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蓄冰槽可以将90%以上的水冻结成冰,融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进
入蓄冰槽,流过塑料或金属盘管内,将管外的冰融化,乙二醇水溶液的温度下降,再被抽回到空调负荷端使用。
这种蓄冰槽是内融冰式,盘管外可以均匀冻结和融冰,无冻
坏的危险。
这种方式的制冰率最高,可达IPF=90%以上(指槽中水90%以上冻结成冰)。
生产这种蓄冰设备的厂家较多。
1、美国CALMA蓄冰桶采用外径为16mm(也有13mr)的聚乙烯管绕成螺旋形盘管热交换器。
盘管冰层厚度为12mm盘管换热表面积12ft2/RTH(0.317r2/KWH)。
蓄冰筒数量的选择
设计步骤如下:
1、确定系统的“冷吨小时数”THTH二设计负荷*OH*DF
2、确定冷水机组的“名义制冷量”CPCP=TH/[(CI*IH)+(CO*OH)]
3、确定冰筒的数量NN=[TH-(CO*OH)]/冰筒的冷吨小时
式中:
DF--参差系数、设计“日平均负荷”除以“峰值负荷”,一般为
0.65-0.90;
数;
组在制冰温度时的制冷量与空调额下制冷量之比;
IH--制冷小时
数;
CO--冷水机组在“制冷工况下”的制
冷量与额定制冷量之比,一般在1左右;
例题:
设计负荷200冷吨、OH=10」、时、IH=12小时、DF=0.75、CI=0.65、
CO=1
洁;
水简内都的輩科管布・
图2-4
图2-5
15.6°
C,
166冷吨
采用1190蓄冰筒(190冷吨小时)。
冰筒入水温度为出水温度为8.9°
C(日间),融冰放冷10小时,每个蓄冰筒可放冷小时。
可查表2-3。
1、系统的冷吨小时数
TH=200*10*0.75=1500冷吨小时
2、冷水机组“名义制冷量”
CP=1500/[(0.65*12)+10]=84.3冷吨
3、冰筒数量
N二[1500-(84.3*10)]/166=4个注:
若全部蓄冰,OH=0
型号
总蓄冷能力冷吨时
潜蓄冷能力冷吨时
显蓄
冷能力冷吨时
最高
工作
温
度。
C
工
作
压力
Mpa
试
验
尺寸mm
重量KG
楼板负荷
KG/m
水/冰
体积L
乙二醇浓
度25%
容量L
管
束
径
mm
共通
官官
径mi
连
接
管径
D
H
无小
时
充水
1082A
97
82
15
38
0.6
1.0
1880
2083
387
3773
1360
3731
355
16
50
65
1098A
115
98
17
2261
1727
482
4518
1125
4459
410
1170A
170
145
25
2366
677
7021
1750
6796
621
2150A
186
159
27
2566
764
7614
1898
7212
774
1190A190
162
28
2566705
3771
673
表2-2
蓄冰筒性能和尺寸
1、1320A型号(两筒组合)和1500型号(三筒组合),由于海运困难,未列入。
2、2150A型号适用于温度低和温差大一些的乙二醇溶液循环系
表2-3每个冰筒的制冷容量(冷吨小时,1冷吨小时3.516Kwhr)
出水温度
制冰小时
型
1098型号
1170型号
6
7
8
9
10
10°
105
106
149
1
8.9°
102
103
104
147
148
7.8°
100
101
144
146
7.2°
93
96
99
100100
137
141
6.7°
90
95
132
138
143
5.6°
84
89
92
94
124
130
135
140
4.4°
75
81
87
110
118
128
131
3.3°
68
79
83
85
109
116
122
2.2°
60
67
72
76
80
88
113
117
我国天津福星大厦、天津立达公寓等蓄冰空调工程中采用
2、美国DUNHAM-BUSHICE-CEL蓄冰罐采用外径为19mm勺聚乙烯管组成的蛇
形盘管热交换器
3、我国南京安纳特科技实业有限公司生产ET系列储冰桶亦采用聚乙烯管组成
的蛇形盘管热交换器
4、美国FAFC(蓄冰槽由外径为6.35mm的耐高低温石腊脂塑料管制成平行流换
热盘管垂直放入保温槽内构成,平均冰层厚度为10mm盘管换热表面积为
13ft2/RTH(0.345m2/KWH。
它置于钢制或玻璃钢制槽体内构成,其构造见图4-6,整体式蓄冰槽也可置于钢筋混凝土槽内或筏基内。
图2-6FAFCO蓄冰槽构造图
发克(FAFCO蓄冰设备分为标准槽及非标换热器。
(1)发克标准槽
a)材质:
蓄冰槽外壳为1.6mm镀锌钢板,内部一层29.48MVC/kcal保温断热层,槽体内表面有一层0.76mm的聚氯乙烯防水膜,槽体钢架结构皆经过热浸镀锌处理
b)型式:
依其蓄冰容量分为590型(600cm*244cm*208cm
