2、冰蓄冷与水蓄冷的比较
(1)、冰蓄冷系统与水蓄冷系统在蓄冷原理上是不同的,冰蓄冷是利用水的相变将水降温后冻结蓄存,在用电高峰时取出使用。而水蓄冷不存在相变,是显热式蓄冷,故蓄冷能力低。冰蓄冷时蓄冷密度DSTL(每立方米储存的能量)为:
DSTL=Q1+Qs1×(T3-Tst)+Qss× (Tst-Tm) (1)
式中:
Q1 -蓄冷球的相变潜热;
Qs1 -蓄冷球的液态显热;
Qss -蓄冷球的固态显热;
T3 -放冷阶段蓄冷系统的出液温度,5℃;
Tst -蓄冷球的相变温度,0℃;
Tm蓄冷期结束时冷媒平均温度,取蓄冷末期温度范围上下限的平值。
水蓄冷时,去掉(1)式中涉及潜热和固体显热的部分。因此,与水蓄冷相比,1m3冰的蓄冷能力相当于同体积水的17倍。即在相同蓄冷量的情况下,水蓄冷所需蓄冷槽的体积是冰的17倍,其占地面积不容忽视,这在一定程度上制约水蓄冷的发展。
但与冰蓄冷相比,水蓄冷无需增加制冷机组容量,如果有条件利用消防水池、既有蓄水设施作为蓄冷容器,选择水蓄冷系统可以大大节约投资。
与水蓄冷相比,冰蓄冷的优点是:蓄冷密度高,蓄冷槽体积较小,温度稳定,便于控制,设计灵活性强。故冰蓄冷的优势比较明显,它是目前空调蓄冷的主要方式,其发展空间较大。
(2)、水蓄冷中央空调系统:水蓄冷与冰蓄冷相比,它的主要优点是它的制冷效率高、蓄冷设备简单、易于改造、见效快。
其一,传统中央空调的制冷机、风机、水泵、空调箱、管路等主要部件不必更换,可直接使用;
其二,以水作为蓄冷介质,它的获取方便,价格低廉;
其三,不需降低制冷机的蒸发温度,制冷深度不变,可保持较高的制冷效率;
其四,蓄冷设备比较简单,容易将传统中央空调系统改造为水蓄冷空间系统,投资少,工期短,见效快。
它的主要缺欠是蓄冷介质的蓄冷密度低,蓄冷设备占地大和蓄冷效率低。
水的比热是 4.1868kJ/(kg·K)(1.0kcal/kg·℃),冰的相变温度是O℃、相变潜热 333.3kJ/kg(79.6kcal/kg)。在水蓄冷方式中,通常的蓄冷温差在5℃左右,lm3水的蓄冷能力为20.9×103kJ,相当5.8kW·h。在冰蓄冷方式中,lm3的冰(相当924kg)其蓄冷能力为 308×103kJ,相当85.6kW·h。理论上,在水和冰两种蓄冷介质同样体积下,冰蓄冷能力约为水蓄冷能力的15倍。因此,在提供相同蓄冷量条件下,水蓄冷设备用占地要比冰蓄冷占地大得多,因而受场地条件约束大。若能够与消费水池共用,不但可以节省占地,而且还
可以减少投资。
水蓄冷的蓄冷槽内不同温度的冷冻水易于掺混,以及庞大蓄冷槽的水表面散热损失较大等因素的影响,使它的蓄冷效率偏低。
(3)、冰蓄冷中央空调系统:冰蓄冷与水蓄冷相比,它的主要优点是蓄冷密度大,蓄冷
能力强,蓄冷效率高,并可实现低温送水运风,水泵和风机容量较小。
其一,由于它蓄冷介质的蓄冷密度大,故蓄冷设备占地比水蓄冷设备占地小得多,这在
大中城市高层楼宇设置蓄冷空调是一个相对有利的条件;
其二,冰蓄冷设备内的蓄冷温度虽比水蓄冷设备内的蓄冷温度低,蓄冷设备内外温差
大,但它的外表面积远小于水蓄冷设备的外表面积,故而散热损失低,蓄冷效率高;
其三,冰蓄冷可提供低温冷冻水和低温送风系统,使得水泵和风机的容量减少,也相应
地减少了管路直径,有利于降低蓄冷空调的造价;
其四,冰蓄冷能力强,临时停电时,可以作为一个蓄冷库当做应急冷源。
它的主要缺欠是在蓄冷工况时的制冷效率低,制冷能力下降。制冷机有个特征,制冷剂的蒸发温度越低制冷效率就越低,在提供相同冷量的条件下降低了制冷机的可用功率,一般制冷剂的蒸发温度每下降 1℃,它的可用功率要下降3%。水蓄冷空调制冷机制冷剂的蒸发温度与传统式中央空调相同,一般在2~3℃,而在蓄冰工况时制冷剂的蒸发温度一般在-7~-8℃,大致相差10℃。因此,相同容量的制冷机,冰蓄冷的制冷能力要下降30%左右,即相当水蓄冷空调制冷机容量的70%。理论上,在环境条件不变的前提下蓄冷工况的单位冷吨用电量,冰蓄冷约为水蓄冷的1.43倍。应当指出:蓄冷用电量是填谷电量,既可以缓解电网压电的困难,又有利于平稳系统负荷;对用户来说,从移峰填谷电价差中所获得的收益,往往高于效率损失的花费。
此外,冰蓄冷系统的装置比较复杂,操作技术要求高,投资也比较大,施工期也比较长,更适合于大中型新建筑物采用。
冷吨( Rt)是冷量强度的一种计量单位,1Rt相当把1t0℃的纯水在24h内制成O℃的冰所需要的凝固热。1日制冷吨等于3317kcal/h,即 13.9×103kJ,相当于3.86kW。1美制冷吨等于3024kcal/h,即12.7×103kJ,相当于3.52kW。通常采用美制冷吨。
中央空调水蓄冷与冰蓄冷的区别参考(3)
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