第三章固液相变原理和应用.pptVIP

相变保温材料原理 复合相变材料 空调蓄冷系统的设计步骤 确定空调系统负荷； 确定蓄冰系统的型式和运行策略； 确定制冷主机和蓄冰装置的容量； 选择其他配套设备； 编制蓄冷周期逐时运行图； 蓄冷系统的控制； 经济分析，通过装置设备费与运行费的计算，求得与常规制冷系统相比的投资回收期。 1、确定空调系统负荷 部分蓄冷：仅仅补足高峰制冷负荷，并需要制冷机协同工作运行。 全部蓄冷：必须在夜间制造出全日负荷用冰量，在用电高峰期制冷机不工作。 确定建筑物的峰值负荷需要进行空调负荷计算。 日间负荷：据每小时的设计日负荷图来选择，设计日负荷图可由最高负荷图或专门制作的轨迹图得出。 计算方法：系数法、平均法估算 全部蓄冷负荷 全天所需冷量A均由用电低谷或平峰时间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量B+C等于A，在用电高峰时间制冷机不运行。 全负荷蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置。 运行费用低，但设备投资高、蓄冷装置占地面积大，除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外，一般不宜采用。 部分蓄冷负荷 夜间用电低谷期利用制冷机蓄存一定冷量，补充电高峰时间所需部分冷量；即蓄冷量B+C等于A1 ，而全天需冷量为A1 +A2 。 部分负荷蓄冷系统可以按典型设计日制冷机基本为24小时工作设计，这样，制冷机容量最小，蓄冷系统比较经济合理。 限量用电部分负荷蓄冷法 要求蓄冷量B＋C ，而全天需冷量为A1＋A2＋A3。 如杭州夏季每天上午8:00～11:00有三个小时不允许一般企事业单位制冷机组开启运行。因此出现A3部分的负荷必须由蓄冷系统提供。 2、确定制冷主机和蓄冰装置的容量 对于采用盐水不冻液盘管制冰的蓄冰空调系统： 制冷机容量 制冷机台数 蓄冰池蓄冷量 蓄冰池容积 对于冰球蓄冰系统： 全日制冷量、蓄冷量、空调工况制冷量、蓄冰工况制冷量 建筑物的冷负荷在低峰期持续不变： 辅助制冷机 3、制冰与融冰负荷系统 制冰： 任何时间均可； 低峰能提供廉价电价的，在低峰制冰； 制冰循环的起始一般在黄昏建筑物关闭时，当蓄冰箱满载或电力到达高峰，制冰循环停止。 融冰： 制冷机优先供给：只有当制冷机不能满足负荷时才用冰补充； 蓄冰优先供给：蓄冰箱先承担负荷； 限定需求量：由自控系统调节制冷机承担的负荷。 4、制冷机的COP 双工况冷机； 蒸发温度对冷机性能的影响： 蒸发温度下降（+5℃下降到-5℃），COP下降。 5、制冷装置的控制 存在几种运行工况的必要转换，比一般空调复杂，为达到预期效果需增设必要的自控装置。 制冷过程中制冷机由蓄冰箱来控制，蓄冰箱大于制冷机的制冰能力。 控制制冷机的停启及安全运行。 蓄冰系统设计应注意的问题 经济性； 制冷机的耗电率及其运行工况； 蓄冰冷系统的控制； 蓄冰槽热交换的稳定性； 水路系统 其他 空调系统采用蓄冰和低温送风结合 低温送风系统：在常规全空气空调系统中,送风温差一般控制在8～10℃,送风温度在15～18℃范围, 而在冰蓄冷系统中,利用低温冷水,可将盘管出口空气温度降到4～6℃,送风温差可达20℃左右。 优点：经济、节能。 问题：凝结；空气量不足；空气倒灌。 典型蓄冷空调系统的经济效益 美国广播公司办公楼冰蓄冷空调系统 台北国贸大楼蓄冰空调系统 深圳电大科技大厦一期工程 1983美国能源部介绍蓄冰与低温送风相结合 2002年首次由国内设计完成的集成冰蓄冷、低温送风、变风量等多项国内国际先进的空调新技术的系统在国家电力公司所属国家电力调度中心圆满竣工。 习题 相变材料的热性能特点？ 集中空调系统采用冰蓄冷系统的优点？ 静态冰蓄冷系统有哪几类？ 空调蓄冷系统的设计步骤？ 空调蓄冷系统设计应注意的问题？ 第三章 固液相变原理和应用 认识相变 相变：物质从一种状态变到另一种状态。 相变形式：固－液相变；液－气相变；固－气相变；固－固相变。 相变潜热：相变过程中伴有能量的吸收和释放（等温过程）。 相变过程：伴有较大能量吸收或释放的等温或近似等温过程。 相变蓄能作用：缓解能量供求双方在时间、强度和地点上不匹配的有效方式，是合理利用能源以及减小环境污染的有效途径，是热能系统优化运行的重要手段。 本专业涉及的相变过程： 热壁面上的液体沸腾现象，主要发生在蒸发器和锅炉的受热面上。 冷壁面上的蒸汽凝结现象，主要发生在冷凝器和用蒸汽加热的水加热器中。 储能装置中的固—液相变过程，主要用于建筑系统储能和太阳能利用领域。 本章主要内容 固液相变简介 蓄热用固液相变材料的分类和选择 一维凝固和融解问题及其分析方法 固液相变应用举例 3.1 固液相变简介 固液相变：固态物质在某一温度下吸热熔化的现象。 液固相变：当液态物质温度降低到相变温度以下时，放出热量，凝固成固态的现象。 目前，暖通空调领域热点：利用固-液相变和液-固相变的交替进行到达储能的目的。