送风系统与冰蓄冷相结合的方案主要是指二者融合需要经过精细设计，了解具体需求后，设计工作方案。
本次研究中，主要针对某设计方案中的低温送风系统和冰蓄冷技术的运行模式以及其他专业设计。
（1）运行模式设计冰蓄冷低温送风系统的设计应用过程中，二者结合的运行模式设计非常关键，直接关系到系统正常使用。
如此次的研究方案，设计运行模式为冰蓄冷低温送风组合模式，系统主要包括制冷剂、蓄冰槽、供热器以及冰负荷，在整个系统运行的过程中，将冰蓄冷系统分为全量蓄冰、分量蓄冰作为主要运行策略、运行模式设计时分别设计蓄冷、供冷两种全量蓄冰工作模式。
而分量蓄冰措施中，分为蓄冷和供冷两大模式，供冷模式中也包括并联、制冷机优先、蓄冰装置优先等模式。
为实现各模式，方案设计中，设计系统的7个阀和2个泵。
第一，全量蓄冰：①蓄冷模式下1号泵开启，1、2、6号阀开启。
与冰蓄冷相结合的低温送风系统3李 莉1 朱彩霞2 张建一1(1集美大学 厦门 361021)(2中原工学院 郑州 450007) 摘 要 说明冰蓄冷冷源与低温送风空调的结合形式,对冰蓄冷低温送风空调系统的运行特性及经济性进行分析。
结果表明,低温送风空调与冰蓄冷技术相结合,可降低整个系统的初投资和运行费;室内相对湿度的降低,可以提高人体舒适感,改善室内空气品质。
主题词 冰蓄冷 低温送风 经济分析 3受福建省科技厅科技计划重点项目(2003H033)资助。
李 莉,女,38岁,副教授。
本文于2004年1月30日收到。
1 引 言随着我国经济的快速发展,供电与需求的矛盾更为突出。
很多新兴加工业都要求要有空调环境,加剧了用电峰谷矛盾。
因此,改变传统的制冷空调方式,寻找新型的较优越的制冷空调方式,便成为目前研究的热点课题。
国际上较早推出冰蓄冷低温送风空调技术是在1947年、1950年,美国最先应用于住宅和小型商业建筑的改造工程上。
中国近几年来也开始了研究工作,虽然已进入实用化阶段,但仍然有很多问题需进一步深入研究和解决。
需要在消化吸收国内外冰蓄冷低温送风系统设计经验的基础上,以节能降耗和提高室内空气品质为目的,通过试验研究探讨冰蓄冷低温送风空调的风系统、水系统的特殊变化规律及优化设计方法。
2 冰蓄冷与低温送风空调的结合形式冰蓄冷就是将水制成冰,利用冰的相变潜热进行冷量的储存。
由于冰蓄冷除可以利用一定温差的水的显热外,主要利用的是335kJ /kg 的相变潜热。
冰蓄冷系统的制冰形式有2种:以蒸发器直接用作制冰元件的直接蒸发式和先以蒸发器冷却载冷剂,载冷剂(盐水、乙二醇水溶液等)再冷却制冰的间接冷媒式。
冰蓄冷空调系统在流程设计时,依具体情况可将制冷主机和蓄冰装置进行串联或并联工作,以实现蓄冰、制冷机供冷、蓄冰槽供冷、制冷机与蓄冰槽同时供冷等几种不同的运行工况,与空调系统优化匹配,进行节能运行调节。
低温送风空调系统按送风温度的高低通常可分为3类:1)送风温度为4℃～6℃的超低温送风。
蓄冷技术●蓄冷技术的基础知识●冰蓄冷空调系统●高温相变潜热蓄冷空调系统●高温水蓄冷空调系统第一节蓄冷技术的基础知识⑴蓄冷技术的定义蓄冷技术是一门关于低于环境温度热量的储存和应用技术，是制冷技术的补充和调节。
低于环境温度的热量通常称作冷量。
人们的生活和生产活动在许多时候要用到冷量，但是，有些场合缺乏制冷设备，有些时段不能使用制冷设备就需要借助蓄冷技术解决用冷需要。
⑵蓄冷技术的应用场合主要用在解决制冷设备定常制冷量与用冷负荷起伏的不平衡矛盾上。
