理论教育 水蓄冷空调技术:节能高效的冷却方案

水蓄冷空调技术:节能高效的冷却方案

时间:2023-05-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:因而水蓄冷空调愈来愈受到科技人员的重视。水蓄冷空调系统可以设计成冬季蓄热、夏季蓄冷,充分提高蓄冷水槽的利用效率,再加之其投资和运行费用低,蓄能空调的优势更加突出。

水蓄冷空调技术:节能高效的冷却方案

以水作为介质来蓄冷(热)是蓄能空调的方式之一。因其方法简单,取水方便,而且价格便宜。因而水蓄冷空调愈来愈受到科技人员的重视。

水蓄冷空调系统可以设计成冬季蓄热、夏季蓄冷,充分提高蓄冷水槽的利用效率,再加之其投资和运行费用低,蓄能空调的优势更加突出。

我国曾经在一些体育馆建筑如上海体育馆采用水蓄冷空调系统,由于受常规空调进水温度为7℃,出水温度为12℃束缚,载冷体工作温升仅5℃,致使储冷水池体积庞大,其占地面积、造价和蓄冷过程中的冷损失都相应增大,难以普及。最近几年我国一些单位和个人,对水蓄冷空调系统作了大量探索和研究,通过一些工程,拓展载冷体工作温差达8~10℃,甚至更大,使蓄冷密度由原来的5000kcal/m3提高到10000kcal/m3或更大。由此使蓄冷槽容积大大减少,工程造价、传热损耗乃至载冷体输送功耗亦随之减小,则有其推广使用的价值。

1.自然分层水蓄冷

自然分层蓄冷是一种结构简单、蓄冷效率较高、经济效益较好的蓄冷方法,目前应用得较为广泛。

水的密度与其温度密切相关,在水温大于4℃时,温度升高密度减小,而在0~4℃范围内,温度升高密度增大,3.98℃时水的密度最大,自然分层蓄冷就是依靠密度大的水自然会聚集在蓄冷罐的下部,形成高密度水层的趋势进行的,在分层蓄冷中使温度为4~6℃的冷水聚集在蓄冷罐的下部,而10~18℃的热水自然地聚集在蓄冷罐的上部,来实现冷热水的自然分层。

2.迷宫式水蓄冷(www.daowen.com)

迷宫式储冷冻水槽系统最早由日本人提出。在建筑物结构中,地下层都设有格子状筏式基础梁,这些格子状基础梁就构成了多个空的筏式基础槽,每个槽大约两米见方,建筑时将管子预留于基础梁中,将这些槽联合成迷宫式回路,利用其中的空余槽作为储冷冻水槽,这种设计不需要另置储槽,因此虽然效率不高,但经济性较好。

图9-3 多槽式储冷冻水空调系统

3.多槽式水蓄冷

多槽式系统的设计思想就是将多个水槽串联起来,最简单的路径是让冷冻水从某一个槽的底部流入,再从顶部流至另一个槽,从其顶部流入,以避免水流“短路”,如图9-3所示,这时不必刻意去排除冷冻水的混合问题。如图9-4所示,当串联的槽多达20个时,其储冷效率超过90%。当然,在每一个槽中一定程度的温度分层现象仍然存在。这个系统非常简单,设计上失败的可能性比较小,同时由于施工费用比较省,也没有故障及维修问题,因此得到了普遍使用。尤其在具有筏式基础糟的建筑物中采用这种系统更为经济、便利,但串联的槽数最好在10个以上,否则储冷效率会大幅度降低。

图9-4 储冷冻水槽数目与储冷效率的关系

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