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1、会计学1我国暖通空调我国暖通空调(kn dio)新技术剖析新技术剖析第一页，共36页。蓄冷空调蓄冷空调(kn dio)简介简介空调蓄冷利用分时电价的不同，贮存电网低谷时段的“便宜的能源”，在需要冷量的峰值时段，将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。以蓄冷介质区分(qfn)，有水蓄冷,冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。蓄冷空调蓄冷空调(kn dio)日负荷日负荷第2页/共36页第二页，共36页。武汉地区武汉地区(dq)蓄冷工程蓄冷工程华美达酒店华美达酒店(ji din)（冰球蓄冷）（冰球蓄冷）武汉国际武汉国际(guj)会展中心（冰盘管蓄冷）会展中心（冰盘管蓄冷）湖北出版文化城湖北出版文化城（冰球蓄
2、冷）（冰球蓄冷）武汉科技会展中心武汉科技会展中心（冰球蓄冷）（冰球蓄冷）湖北剧场湖北剧场（水蓄冷）（水蓄冷）第3页/共36页第三页，共36页。冰蓄冷与常规电制冷的冰蓄冷与常规电制冷的经济性比较经济性比较(bjio)(示例示例)江苏广播电视综合大楼工程江苏广播电视综合大楼工程(gngchng)概况概况江苏地区江苏地区(dq)分时电价分时电价冰蓄冷与常规电制冷的经济性分析冰蓄冷与常规电制冷的经济性分析冰蓄冷优势：冰蓄冷优势：冷水机组容量降低冷水机组容量降低3838空调设备功率减少空调设备功率减少2727年运行费用节省年运行费用节省37.137.1万元万元第4页/共36页第四页，共36页。冰浆冰浆（
3、Ice SlurryIce Slurry）冰浆冰浆是含有悬浮冰粒子的固液是含有悬浮冰粒子的固液两相溶液，也称流体冰，二元冰。两相溶液，也称流体冰，二元冰。其中冰粒子颗粒为毫米至厘米级。其中冰粒子颗粒为毫米至厘米级。通常为了降低通常为了降低(jingd)(jingd)凝固点加凝固点加入醇类和盐类抑制剂。入醇类和盐类抑制剂。第5页/共36页第五页，共36页。冰浆微观冰浆微观(wigun)形态形态冰粒子微观(wigun)示意第6页/共36页第六页，共36页。冰晶冰晶(bngjng)粒子融冰过粒子融冰过程程融冰过程融冰过程(guchng)中的冰粒子中的冰粒子蓄冰槽蓄冰槽第7页/共36页第七页，共36页
4、。Ice Slurry制取方式制取方式(fngsh)几几种种(j j z zh h n n)冰冰浆浆制制取取原原理理第8页/共36页第八页，共36页。冰浆制取冰浆制取美国美国美国美国Paul Mueller CompanyPaul Mueller CompanyPaul Mueller CompanyPaul Mueller Company公司冰浆机制公司冰浆机制公司冰浆机制公司冰浆机制(jzh)(jzh)(jzh)(jzh)取冰浆的过程取冰浆的过程取冰浆的过程取冰浆的过程第9页/共36页第九页，共36页。冰浆制取冰浆制取日日日日本本本本东东东东洋洋洋洋制制制制作作作作(z zh h z zu
5、 u)所所所所开开开开发发发发的的的的冰冰冰冰浆浆浆浆系系系系统统统统第10页/共36页第十页，共36页。冰浆用途冰浆用途(yngt)(yngt)果品果品(gupn)冷藏冷藏水产品冷藏水产品冷藏(lngcng)水产品冷藏运输水产品冷藏运输工艺快速冷却工艺快速冷却低温环境与灭火低温环境与灭火超市食品冷藏超市食品冷藏第11页/共36页第十一页，共36页。冰浆空调冰浆空调(kn dio)系统系统典型(dinxng)的冰浆系统第12页/共36页第十二页，共36页。冰浆空调冰浆空调(kn dio)系统系统系统结构示意系统结构示意(shy)空调空调(kn dio)建筑物建筑物冰浆发生器冰浆发生器蓄冰室蓄冰
