滑落式冰蓄冷空调系统原理与运行特性分析

2016-04-20蔡智勇赵美华彭同哲汪瑞东

绿色科技 2016年2期

关键词：工作原理

蔡智勇，赵美华，彭同哲，汪瑞东

(中机西南能源科技有限公司，重庆 401520)

滑落式冰蓄冷空调系统原理与运行特性分析

蔡智勇，赵美华，彭同哲，汪瑞东

(中机西南能源科技有限公司，重庆 401520)

摘要：指出了滑落式冰蓄冷空调系统具有转移高峰用电量，平衡电网峰谷差，提高设备利用率，维持电网用电平稳和降低运行费用的作用。介绍了滑落式冰蓄冷空调系统的组成与工作原理，并对其运行特性进行了分析，总结了滑落式冰蓄冷空调系统的优点。

关键词：滑落式冰蓄冷空调系统；工作原理；运行特性

1引言

随着我国社会经济的高速发展，用电需求越来越大，因此合理利用电量，平衡用电高峰和低谷十分重要。滑落式冰蓄冷技术是指制冰装置和蓄冰装置分离，制冰过程中冰冻结到一定厚度时，通过高温高压的热气使冰与制冰装置分离，冰块滑落到蓄冰装置中，如此循环往复直至达到需求的蓄冰量[1～3]。滑落式冰蓄冷空调系统是一种通过在低电价或低负荷时制冰以储存冷量，而在高电价或用冷高负荷时通过融冰释放冷量供冷，以降低空调制冷机组的负荷，提高设备利用率和维持电网用电平稳，并可节约运行费用，目前已成为国家积极推广应用的一项新型节能技术[4，5]。

2滑落式冰蓄冷空调系统的组成和工作原理

滑落式冰蓄冷空调系统包括双蒸发器空调主机、空调水循环系统以及空调末端3大部分。

双蒸发器空调主机由制冷压缩机、制冰蒸发器、油分离器、冷凝器、空调蒸发器以及循环桶组成。空调制冷主机的冷冻水进出口分别通过管道与空调末端的进出口相连，同时在空调制冷主机与空调末端之间的管道上设有空调冷冻水泵，用于冷冻水循环。

空调水循环系统由供水装置、蓄冰装置和中间换热器组成。供水装置位于制冰蒸发器上方，在供水装置的进口设有制冰进水温度传感器，当进水温度低于1.5 ℃时系统进入制冰模式，反之系统进入制冷水模式。蓄冰装置位于制冰蒸发器的正下方，蓄冰装置的出口与循环水泵相连，循环水泵的出口同时与供水装置和中间换热器相连，在循环水泵与供水装置和中间换热器之间分别设有换热电动调节阀和旁通电动调节阀，用于切换机组不同运行状态。

空调末端的出口同时通过管道与中间换热器中另一组换热管的一端相连，在空调末端与中间换热器之间的管道上设有融冰冷冻水泵，该换热管的另一端与空调末端的进口相连。在空调末端的进出口处分别设有系统供水温度传感器和系统回水温度传感器，用于检测供回水温度，实现根据末端负荷需求及峰谷电价调整融冰供冷和空调制冷主机直接向末端供冷的运行策略。

机组运行时，将低温低压的制冷剂输送到制冰蒸发器内，循环水泵不断将蓄冰槽内的水输送到制冰蒸发板上方，自上而下均匀喷撒在外表面上，冻结成冰片，待冰片冻结到一定厚度时，制冰蒸发器内通入热气，使冰片与蒸发器表面接触的融化，冰块在喷淋水和自身重力作用下，滑落到蓄冰槽内，完成蓄冰。图1为滑落式冰蓄冷空调系统的工作原理示意图。

3滑落式冰蓄冷空调系统运行特性分析

3.1制冰过程

关闭换热电动调节阀，开启旁通电动调节阀，蓄冰装置中低温冷水经板式换热器与空调回水换热后进入制冰蒸发器上方的供水装置均匀喷淋分配，循环水沿蒸发板表面呈膜状均匀流下，制冷剂在蒸发板内蒸发吸热，部分水凝结成冰附着在蒸发板的表面，并不断增厚，另一部分水落到蓄冰槽内，由循环水泵吸入，进入制冰蒸发器上方的供水装置，从而完成整个制冰循环。

3.2脱冰过程

当某组蒸发板表面冰层厚度达到5～9 mm后，该蒸发模块的换热电动调节阀打开，高温制冷剂气体进入蒸发板内，蒸发板表面温度升高，与蒸发板表面接触的冰受热微融失去附着力，在喷淋水与重力的作用下，冰片滑落到蓄冰槽内，当蒸发板表面冰层完全脱落后，关闭换热电动调节阀，重新进入制冰状态并依次循环。

3.3融冰供冷

蓄冰装置中低温冷水由循环水泵送至中间换热器对空调回水侧放冷，通过空调回水出水温度传感器检定值调节电动调节阀、旁通电动调节阀开度控制进入中间换热器的循环水量，经过中间换热器温度升高的水与经过旁通电动调节阀的冷水混合后经过制冰蒸发器落入蓄冰槽中继续融冰，再由循环水泵输送至中间换热器，完成融冰供冷循环。

3.4制冷+融冰过程

蓄冰装置中低温冷水由循环水泵送至中间换热器与空调回水换热后，一部分水进入制冰蒸发器上端的供水装置，用来制冷；另外一部分水进入蓄冰槽内，用来融冰。

4结语

通过对滑落式冰蓄冷空调系统工作原理和运行特性分析，可以总结出以下优点。

1) 系统制冰装置与蓄冰装置分开，蓄冰直观，制的板冰厚度小且传热热阻小，制冰效率高。

2) 制冷剂直接蒸发，无中间换热环节，系统蒸发温度高，节能性能好。

3) 系统运行模式多种多样，更好的节能降耗。

4) 冷热共槽，蓄冰槽既可作为夏季蓄冰槽，也可作为冬季的蓄热槽。