420型
(462cm*244cm*208cr)i
280型
(305cm*244cm*208cr)i
140型
(168cm*244cm*208cr)i
c)标准槽详细规范:
表2-4
规范
590型
全热容量(冷吨时)
600
447
298
潜热谷量(冷吨时)
500
375
250
125
有效浸泡(换热)面
积(平方米)
728.7
546.5
363.4
182.2
总水量(估算值)(公
升)
19.530
14.895
9.445
4.770
总卤水量(估算值)
(公升)
1.060
795
530
265
最咼运行温度(°
C
最大运行压力
(kg/CMf)
6.3
保温断热效果(Mh°
C/kcal)
29.48
换热器盘管外径(cm)
0.64
我国北京中央人民广播电台、深圳万德大厦等蓄冰空调工程中采用。
(2)发克(FAFCO非标换热器
配合建筑物规划充分利用机房或建筑结构做为钢筋混凝土蓄冰槽
使用。
槽内外均需做防水处理,槽内另做保温断热层,以减少换热损失,并
配合槽内净高选用适当尺寸的发科非标蓄冰换热器。
a)材质:
由耐高、低温材料特殊石蜡脂制成。
b)型式:
依其平展总长度分为HXR-24、HXR-22HXR-18HXR-16HXR-14
HXR-12HXR-10八种型式。
c)非标换热器详细规范:
表2-5
HXR-24
IHXR-22
.HXR-2C
)HXR-1
3HXR-K
5HXR-1
4HXR-1;
2HXR-10
盘管高度(米)
3.66
3.36
3.05
2.75
2.44
2.14
1.83
1.53
21.1
19.3
17.6
15.8
14.0
12.2
10.4
8.6
有效浸泡(换热)面积(平方
米)
30.8
28.2
25.7
23.1
20.5
17.8
15.2
12.6
总卤水量(估算值)(公升)
45
41
34
30
26
22
18
每片重量(公斤)
34.9
31.8
29.1
26.3
22.6
18.9
15.7
C)
最大运行压力(kg/CM2)
槽内净高(含配管空间)(米)
4.5
4.3
4
3.7
3.3
2.8
2.3
2
我国北京国际贸易中心二期蓄冰空调工程中采用
表2-6即为采用各种不同发克蓄冰设备安装4000冷却小时对机房净高与平面
面积的需求
表2-6
发克蓄冰设备
蓄冰槽占地面积(平方米)
机房净
高(米)
蓄冰槽占地面积(平方米)
140型标准槽
120
2.5
HXR-14非标换热
as.器
280型标准槽
HXR-16非标换热
420型标准槽
HXR-18非标换热
590型标准槽
HXR-20非标换热
HXR-10非标换
热器
200
HXR-22非标换热
HXR-12非标换
HXR-24非标换热
5、美国BAC蓄冰槽里装有一个钢制的热交换器,其外径为1.05"
(26.67m),
结冰厚度控制在0.9"
(23mm)左右,虽然是属于内融冰方式,但冰与冰之间仍有
极小的间隙,以便在融冰过程中,结在盘管周置的冰存在少量的活动空间,使
得钢管与冰始终存在有直接接触的部位,因此导热较好,在整个融冰过程中蓄
冰槽的出口二次冷媒温度始终可保持在3°
C左右,并使冰几乎全部被融化来供
冷。
其盘管构造如图2-7。
图2-7BAC盘管构造图
制冰是通过重量比为25%勺工业抑制性乙烯乙二醇溶液的循环,在
蓄冰装置中的盘管上制冰。
此间,制冷机的工作状况受到监控,当离开制冷机
的乙二醇达到最低出口温度时,制冷机即关闭。
图2-8描述了制冷机在制冰周
期分别为&
10、12小时制冷机口的乙二醇温度。
对于一个典型的10小时制冰
周期而言,乙二醇出口温度绝不低于22°
F(-5.6°
C)。
如图所示,若制冰周
期超过10小时,乙二醇极限温度要高于22°
F;
如果制冰期短于10小时,乙
二醇极限温度将在制冰循环终点时低于22°
F。
这一性能是建立在5°
F温差的
制冷机流量基础上的,当所选制冷机温差更大时,其乙二醇出口温度将比图2-8
所示要低
削滋时闫(八时)
图2-8制冷机出口温度
表2-7BAC内融冰式蓄冰槽性能表
TSU-237M
TSU-476M
TSU-594M
TSU-761M
畜冰潜热谷量
(RTH
237
476
594
761
净重(KG
4420
7590
9150
10990
工作重量(KQ
17730
33530
42200
51610
冰槽水容量(L)
11320
22110
28250
34640
盘管内乙二醇容
量(L)
985
1875
2320
3600
接管尺寸(mm
尺寸
W
2400
2980
(mm
L
3240
6050
A
220
248
B
540
685
689
350
724
910
1022
我国中央电视台、上海浦东国际儿童医疗中心、杭州市建设银行办公大楼等蓄冰空调工程中采用。
6、北京清华人工环境工程公司生产RH-ICU系列盘管式冰蓄冷设备。