6、室（1）蓄冰室蓄冰室（2）第13页/共36页第十三页，共36页。冰浆空调系统冰浆空调系统(xtng)应用应用示例示例北京嘉里中心酒店北京嘉里中心酒店(ji din)（Maximice冰浆技术）冰浆技术）商贸综合楼（韩国商贸综合楼（韩国(hn u)，sunwell冰浆技术）冰浆技术）京都火车战（日本，高砂热学过冷水技术）京都火车战（日本，高砂热学过冷水技术）第14页/共36页第十四页，共36页。冰浆技术应用冰浆技术应用(yngyng)优势优势n n巨大的相变潜热，并可利用(lyng)低温显热n n（冰的融解热335kJ/kg，水的比热容 4.18kJ/kg）n n较好的流动性，可泵送至任何地方n
7、 n融冰释冷速度，热响应速度快n n采用蓄冷策略，减少系统运行费用，增强供冷的可靠性第15页/共36页第十五页，共36页。国外研究国外研究(ynji)(ynji)机构机构n n国际制冷学会冰浆研究会n n（Ice Slurry Workshop of IIR）n n丹麦国际冰浆研究中心(zhngxn)n n（International Ice Slurry Centre of Denmark）n n国际能源署n n（International Energy Agency）第16页/共36页第十六页，共36页。研究冰浆的学术研究冰浆的学术(xush)(xush)机构机构n n美国阿尔贡国家实验室
8、美国阿尔贡国家实验室 n n美国橡树岭国家实验室美国橡树岭国家实验室 n n加拿大加拿大 多伦多大学应用化学系多伦多大学应用化学系 n n新西兰新西兰 西新西兰应用科计大学西新西兰应用科计大学 n n丹麦科技研究院丹麦科技研究院 n n荷兰代夫特大学机械系荷兰代夫特大学机械系 n n瑞典瑞典(ru din)(ru din)皇家技术学院皇家技术学院 n n英国埃克塞特大学机械系英国埃克塞特大学机械系 n n日本东京工业大学日本东京工业大学第17页/共36页第十七页，共36页。过冷水过冷水(lngshu)冰浆制取冰浆制取的原理的原理水的过冷特性水的过冷特性(txng)曲线曲线过冷水过冷水(lngs
9、hu)中冰晶的形成过程中冰晶的形成过程过冷现象：过冷现象：水溶液在冷却时，最初温度逐渐下降，水溶液在冷却时，最初温度逐渐下降，容易产生过冷现象，达到一定过冷度容易产生过冷现象，达到一定过冷度后，由于晶核形成，冰晶迅速长大。后，由于晶核形成，冰晶迅速长大。实验构想：实验构想：采取某些措施，防止过冷水过早的采取某些措施，防止过冷水过早的消除过冷态，而在蓄冰槽中消除过消除过冷态，而在蓄冰槽中消除过冷，冰晶就会在蓄冰槽中连续生成冷，冰晶就会在蓄冰槽中连续生成。第18页/共36页第十八页，共36页。冰浆制取过程冰浆制取过程(guchng)原原理理冰浆制取过程冰浆制取过程(guchng)过冷却过冷却(ln
10、gqu)（热交换）器（热交换）器第19页/共36页第十九页，共36页。实验实验(shyn)系统图系统图过冷水(lngshu)过冷却器蓄冰槽过冷解除(jich)实验目的：实验目的：获得便捷，高效获得便捷，高效节能和环保的节能和环保的动态制冰装置动态制冰装置第20页/共36页第二十页，共36页。实验系统实验系统(xtng)图片图片 三个循环 介质(jizh)制冷循环 R22载冷剂循环 氯化钙溶液制冰循环 乙二醇溶液第21页/共36页第二十一页，共36页。载冷剂及温控系统载冷剂及温控系统(xtng)载冷剂桶载冷剂桶载冷剂载冷剂可调加热可调加热(ji r)温控装置温控装置第22页/共36页第二十二页，
11、共36页。压缩机电压压缩机电压(diny)调幅装调幅装置置可调节可调节(tioji)(tioji)电压电压150-300v150-300v制冷制冷(zhlng)压缩机压缩机第23页/共36页第二十三页，共36页。温度温度(wnd)数据采集系统数据采集系统采集采集(cij)系统结构图系统结构图温度温度(wnd)一次显示仪表一次显示仪表显示屏上系统温度实时监测显示屏上系统温度实时监测（1 1）显示屏上系统温度实时监测显示屏上系统温度实时监测（2 2）第24页/共36页第二十四页，共36页。过冷却过冷却(lngqu)（热交换）（热交换）器器过冷却器图片过冷却器图片(tpin)热交换原理热交换原理(y