⑶蓄冷技术的内容根据用户对冷量的需求选择蓄冷材料，设计蓄冷装置，实行冷量的储存和释放。
一般层次的蓄冷技术：在已选定蓄冷材料的基础上，根据应用场合的不同，进行蓄冷量的匹配设计和蓄冷、释冷速率的计算。
较深层次的蓄冷技术：蓄冷材料的探索、设计，蓄冷材料热物性测试，蓄冷、释冷过程传热特性的计算与实验。
⑷蓄冷方法有显热蓄冷和相变潜热蓄冷两大类。
如在蓄冷空调中的水蓄冷空调是显热蓄冷，冰蓄冷空调和优态盐水合物(PCM)是相变潜热蓄冷。
蓄冷的温度受到冷源温度和用冷温度的限制，进行蓄冷工程设计和蓄冷技术的研究，一定要弄清蓄冷的特定温度范围。
⑸蓄冷工程设计内容包括蓄冷负荷设计、蓄冷材料选择、蓄冷和释冷方式设计。
⑹蓄冷工程设计中的主要技术参数①冷源温度、蓄冷温度、用冷温度；②比容积蓄冷量、理论最大蓄冷量、实际蓄冷量③蓄冷速率、放冷速率。
1.应用背景近几年，我国电力发展很快，普遍缺电状况已得到根本改善，但随着电力消费量的增加，电网负荷在白天与深夜有很大的峰谷差的矛盾愈加突出。
●平衡电网负荷的方法：调节电厂发电能力或调节用户负荷。
●调节电厂发电能力的方法–调节水电发电功率；–调节火力发电机组的发电功率是困难和不经济的；–核电要求供电平稳；–建抽水蓄能电站，其一次性投资很大，由于水泵、电机的效率影响，储能的回收率也只60％多，蓄能成本高。
–例如，十三陵抽水蓄能电站，安装4台200MW机组，投资达27亿元，据测算，用它填补高峰负荷时其发电成本每千瓦时高达1.3元，为常规高峰电价的2.5倍；另外最大的问题是电网容量有限，即使电厂可以增加峰电供应，也因供电网能力的限制，对用户而言，仍然会产生高峰缺电状况。
冰蓄冷空调系统介绍冰蓄冷空调系统是一种利用冰的相变潜热进行冷量的储存和释放的空调系统。
在制冷模式下，系统将制冷剂通过制冷剂循环管路输送到蓄冷设备中，通过制冷剂与蓄冷材料之间的热交换将蓄冷材料冷却成冰，以储存冷量。
在需要制冷时，通过制冷剂循环管路将制冷剂输送到空调系统中，利用蓄冷材料的储存的冷量来满足空调系统的制冷需求。
冰蓄冷空调系统具有以下优点：1、节能：利用蓄冷设备储存冷量，可以在夜间电力低谷时段进行制冷，减少白天高峰时段的制冷负荷，从而降低电力消耗。
2、环保：由于减少了白天高峰时段的制冷负荷，可以减少电网的负荷，降低碳排放。
3、舒适度高：冰蓄冷空调系统可以提供更稳定的室内温度和湿度，避免了因频繁开启空调而引起的温度波动，提高了居住的舒适度。
4、降低初期投资：由于冰蓄冷空调系统可以在夜间电力低谷时段进行制冷，因此可以延长空调主机的使用寿命，从而降低初期投资。
5、提高电力系统的稳定性：冰蓄冷空调系统可以在电网出现故障时继续提供制冷服务，提高了电力系统的稳定性。
冰蓄冷空调系统是一种高效、环保、舒适的空调系统，具有广泛的应用前景。
冰蓄冷低温送风空调系统技术经济性分析随着全球能源价格的上涨和环保意识的提高，高效、节能、环保的空调系统日益受到人们的。
冰蓄冷低温送风空调系统作为一种先进的空调技术，在许多方面都具有显著的优势。
本文将对该系统的技术经济性进行分析。
一、冰蓄冷低温送风空调系统概述冰蓄冷低温送风空调系统是一种以冰水为冷源，利用蓄冷技术在非高峰负荷时段储存冷能，并在需要时释放冷能，实现温度调节的空调系统。
该系统主要分为制冷、蓄冷、送风和控制系统四大部分。
