蓄能专利新技术——闭式外融冰蓄冰空调系统

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1、蓄能专利新技术——闭式外融冰蓄冰空调系统　　摘要目前的外融冰蓄冰空调系统多采用开式蓄冰槽，造成其空调水系统需采用二次换热系统与蓄冰系统进行热交换，不仅使得设备初投资增加。不能实现低温供水，而且给系统的安全运行与控制也带来了困难。本文介绍了清华同方人环工程公司与清华大学建筑技术科学系联合研发的闭式外融冰蓄冰槽，以及基于该设备的的闭式外融冰蓄冰空调系统。关键词蓄冰空调闭式外融冰槽蓄冷取冷　　　　　　　Anealenergystoragetechnique　　　——closed-loopice-on-c

2、oiltankairconditioningsystem　　　　　　　　　　AbstractInpresentthermalenergystoragesystem,asecondheat-exchangesystemisneededtoexchangeheatbecauseoftheapplicationofopenicetank.Butthesecondheat-exchangesystement,increasethecoolingperature,andmakeitdifficulttoco

3、ntroltheoperationofthesystem.AnethatareresearchedandexploitedbyTsinghuaTongfangArtificialEnvironmentEngineeringpanyandtheDepartmentofBuildingEnvironment,TsinghuaUniversity,areintroducedinthispaper.KeyWordicestorageairconditioning,closed-loopice-on-coi

4、ltank,cooling,tha.　2.闭式外融冰蓄冰设备结构与性能　　为了解决传统开式外融冰空调系统在工程应用中存在的缺陷，清华同方人环工程公司与清华大学合作共同研制开发了专利技术产品“闭式外融冰盘管蓄冰设备[6]（见图4）”。　　　　　　　　　　　它包括壳体、冰盘管、载冷剂分液管和载冷剂集液管等，其结构特点是，冰槽壳体的两端分别与封头封闭连接，冰盘管由弯管和直管形成多管程载冷剂通道，由壳体内两端所设具有通孔的管板固定在壳体内，空调水通道中径向设有多个交错放置的水折流板。另外，该设备还有强度高

5、，不易变形，安装条件简单、节省空间等特点。　　对该专利技术设备进行大量蓄冰工况实验表明，闭式外融冰蓄冰设备完全保留了一般开式外融冰蓄冰槽冰盘管外结冰的特征，盘管不承受相变时应力的影响，使用寿命延长。在整个潜冷蓄冷过程中，蓄冷速率大致维持恒定，蓄冰过程稳定、高效、快速。图5为该设备典型蓄冰的特性曲线。　　同样，大量融冰工况试验表明，与工程中经常采用的冰球和内融冰盘管等蓄冰设备相比，闭式外融冰蓄冰设备整个取冷过程中取冷速率大，取冷快，而且能维持恒定的取冷速率和持续稳定的低温水，即取冷速率几乎是条直线，

6、逐时取冷量大致保持不变，取冷水温更能长时间保持在0～2℃，由于直接从冰水混合物中取冷，进口空调水能够快速、直接、充分地与冰槽中的冰水混合物进行热质交换，快速放冷、释冷。图6为该设备典型取冰过程的特性曲线。　　实验结果同时表明，取冷速率的大小不仅取决于流量，而且还跟取冷进口水温有关，取冷进口水温越高、取冷流量越大，取冷速率就越大，取冷越快；但是，在取冷过程的后期，为了获取低温水，必须降低取冷进口水温、减小取冷流量，这样又导致取冷速率下降，总之，在取冷过程后期，取冷速率和取冷水温二者是相互牵制的，应该

7、根据实际需要具体进行系统设计与配置，使冰槽的出力达到最优，满足全过程要求。　3.闭式外融冰蓄冰空调系统　　在外融冰系统中以闭式蓄冰设备代替传统的开式蓄冰槽，同时去除二次换热热交换器，将外融冰系统的开式水系统改为承压的闭式系统[7]，避免空调水系统二次换热环节的引入，同时综合考虑闭式外融冰蓄冰设备的蓄冰、融冰特性，以达到向空调系统提供持续稳定的低温空调水、可实现大范围调节取冷速率为目的，并为进一步实现大温差供水与低温送风、减小空调水系统水泵、管径和末端设备规格，降低整个空调系统的总造价打下坚实的基础

8、，典型的闭式外融冰空调系统形式有两种：典型闭式外融冰系统（图7）和无板热闭式外融冰系统（图8）。　　　　　　　典型闭式外融冰系统与常规外融冰系统相比，省去了约1/2容量的板式换热器；可以提供大温差供、回水，可持续提供0～2℃的低温空调水；同时有效解决了空调水倒灌、泵体阀体承受静水压大或管内出现真空现象，使水系统更加简捷、安全、可靠；对于夜间仍需要进行供冷的建筑物，系统还可以在夜间进行边蓄冰边供冷。该系统比较适合在大中型空调系统中采用。无板热闭式外融冰系统则省去了所有的板式换热器，系