12、unl)过冷水及冰浆制取过冷水及冰浆制取第25页/共36页第二十五页，共36页。冰浆生成（实验冰浆生成（实验(shyn)结果）结果）纯净水过冷生成纯净水过冷生成(shn chn)的冰晶的冰晶乙醇溶液溶液（乙醇溶液溶液（7%）过冷生成）过冷生成(shn chn)的冰晶的冰晶乙二醇溶液（乙二醇溶液（6%）过冷生成的冰浆）过冷生成的冰浆自来水过冷生成的冰山自来水过冷生成的冰山第26页/共36页第二十六页，共36页。系统系统(xtng)稳定性分析稳定性分析过冷器出口过冷器出口(ch ku)温度的变化曲线温度的变化曲线过冷器冰堵模型过冷器冰堵模型(mxng)冰冰堵堵中中柱柱状状冰冰条条1)1)管壁温度较
13、低，溶液经过圆形管道后，温度逐管壁温度较低，溶液经过圆形管道后，温度逐渐降低，如左图，前段液体温度高于对应的凝固渐降低，如左图，前段液体温度高于对应的凝固温度，而后段壁面温度达到冰点，溶液会在壁面温度，而后段壁面温度达到冰点，溶液会在壁面附着，形成冰层。附着，形成冰层。2)2)由于液体响应相变速率较慢，管中心液体会出由于液体响应相变速率较慢，管中心液体会出现过冷现象。现过冷现象。3)3)实验中由于液体含有较多杂质粒子，而且实验中由于液体含有较多杂质粒子，而且壁面条件利于冰晶的形成，故过冷水实验中壁面条件利于冰晶的形成，故过冷水实验中容易出现图中的冰堵现象。容易出现图中的冰堵现象。冰堵分析冰堵分
14、析第27页/共36页第二十七页，共36页。实验结果实验结果(ji gu)分析分析影响系统稳定运行的主要因素影响系统稳定运行的主要因素杂质粒子对系统稳定运行的影响杂质粒子对系统稳定运行的影响进口温度对过冷度的影响进口温度对过冷度的影响冷却冷却(lngqu)(lngqu)速率对管内冻结的影响速率对管内冻结的影响流动速率对管内冻结的影响流动速率对管内冻结的影响第28页/共36页第二十八页，共36页。杂质粒子杂质粒子杂质粒子杂质粒子(lz)(lz)(lz)(lz)的影响的影响的影响的影响n n杂杂质质粒粒子子的的存存在在，在在一一定定程程度度上上起起到到了了成成核核剂剂的的作作用用。由由于于过过冷冷器
15、器中中壁壁面面附附近近温温度度梯梯度度较较大大，而而异异质质成成核核要要求求的的过过冷冷度度要要比比均均质质成成核核低低很很多多，所所以以，冰冰晶晶和和杂杂质质粒粒子子进进入入过过冷冷器器，极极容容易易诱诱发发管管内内大大量量的的冰晶形成，从而造成管内冻结。冰晶形成，从而造成管内冻结。n n实实验验发发现现，在在蓄蓄冰冰槽槽底底部部增增加加冰冰晶晶过过滤滤装装置置，能能够够大大大大提提高高系系统统稳稳定定运运行行的的时时间间。在在蓄蓄冰冰槽槽底底部部回回水水口口设设置置标标准准(biozhn)(biozhn)筛筛（200200目目）后后，出出口口过过冷冷度度变大，过冷段维持的时间也相应变长。变
16、大，过冷段维持的时间也相应变长。第29页/共36页第二十九页，共36页。进口进口进口进口(jn ku)(jn ku)(jn ku)(jn ku)温度对过冷度的影响温度对过冷度的影响温度对过冷度的影响温度对过冷度的影响n n在在在在过过过过冷冷冷冷器器器器出出出出口口口口液液液液体体体体达达达达到到到到过过过过冷冷冷冷状状状状态态态态时时时时，进进进进出出出出口口口口温温温温差差差差(wnch)(wnch)(wnch)(wnch)较较较较大大大大，乙乙乙乙二二二二醇醇醇醇为为为为1111，自自自自来来来来水水水水甚甚甚甚至至至至接近接近接近接近2222n n当当当当管管管管内内内内出出出出现现现
17、现冻冻冻冻结结结结，温温温温度度度度突突突突变变变变后后后后，温温温温差差差差(wnch)(wnch)(wnch)(wnch)才明显变小才明显变小才明显变小才明显变小n n进进进进口口口口温温温温度度度度太太太太高高高高，出出出出口口口口的的的的过冷度不可能太大过冷度不可能太大过冷度不可能太大过冷度不可能太大乙二醇溶液乙二醇溶液(rngy)进出口温度进出口温度变化曲线变化曲线 进口温度出口温度第30页/共36页第三十页，共36页。冷却冷却冷却冷却(lngqu)(lngqu)(lngqu)(lngqu)速率对管内冻结的影响速率对管内冻结的影响速率对管内冻结的影响速率对管内冻结的影响n n冷却速率
