冰蓄冷中央空调系统应用中载冷剂的选择

《冰蓄冷中央空调系统应用中载冷剂的选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、冰蓄冷空调系统应用中载冷剂的选择孙烨上海交通大学摘要:本文介绍了冰蓄冷空调系统设计中载冷剂的特性和选型原理,为冰蓄冷空调系统设计提供了参考.关键词:冰蓄冷空调系统,载冷剂,选型,Abstract:Thispaperintroducetheheattransferfluidselectionprincipleintheicestoragesystemdesignwhichprovidetheprofessionalreferencetotheicestoragesystemdesign.Keyword:icestoragesystemdesign;heattrans

2、ferfluid;selection.在蓄冰空调系统应用中,盘管热交换器的流体温度经常降到水的冰点以下。在这种情况下就不能再使用纯水作为载冷剂，这时，冰蓄冷空调系统普遍采用的载冷剂是水和防冻液的混合物。这种混合物降低了载冷剂溶液的冰点,从而保证系统在运行过程中,载冷剂温度在冰点以上不会发生冻结。除了一些特殊的情况外，最常用的防冻液是乙烯乙二醇（ethyleneglycol）和丙烯乙二醇(propyleneglycol)。图1：如图1所示,丙烯乙二醇提供的防冻保护稍逊于乙烯乙二醇.因此,丙烯乙二醇需要采用较高的浓度来获得与乙烯乙二醇相同的冰点.当我们使用乙烯乙二醇的

3、时候,防冻液和水的混合物的浓度只需要达到乙烯乙二醇质量浓度的25%,此时所获得的冰点可以保证整个冰蓄冷空调系统安全的运行。如果采用丙烯乙二醇则需要30％的质量浓度才能满足要求。除了冰点温度的区别以外，载冷剂混合物的其他物理特性也都与水的物性有很大的区别。表1：表中载冷剂流体温度是4.4℃解决方案冰点比热粘度水0°C)4.20kJ/kg-°K1.5mPa-sec乙烯乙二醇(25%)-11.7°C3.77kJ/kg-°K3.2mPa-sec丙烯乙二醇(30%)-12.8°C3.85kJ/kg-°K5.2mPa-sec如表1所示，因为丙烯乙二醇比乙烯乙二醇的比热大，所以

4、在保证系统制冷量的前提下，丙烯乙二醇需要的流量会小。但这并不表示会降低泵功率或者改善传热，因为丙烯乙二醇的粘度比乙烯乙二醇要大的多，这也就意味着，使用丙烯乙二醇的冰蓄冷空调系统需要一个更大功率的水泵。甚至因为传热的损失导致系统需要一个更大的制冷盘管。对于大多数的冰蓄冷空调系统，首选的载冷剂应该是25％的乙烯乙二醇和75％水的混合物。它提供给系统较高性能的防冻保护，对系统各个部件的传热影响也是最小的。乙烯乙二醇的运行寿命长，而且性能稳定，无腐蚀性。合理的使用这种载冷剂对系统盘管，系统管路，冷水机组的各个部件都很安全。考虑载冷剂的口服毒性的时候（例如，食品安全或者药品

5、安全）丙烯乙二醇较普遍的采用。因为丙烯乙二醇是食品安全级产品，仅仅是所要求的载冷剂温度下传热效果较差，因此，丙烯乙二醇不能完全被乙烯乙二醇替代。在这种应用中也可以考虑其他的一些载冷剂，例如甲酸钾。表2：解决方案进水温度盘管排数制冷量空气侧压力降流量流体侧压力降℃kwkPaL/SkPa水7.261331604.7620.6乙烯乙二醇(25%)7.261161545.4523.5在载冷剂中增加防冻液的负面的影响可以通过测试变风量空调器的制冷盘管的性能来获得。表2所示的性能是该冰蓄冷系统中制冷盘管的性能。该盘管为6排管，翅片数为118片/英寸,这个盘管通过风量5663L

6、/S，在进水温度7.2℃,总制冷量133KW。如果单独用水做载冷剂（不含任何防冻液），这个盘管需要流量为4.76L/S温度7.2℃的载冷剂水提供所需的制冷量。在这个流量下，载冷剂通过管道的压力降是20.6kPa。如果在系统中加入乙烯乙二醇作为载冷剂，则系统的制冷量为116KW，系统的制冷量下降了13％。载冷剂流体在空气处理机盘管的压力降为23.5kPa，比先前增加了14％。载冷剂混合液体较低的比热和较高的粘度是导致制冷量的损失和压力降的增大的直接原因。通过盘管的选型和系统设计可以使损失的制冷量得到一定程度的恢复。表3:解决方案进口温度盘管排数制冷量空气侧压力降流量

7、流体侧压力降℃kPal/skPa水7.261331604.7620.6乙烯乙二醇（25％）7.261161545.4523.5乙烯乙二醇（25％）7.281332085.4529.3乙烯乙二醇（25％）7.261331627.6242.8乙烯乙二醇（25％）4.461331605.3122.5乙烯乙二醇（25％）3.361331604.2219.2如果选一个新的盘管来安装，增加新盘管的面积可以获得所需要的制冷量。在表3所示的这个例子中，把盘管的排数从6排增加到8排，系统的制冷量达到设计的133kw的制冷量。当然，空气侧的阻力也同时增加了，这会导致风机功率的增加，风

8、机电机也要