我国冰蓄冷空调形式的发展状况 下载本文

内加热的方法防止管道及设备表面结露。(2)室内的空气品质低的问题由于大温差送风,使得系统的送风量较小,流速也低,从而严重影响了室内的空气品质。在设计系统时,可以采用变风量方式,确定一个最小新风量,随着室内负荷的减小,新风比增大,这样可以适当提高室内的空气品质。(3)室内空气的温度分布引起的吹风感由于空气的性质,温度低的空气密度比较大,易于下沉,从低温送风系统末端吹出的冷空气下沉而影响室内的空气分布,室内人员会有吹风感,目前可以用低温送风系统专用的散流器,这种散流器有很好的帖附诱导性能,但是成本仍然很高,所以对于这个问题有待于进一步研究。总之,由于低温送风空调系统在技术上已经有了很大的进步,一次投资只是常规空调造价的76%一86%,这在一定程度上弥补了冰蓄冷和低温送风相结合的系统中增加蓄冷设备而引起的初投资的增加。目前就国内情况来说,要使冰蓄冷空调和低温送风系统结合得更加完美,一方面要大力引进国外先进技术和经验,开发新产品,降低整个系统的成本,另一方面还要努力实现冰蓄冷系统的高效率化,降低系统的耗电率,提高性能系数。当然低温送风系统作为新生事物,对整个系统的评价显得及其重要,这方面有待于进一步的研究,有利用低温送风系统在我国的推广。2.2 家用空调中的冰蓄冷系统随着人们的生活水平的提高和受全球气候变暖的影响,家用空调器正以惊人的速度普及,成为不

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可忽视的耗电大户,给电力供应带来很大压力。如何能把蓄冷技术使用到家用空调器等小型空调设备上,所起到的削峰填谷作用将是很可观的,这也是目前研究的热点[11-17]。2.2.1 小型家用冰蓄冷系统的组成由于户式冰蓄冷空调要求具备以下特点:结构简单紧凑、蓄冷取冷方便、控制灵活有效等。因此,如图1 所示,小型家用冰蓄冷空调将直接蒸发制冰蓄冷、制冷剂内融冰取冷及大温差过冷有机地结合为一体从而大幅度提高了制冷量和制冷性能系数COP。该冰蓄冷空调系统有以下三种运行工况:(1) 蓄冷运行。阀门 V1、V2、V3 为开,其余为关,循环依次由压缩机1、冷凝器3、蓄冷用储液器4、双阀机构5、蓄冰槽6等部件组成;(2) 取冷供冷运行。阀门 4、5、6、7 为开,其余为关,循环依次由压缩机1、冷凝器3、蓄冷用储液器 4、蓄冰槽 6、双阀机构 5、蒸发器7 等部件组成;(3)常规空调运行。阀门 1、4、7 为开,其余为关,循环依次由压缩机1、冷凝器3、双阀机构 5、蒸发器7等部件组成。

图1 家用冰蓄冷空调系统简图

1-压缩机;2-四通阀;3-冷凝器;4-蓄冷用储液器;5-双阀机构;

6-蓄冰槽;7-蒸发器;8-汽液分离器;9-水泵;10-V1~V7球阀2.2.2 家用小型冰蓄冷系统推广中存在的问题家用小型冰蓄冷空调技术的研究开发和推广使用对我国电

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网调峰、节能及保护环境有着十分重要的意义和发展前景。就我国目前的研究水平来说,这种形式的冰蓄冷空调在推广中还存在两个问题:(1) 成本高。由于国内这方面的技术还不够成熟,还没有成套的国产设备,目前使用的还是进口设备,所以要引进国外先进技术,加强蓄冷材料和小型蓄冷空调设备的研究;(2) 系统的不稳定性。这是由于蓄冰装置在融冰供冷过程中,其初期提供的是冰的显热,中期提供的是冰的潜热,末期提供的是水的显热,而显热和潜热有着巨大的差值,使供冷初末期的冷量远远小于中期提供的冷量,这就使得蓄冷装置在供冷过程中很不稳定。目前对这方面的改进措施的研究有待于进一步加强。2.3 冰蓄冷和热泵相结合2.3.1 冰蓄冷和热泵相结合的 发展 现状在过去的几十年里,冰蓄冷和热泵这两项技术得到了蓬勃地发展,在欧美等国家得以广泛地 使用 ,在我国近年来也发展迅速,但是,这两种相对独立的技术都具有一定的局限性,冰蓄冷技术只能使用于夏季空调季节,可起到削峰填谷的效益。但冰蓄冷技术无法提供冬季的采暖;同样,热泵技术虽然可以同时提供冬季采暖和夏季制冷,但却无法在夜间电力低谷时段蓄得冷量,以起到削峰填谷的功效,而这两项技术的结合后,既可利用热泵技术同时满足制冷和采暖的需求,又可采用蓄冰技术进行电网的削峰填谷。即使用户使用到了廉价的采暖方式,又解决了污染 问题 ,还为电网的昼夜平衡做出了贡献,可谓

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一举多得。工程时实践证明[18],采用冰蓄冷和水源热泵相结合的系统,冰蓄冷技术是一种“日储能”系统,可以转移大量的日间高峰电力到夜间低谷时段使用,充分利用电网的日夜电差价,解决夏季供冷问题,热泵技术解决了冬季清洁供暖问题。如果普及结合热泵和蓄冰空调技术到我国的商业建筑上,将对我国整个电网的结构性调整将起到重要作用:同时可取代大量的燃煤锅炉,对我国的环境治理也将起到重要作用。因此,热泵技术和蓄冰技术的结合必然具有广阔的 经济 前景和重大的 社会 效益。目前 ,国内仅有少数人对这种冰蓄冷和热泵相结合的系统进行 研究 [19],有些公司和高校联合研制出了这种系统系统的核心部件小型复合空调器[20],蓄冰槽在低谷电和夜晚室外温度较低时蓄冷,然后利用蓄冷提高冷凝器出口制冷剂的过冷度,不但增大空调器的制冷量,而且充分利用蓄冰槽内的显热量。放冷结束后,通过调节阀门,蓄冰槽可转换成水冷冷凝器,复合空调器变成热泵热水器,提供生活热水的同时,可以提供一定的制冷量。在采用水源热泵机组进行采暖空调,通常会出现这样的问题,建筑物冬季的热负荷往往小于夏季的冷负荷,而热泵机组又往往都是制热量大于制冷量(通常情况下热泵机组的制热量是制冷量的1.1~ 1.3倍)。因此在机组选择的时候,按照冷负荷标准进行机组的选择,则会导致机组的制热能力大大超出建筑物的热负荷需求,在供热上造成了机组投资和运行

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