18、越大，过冷持续时间越短，冷却速率越大，过冷持续时间越短，冷却速率越大，过冷持续时间越短，冷却速率越大，过冷持续时间越短，但过冷器出口最大过冷度相差不大。但过冷器出口最大过冷度相差不大。但过冷器出口最大过冷度相差不大。但过冷器出口最大过冷度相差不大。n n如果冷却速率太高，壁面温度梯度如果冷却速率太高，壁面温度梯度如果冷却速率太高，壁面温度梯度如果冷却速率太高，壁面温度梯度太大，过冷水极容易过早消除过冷太大，过冷水极容易过早消除过冷太大，过冷水极容易过早消除过冷太大，过冷水极容易过早消除过冷状态，在管内形成冰晶，而冰晶的状态，在管内形成冰晶，而冰晶的状态，在管内形成冰晶，而冰晶的状态，在管内形成
19、冰晶，而冰晶的形成又进一步诱发形成又进一步诱发形成又进一步诱发形成又进一步诱发(yuf)(yuf)(yuf)(yuf)管内大量管内大量管内大量管内大量晶核的形成从而产生管内冻结。晶核的形成从而产生管内冻结。晶核的形成从而产生管内冻结。晶核的形成从而产生管内冻结。（自来水）不同冷却（自来水）不同冷却(lngqu)速率下过冷器出口温度速率下过冷器出口温度 第31页/共36页第三十一页，共36页。流动速率对管内流动速率对管内(un ni)(un ni)冻结的影响冻结的影响n n在在在在冷冷冷冷却却却却速速速速率率率率相相相相同同同同的的的的情情情情况况况况下下下下，流流流流速速速速(li(li(li
20、(li s)s)s)s)越越越越大大大大，出出出出口口口口最最最最大大大大过过过过冷冷冷冷度度度度越越越越小小小小，温温温温度度度度出出出出现现现现突突突突变变变变所所所所需需需需的的的的时时时时间与流速间与流速间与流速间与流速(li s)(li s)(li s)(li s)几乎成正比几乎成正比几乎成正比几乎成正比n n在在在在相相相相同同同同的的的的冷冷冷冷却却却却速速速速率率率率时时时时，流流流流速速速速(li(li(li(li s)s)s)s)较较较较小小小小，温温温温度度度度突突突突变变变变的的的的时时时时刻刻刻刻也会提前也会提前也会提前也会提前n n综综综综合合合合考考考考虑虑虑虑流
21、流流流速速速速(li(li(li(li s)s)s)s)与与与与冷冷冷冷却却却却速速速速率率率率的的的的影影影影响响响响，可可可可以以以以认认认认为为为为冷冷冷冷却却却却速速速速率率率率对过冷器管内冻结影响最大。对过冷器管内冻结影响最大。对过冷器管内冻结影响最大。对过冷器管内冻结影响最大。纯纯净净水水的的出出口口(ch ku)温温度度乙乙二二醇醇溶溶液液出出口口温温度度第32页/共36页第三十二页，共36页。过冷器管内过冷器管内(un ni)防冻结防冻结策略策略（1 1 1 1）换热器基底壁面处理）换热器基底壁面处理）换热器基底壁面处理）换热器基底壁面处理表表表表面面面面处处处处理理理理的的的
22、的目目目目的的的的是是是是为为为为了了了了提提提提高高高高冰冰冰冰晶晶晶晶与与与与基基基基底底底底材材材材料料料料之之之之间间间间的的的的表表表表面面面面能能能能垒垒垒垒，使使使使得得得得晶晶晶晶核核核核不不不不容容容容易易易易在壁面产生。在壁面产生。在壁面产生。在壁面产生。壁壁壁壁面面面面处处处处理理理理一一一一般般般般方方方方法法法法：金金金金属属属属壁壁壁壁面面面面电电电电解解解解抛抛抛抛光光光光；精精精精加加加加工工工工提提提提高高高高表表表表面面面面的的的的光光光光滑滑滑滑度度度度；采采采采用用用用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(ciyng)特殊的壁面涂层材料。特殊的壁面