与传统的空调系统相比，冰蓄冷低温送风空调系统具有降低能耗、提高舒适度、减少维护成本等优点。
二、技术经济性分析1、能耗降低冰蓄冷低温送风空调系统的能耗主要来自制冷和送风两部分。
由于该系统采用了冰蓄冷技术，可以在非高峰负荷时段储存冷能，从而有效降低了电力高峰负荷，节省了电力成本。
冰蓄冷空调系统原理及其技术
一、冰蓄冷空调系统原理
冰蓄冷空调系统属于利用化学反应，在冰蓄冷机组中形成的蓄冷湿冷
却塔，经冰蓄冷循环贮存介质，利用冰蓄冷机组将热能转换为冷能，冷能
之间转换到室外，以及室内“冷热机组”中，将冷能转换为热能，达到空
调系统调节温度和湿度的作用。
1、冰蓄冷机组：冰蓄冷机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、再蒸发器、再凝结器和冰水泵组成，形成冷凝蒸发循环。
蒸发器、冷凝器和再蒸发器
由压差驱动器控制，冰水泵能够把自己的热量储存在冰水中，而且能够把
蓄冷介质的温度低于环境的温度。
2、冰水泵：冰水泵负责将蒸发器冷凝到冰池中的热量用压缩机和热
交换器蒸发，将冷凝器的热量用压缩机和热交换器冷凝，然后将冰池中的
冷凝器的冷凝热量带回室内，以实现调温和调湿的作用。
3、蒸发器、冷凝器、压缩机、再蒸发器和再凝结器：这些都是冰蓄
冷机的重要组成部分，用于将空气加热或冷却。
蒸发器的作用是将冷冻液
冷凝，将热量从空气中蒸发；冷凝器的作用是将冷冻液蒸发，将热量从空
气中冷凝；压缩机的作用是将冷冻液压缩，然后释放出热量。
与冰蓄冷相结合的低温送风系统*李 莉1 朱彩霞2 张建一1(1集美大学 厦门 361021)(2中原工学院 郑州 450007)摘 要 说明冰蓄冷冷源与低温送风空调的结合形式,对冰蓄冷低温送风空调系统的运行特性及经济性进行分析。
结果表明,低温送风空调与冰蓄冷技术相结合,可降低整个系统的初投资和运行费;室内相对湿度的降低,可以提高人体舒适感,改善室内空气品质。
主题词 冰蓄冷 低温送风 经济分析*受福建省科技厅科技计划重点项目(2003H033)资助。
李 莉,女,38岁,副教授。
本文于2004年1月30日收到。
1 引 言随着我国经济的快速发展,供电与需求的矛盾更为突出。
很多新兴加工业都要求要有空调环境,加剧了用电峰谷矛盾。
因此,改变传统的制冷空调方式,寻找新型的较优越的制冷空调方式,便成为目前研究的热点课题。
国际上较早推出冰蓄冷低温送风空调技术是在1947年、1950年,美国最先应用于住宅和小型商业建筑的改造工程上。
中国近几年来也开始了研究工作,虽然已进入实用化阶段,但仍然有很多问题需进一步深入研究和解决。
需要在消化吸收国内外冰蓄冷低温送风系统设计经验的基础上,以节能降耗和提高室内空气品质为目的,通过试验研究探讨冰蓄冷低温送风空调的风系统、水系统的特殊变化规律及优化设计方法。
2 冰蓄冷与低温送风空调的结合形式冰蓄冷就是将水制成冰,利用冰的相变潜热进行冷量的储存。
由于冰蓄冷除可以利用一定温差的水的显热外,主要利用的是335kJ/kg 的相变潜热。
冰蓄冷系统的制冰形式有2种:以蒸发器直接用作制冰元件的直接蒸发式和先以蒸发器冷却载冷剂,载冷剂(盐水、乙二醇水溶液等)再冷却制冰的间接冷媒式。
冰蓄冷空调系统在流程设计时,依具体情况可将制冷主机和蓄冰装置进行串联或并联工作,以实现蓄冰、制冷机供冷、蓄冰槽供冷、制冷机与蓄冰槽同时供冷等几种不同的运行工况,与空调系统优化匹配,进行节能运行调节。