我国唐山市百货大楼、杭州虹桥饭店、清华智能楼等蓄冰空调工程中采用。
四、制冰滑落式(DYNAMICICE-MAKER
制冰机(ICEHARVESTER系统
动态制冰机(DYNAMICICEMAKER系统(DYNAMICICE-HARVESTER
图2-9制冰滑落式系统原理图
该系统的基本组成是以制冰机作为制冷设备,以保温的槽体作为
蓄冷设备,制冰机安装在蓄冰槽的上方,在若干块平行板内通入制冷剂作为蒸发器。
循环水泵不断将蓄冰槽中的水抽出至蒸发器的上方喷洒而下,而冰冷的
板状蒸发器表面,结成一层薄冰,待冰达到一定厚度(一般在3-6.5mm之间)时,制冰设备中的四通阀切换,压缩机的排气直接进入蒸发器而加热板面,使冰脱落。
“结冰”,“取冰”反复进行,蓄冰槽的蓄冰率为40-50%。
不适合于
大、中型系统。
其系统原理图见图2-9。
代表性厂家有美国的Turbo.Morris和PaulMueller。
五、冰球式(IceBall)
容器式(EncapsulatedIce)
此种类型目前有多种形式,即冰球,冰板和蕊心褶囊冰球。
冰球又分为园形冰球,表面有多处凹涡冰球和齿形冰球。
(1)冰球式以法国CRISTOPIA为代表,蓄冰球外壳有高密度聚合烯烃材料制成,内注以具高凝固---融化潜热的蓄能溶液。
其相变温度为0°
C,分为直径77mn(S型)和95mn(C型)两种。
以外径95mn冰球为例,其换热表面积为28.2ft/RTH(0.75m/KWH,每立方米空间可堆放1300个冰球;
外径77mm冰球每立方米空间可堆放2550个冰球。
冰球结构图见图2-10。
冰球的性能参数见表2-8。
图2-10冰球结构图
表2-8冰球的性能参数表
冰球
相变温
度°
潜热
QL
kwh/m3
显热固体
Qss
kwh/°
cm
显热液
体Qslkwh/°
储冷液凝
点Kver
kw/°
cm
储冷液融点
Kvfu
冰球重量
Kg
LD50
毒性值
mg/kga
温度范围。
sn.33
-33
44.6
0.7
1.08
1.6
2.2
2.600
sn.29
-28.9
39.3
0.8
1.15
681
1.200
sn.26
-26.2
47.6
0.85
1.2
704
sn.21
-21.3
39.4
1.09
653
1.300
sn.18
-18.3
47.5
0.9
1.24
706
2.700
-40
sn.15
-15.4
46.4
1.12
602
8.400
sn.12
-11.7
47.7
0.75
620
5.000
a
sn.10
-10.4
49.9
1.07
617
11.000
sn.06
-5.5
1.1
625
18.000
+60°
sn.03
-2.6
48.3
592
58.000
s.00
48.4
558
85.000
°
1.85
560
s.27
+27
44.5
0.86
1.04
867
2.500
(1)表内以蓄冷罐体积为1m3;
(2)a:
符合1991年5月12日O.E.C.D(经济合作和发展组织)会议的标准;
(3)LD50:
为一种口服毒性物质。
根据实验,当给不同的动物口服按其体重所调配而得的不同剂量的LD50,约50%勺动物死
亡。
我国杭州市交通银行金融大厦、天津电力医院、武汉邮电宾馆、北京海淀新科技大厦等蓄冰空调工程中采用。
法国西亚特热力应用工业公司与浙江杭佳制冷设备安装有限公司合资建立杭州西亚特制冷设备有限公司(中法合资)生产0°
C相变蓄冰球,于1999年3月18日正式开工生产,第一期工程生产能力为2000nV年。
(2)表面存在多处凹涡的冰球以美国CRYOGEL代表,当结冰体积膨胀时凹处外凸成平滑园球型,使用时自然堆垒方式安装于一园桶型密闭式压力钢桶槽内,以避免结冰后体积膨胀,比重降低而漂浮,以防止二次冷媒形成短路。
(3)冰板式以美国Reaction公司为代表,冰板的大小为
812*304*44.5mm,由高密度聚乙烯制成,板中充注入去离子水。
其换热表面积
为25ft2/RTH(0.66m2/KWH。
(4)浙江吉佳机电设备有限公司研制生产板状蓄冰块。
(5)北京西冷工程公司生产的齿球式冰球,其外径有100mn和70mm
两种,内装95%的去离子水和5%的添加剂。
我国北京日报社、北京和平里医院等蓄就空调工程中采用。
(6)蕊心冰球为台湾产品,蕊心褶囊由高弹性高强度聚乙烯制成,褶
皱利于冻结和融冰时内部水体积变化而产生的膨胀和收缩,同时两侧设有中空
金属蕊心。
一方面增强热交换,另一方面起配重作用,在槽体内结冰后不会浮
起。
杭州华源人工环境工程公司改进和生产的双金属芯冰球结构图见图2-11
图2-11双金属芯冰球结构图
我国杭州景福百货大楼、北京国际会议中心等蓄冰空调工程中采用
(7)杭州三泰能源工程有限公司生产?
94mm,CTI-58型蓄冷球。
(8)日本
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