23、涂层材料。特殊的壁面涂层材料。特殊的壁面涂层材料。涂层材料可以采用涂层材料可以采用涂层材料可以采用涂层材料可以采用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(ciyng)聚四氟乙烯、酚醛树脂、清漆和其他高分子材料。聚四氟乙烯、酚醛树脂、清漆和其他高分子材料。聚四氟乙烯、酚醛树脂、清漆和其他高分子材料。聚四氟乙烯、酚醛树脂、清漆和其他高分子材料。（2 2 2 2）添加抗冻剂）添加抗冻剂）添加抗冻剂）添加抗冻剂在在在在过过过过冷冷冷冷水水水水消消消消除除除除过过过过冷冷冷冷形形形形成成成成冰冰冰冰晶晶晶晶时时时时，冰冰冰冰晶晶晶晶长长长长大大大大并并并并发发发发生生生生二二二二次次次次结结结结晶晶
24、晶晶现现现现象象象象，为为为为了了了了防防防防止止止止冰冰冰冰晶晶晶晶尺寸过大，影响冰浆低温蓄冷的能力，必须采取措施阻止冰晶的再生长。尺寸过大，影响冰浆低温蓄冷的能力，必须采取措施阻止冰晶的再生长。尺寸过大，影响冰浆低温蓄冷的能力，必须采取措施阻止冰晶的再生长。尺寸过大，影响冰浆低温蓄冷的能力，必须采取措施阻止冰晶的再生长。使使使使用用用用抗抗抗抗冻冻冻冻蛋蛋蛋蛋白白白白如如如如（AFP-IAFP-IAFP-IAFP-I）可可可可以以以以有有有有效效效效的的的的阻阻阻阻止止止止冰冰冰冰浆浆浆浆的的的的再再再再结结结结晶晶晶晶现现现现象象象象，提提提提高高高高冰冰冰冰浆浆浆浆的的的的可可可可流动
25、性能流动性能流动性能流动性能第33页/共36页第三十三页，共36页。过冷器管内过冷器管内(un ni)防冻结防冻结策略策略（3 3 3 3）消除结晶核）消除结晶核）消除结晶核）消除结晶核 均均均均匀匀匀匀成成成成核核核核,要要要要求求求求有有有有较较较较大大大大的的的的过过过过冷冷冷冷度度度度。对对对对比比比比异异异异质质质质成成成成核核核核,所所所所要要要要求求求求的的的的过过过过冷冷冷冷度度度度比比比比均均均均匀匀匀匀成成成成核核核核要要要要小小小小得得得得多多多多，因因因因此此此此，消消消消除除除除晶晶晶晶核核核核与与与与杂杂杂杂质质质质粒粒粒粒子子子子，可可可可以降低异质成核的可能性，
26、提高水的过冷度。以降低异质成核的可能性，提高水的过冷度。以降低异质成核的可能性，提高水的过冷度。以降低异质成核的可能性，提高水的过冷度。（4 4 4 4）减小管内温度梯度）减小管内温度梯度）减小管内温度梯度）减小管内温度梯度 流流流流动动动动处处处处于于于于湍湍湍湍流流流流区区区区，扰扰扰扰动动动动增增增增加加加加(zngji)(zngji)(zngji)(zngji)，换换换换热热热热系系系系数数数数较较较较大大大大，使使使使得得得得流流流流体体体体温温温温度度度度场场场场均均均均匀匀匀匀，避避避避免免免免管管管管内内内内冻冻冻冻结结结结。由由由由于于于于管管管管壁壁壁壁温温温温度度度度较较
27、较较低低低低，管管管管内内内内边边边边界界界界层层层层低低低低温温温温区区区区转转转转移移移移到到到到中中中中心心心心区区区区域域域域，而而而而周周周周围围围围溶溶溶溶液液液液的的的的温温温温度度度度要要要要高高高高，因因因因此此此此，形形形形成成成成的的的的晶晶晶晶核核核核无无无无法法法法长长长长大大大大形形形形成成成成冰冰冰冰晶晶晶晶，而而而而只只只只能能能能以以以以晶晶晶晶核核核核的的的的形形形形式式式式存存存存在在在在与与与与溶溶溶溶液液液液中中中中，且且且且晶晶晶晶核核核核向向向向缩缩缩缩小小小小的的的的方方方方向向向向发发发发展展展展，因因因因此此此此可可可可以以以以采采采采用用用用机机机机械械械械搅拌装置。搅拌装置。搅拌装置。搅拌装置。第34页/共36页第三十四页，共36页。The end The end Thank you for your attention!Thank you for your attention!第35页/共36页第三十五页，共36页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第36页/共36页第三十六页，共36页。