低温送风空调系统按送风温度的高低通常可分为3类:1)送风温度为4 ~6 的超低温送风。
试论冰蓄冷空调与低温送风系统严冬志(南京凯润房地产有限公司，江苏南京210018)【}商耍】空调蓄冷技术特别适用于冷负荷要求变化大的场所：如办公写字楼、体育馆、音乐厅、影剧院、商业中心、文4e_Ag建身康乐城、国防、科研、教学试验楼和白班制的工业厂房等全方位的广泛应用。
汉；键词]冰蓄冷空调；低温送风系统；分析随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，～些大中城市中央空调用电量已占其高峰用电量的20％以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，对人们正常的生活带来不少影响。
解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务，从而避免中央空调争用高峰电力。
1冰蓄冷空调系统分析1．1冰蓄冷空调系统类型与特点对于一个蓄冰空调系统来说，主机供冷蓄冰、融冰之间有很多个组合方案，制冰方式多种多样。
从节约运行费用来看，目前普遍采用的运行方法有如下两种：全蓄冷式系统、半蓄冰式系纨12冰蓄冷空调系统负荷及蓄冷量的计算1)冰蓄冷空调系统负荷。
建筑物峰值负荷值的确定需要通过空调负荷的计算。
根据每小时设计曰负荷图来选择日间负荷，设计日负荷图可由最高负荷图或专门制作的轨迹图中得出：采用部分蓄冷方案时，全部高峰负荷用蓄冰器和制冰机相结合供给，即高峰时全部冷量扣除蓄冰器所提供的冷量等于制冷机的制冷量，而制冷机的高峰制冷量除以高峰时间等于制冷机高峰时的平均制冷量；若选定的制冷机不能满足高峰负荷要求，其不足部分要用融冰来承担，使冰的消耗提前或采取加大制冷机容量的办法来解决。
具体计算分析如下：对于采用盐水不冻盘管制冰的冰蓄冷空调系统，设标准日的逐时空调负荷之和为Q c(kj)，制冷机白天运行的时间为T0小时，夜间运行时间为T，则所需的制冷机容量为qc(kw)，则可按下面公式计算：qc=Q c／3600(T0+T)…-①如制冷机的单机制冷景为qo(k w)，则所需的制冷机台数为nO=qc／qo；这时蓄冰池的蓄冷氮十算式为：Q i c=Q—qc T O…②蓄冰池的容积计算式为：V1=Q i c／C w p w△e c+P11(I PF)…<固式中：V1——蓄冷池的容积(m3)：Q ic_q冰池的蓄冷量(KJ)；Cw——-7}(的比热(K J／kg k)；p w一水的密度(kg／m3)；I一卜_—冰的容解热(K J／kg)；△e c_——蓄冰池的利用温差(oC)(一般为10～12℃)；IPF一制冰率％(一般取40％左右)。
低温送风技术原理简介所谓低温送风空调技术，即是利用1度~4度的冷冻水（通常从蓄冰槽获得）通过空调机组的表冷器获得4度~ 11度的低温一次风,经高诱导比的末端送风装置进入空调房间。
它是相对于常规送风而言的。
常规送风系统从空气处理器出来的空气温度为10~15度。
这样低的送风温度通常借助于冰蓄冷系统的1～4度的低温冷冻水或载冷剂。
将低温送风技术和冰蓄冷技术相结合，可进一步减少空调系统的运行费用，降低一次性投资，提高空调品质，改善储冷空调系统的整体效能。
低温送风系统工作原理：1)供冷时，室内回风（室内设计状态点）与新风（室外设计状态点）混合，经初效过滤器除去空气中的游尘后，进入组合式空调机组的表冷器进行热湿处理，与低温冷冻水在表冷器中进行热湿交换，空气由混合状态点处理到机器露点，同时流经表冷器的冷冻水温度上升，流回制冷机房。
2)组合式空调器出口的一次低温风沿风管送入空调区域，一次低温风经送风口直接送入空调区域。
若采用普通风口，会产生风口结露和冷空气分布不均等问题；因此需采用特制的低温送风口，以解决结露和气流组织问题。
目前该设备主要依赖进口，价格昂贵，因此一定程度上阻碍了低温送风系统在国内的应用和发展。
低温送风系统的优点：相对于常规空调系统而言，低温送风系统具有以下主要特点：1)降低系统设备费用减少系统设备费用一直是推动低温送风应用的一个重要因素。
较低的送风温度和较大的供回水温差减少了所要求的送风量和供水量，降低了空调机组、风机和水泵以及风管和水管的投资，从而降低了系统设备的费用，一般低温送风系统的设备费用可降低约10%；2)降低建筑投资费用较小的风管和水管可以降低楼层高度的要求，使建筑结构、围护结构及其他一些建筑系统的费用得到节省，同时在一些建筑物改造中有更多的选择方案；3)提高房间的热舒适性因供水温度低，低温送风系统除湿量大，因此能维持较低的相对湿度，提高了热舒适性。
实验研究表明在较低的湿度下，受试者感觉更为凉快和舒适，空气品质更可接受；4)降低运行费用低温送风系统由于送风量和供水量的减少，可以有效的减少风机和水泵能耗，从而降低运行费用。
冰蓄冷低温送风空调系统的应用研究及CFD模拟的开题报告一、研究背景近年来，随着全球气候变暖和人口增长，空调设备的需求量不断增加。
然而，空调设备对电力负荷、环境污染等问题也越来越引人关注。
因此，对于环保节能的空调技术的研究受到广泛关注。
其中，冷风送风空调系统由于其高效低能耗、舒适的特性而逐渐成为热门研究的对象。
其基本原理是通过制冷机组冷却媒介流体，使之进入冷风送风机组，通过风管进行送风、排风，达到制冷降温、通风换气的作用。
而冰蓄冷空调系统则在这一基础上，引入了冰蓄冷技术，将高峰时段冰蓄冷的冰块放入冷媒管道中，通过冰蓄冷的方式实现制冷。
为了研究冰蓄冷低温送风空调系统的性能及其优化，本文提出了采用CFD模拟的方法，对冰蓄冷空调系统进行数值模拟分析，得到其流场模型，以验证模型的合理性，为后续研究优化提供依据。
二、研究目的本文主要研究冰蓄冷低温送风空调系统的应用，旨在通过建立数值模拟模型，分析系统内部流场及温度场分布，定量评价系统性能。
具体研究目的包括：1. 建立冰蓄冷低温送风空调系统的数值模拟模型，得到流场模型及温度场模型。
2. 分析系统内部流场及温度场分布，探究其变化规律。
3. 通过模拟计算，评价系统的性能，如制冷效果、能耗等。
4. 提出改进建议，为后续优化设计提供理论依据。
三、研究方法本文采用CFD模拟方法，建立冰蓄冷低温送风空调系统的数值模拟模型。
具体如下：1.建立空调系统的几何模型；2.分析系统内部流体及其运动状态的守恒方程；3.建立数值算法，实现守恒方程的离散求解；4.设置计算条件，如初始条件、边界条件、物理特性参数等；5.进行计算、分析及结果输出。
四、预期成果通过本文的研究，预期得到以下成果：1.建立冰蓄冷低温送风空调系统的数值模拟模型，得到高精度的流场模型及温度场模型。
2.分析系统内部流场及温度场分布，探究其变化规律。
3.定量评价系统的性能，如制冷效果、能耗等。
4.提出改进建议，为后续优化设计提供理论依据。
