冰蓄冷的计算及应用

1、冰蓄冷的计算及应用摘要： 提出了冰蓄冷器设计残余蓄冷量的概念,并对冰蓄冷器的设计残余蓄冷量及其在冰蓄冷空调工程设计中的作用进行了分析 ,指出冰蓄冷器设计残余蓄冷量对于准确确定冰蓄冷器的额定蓄冷量进而正确选用冰蓄冷器是非常重要的。关键字：冰蓄冷器残余蓄冷量此前 ,文献 1 等提出了冰蓄冷器残余蓄冷量的概念,由于篇幅所限 ,没有对其作详细讨论。文献1 指出 ,对于冰蓄冷空调 ,在冰蓄冷器释冷过程的某一时刻,当冰蓄冷器的逐时释冷量1 降低到其额定蓄冷量的某一百分比时,冰蓄冷器中剩余的蓄存冷量将失去实际应用价值,此时可以认为释冷过程结束,并把此时冰蓄冷器中剩余的蓄存冷量称为冰蓄冷器残余蓄冷量。之所以如

2、此定义冰蓄冷器残余蓄冷量的概念,完全是出于对冰蓄冷器性能进行评价的需要。因为,所提出的评价指标应该具有统一的评价(基准 ) 条件 ,以便于对不同性能的冰蓄冷器进行评价。作者认为 ,冰蓄冷器残余蓄冷量的概念在对冰蓄冷器性能进行评价时是一个很重要的概念2 ,但是 ,对于冰蓄冷空调工程设计,由于设计条件、设计参数和设计方案因工程而异,冰蓄冷器的使用条件无法满足统一的基准条件,这个概念就不太适用。本文根据冰蓄冷空调设计的实际情况 ,提出冰蓄冷器设计残余蓄冷量的概念,并对它在冰蓄冷空调工程设计中的影响进行分析。1 冰蓄冷器设计残余蓄冷量对于冰蓄冷空调工程设计,无论其设计条件和设计参数如何,有一点是共同的

3、,这就是 ,在空调过程中 ,冰蓄冷器应按照设计所要求的逐时释冷量进行释冷,即应满足 :Qj = Qzj + Qsj (1)式中Qj 空调过程中j 时刻空调目标需要的总冷量,kW;Qzj 空调过程中j 时刻制冷机供给空调目标的冷量,kW;Qsj 空调过程中j 时刻冰蓄冷器供给空调目标的冷量,kW 。其中 ,j1j。j2j1为空调过程的开始时刻,j2为空调过程的结束时刻。在空调过程j1jj2时间内,冰蓄冷器释冷的结束时刻可能与空调过程的结束时刻相同,也可能不相同(本文假定时间相同 ) ,但是 ,在一个运行周期中,当冰蓄冷器释冷结束后,其内部所剩余的蓄存冷量就不会再为该运行周期所利用,而是与下一个运

4、行周期冰蓄冷空调蓄冷运行所蓄存的冷量一起,成为冰蓄冷器在下一个运行周期的蓄冷量。我们把在设计工况(设计条件和设计参数)下,冰蓄冷器在一个运行周期内 (或空调过程中) 释冷结束时 ,其内部剩余的蓄存冷量叫做冰蓄冷器的设计残余蓄冷量 ,用符号 ys 表示 ,单位 kWh 。冰蓄冷器设计残余蓄冷量分析众所周知 ,无论何种类型的冰蓄冷器,无论其释冷性能如何,在其释冷过程中,当不考虑其外在条件的变化时 ,冰蓄冷器的参数之间存在下面的关系:Qksj =f ( -s 1)(j ) = fj - 1j = j1( 6 Qsj) (2)并且有 :Qsj Qksj (3)式中f 函数关系符号 ;Qsj 空调过程中

5、 j 时刻冰蓄冷器的逐时释冷量,kW;Qs (j) 从空调过程开始时刻j1 到空调过程式中 j 时刻 ,冰蓄冷器释出的总冷量,kWh ;Qksj 空调过程中 j 时刻冰蓄冷器可以释出的最大逐时释冷量,也叫做冰蓄冷器的逐时可释冷量 1 ,kW 。式(2)表明 ,冰蓄冷器在 j 时刻的可释冷量 Qksj是其在该时刻之前已经释出的总冷量s (j - 1)的函数,并且一般有 :Qksj Qks (j + 1) (4)如果设 0为冰蓄冷器的额定蓄冷量,则式(2)还可以写成 :Qksj = g(- 0 s (j- 1) ) = g(yj)(5)式中g 函数关系 ; yj冰蓄冷器内在 j时刻剩余的总蓄冷量,

6、kWh。式(5)表明 ,冰蓄冷器在 j 时刻的可释冷量Qksj( 或 Qsj) 是其在该时刻所剩余的总蓄冷量yj的函数。根据式 (5) 的关系 ,冰蓄冷器j 时刻的逐时 (可 )释冷量不同时 ,就需要不同的剩余总蓄冷量 yj ,按照冰蓄冷器设计残余蓄冷量的定义,在设计工况下 ,在一个运行周期内释冷结束时刻所要求的冰蓄冷器的释冷量不同时,冰蓄冷器一般就具有不同的设计残余蓄冷量ys ,而且有 : ys = yj2 (j2 为冰蓄冷器释冷结束时刻)也就是说 ,对于一个冰蓄冷空调工程,不管选用何种类型的冰蓄冷器,只要设计要求冰蓄冷器在释冷结束时刻j2 的逐时释冷量Qsj2 不同 ,为了保证冰蓄冷器在该

7、时刻能够释放出所要求的冷量 ,所选用的冰蓄冷器一般就应具有不同的设计残余蓄冷量。如果设s 为冰蓄冷器额定释冷量 ,则必有 : s 0并且有 :0 = s + ys文献 2 指出 ,如果设 x 为冷蓄冷器的有效蓄冷量 , xu 为其无效蓄冷量,则有 :x = sxu = ys即冰蓄冷器的额定释冷量在数值上等于其有效蓄冷量,冰蓄冷器的设计残余蓄冷量在数值上等于其无效蓄冷量。对于上述几个蓄冷量,进一步解释如下 ,由于冰蓄冷器存在设计残蓄冷量或无效蓄冷量 ,冰蓄冷器在蓄冷过程中必须蓄存额定蓄冷量的总冷量,才能够在空调过程中按照设计要求的逐时释冷量为空调目标供出额定释冷量的总冷量。无效蓄冷量只需要冰蓄冷

8、器在第一次蓄冷运行时蓄存,由于冰蓄冷器在以后运行时存在等于无效蓄冷量 ,如果不考虑冰蓄冷器等的冷量损失,这部分冷量将一直存在于冰蓄冷器中而占用冰蓄冷器的蓄冷空间。这是由冰蓄冷器的特点所决定的。通过以上分析可知,对于冰蓄冷空调设计 ,由于冰蓄冷器存在设计残蓄冷量,而冰蓄冷器的设计残蓄冷量与设计的具体方案有关。当设计要求冰蓄冷器在释冷结束时刻的释冷量不同时,为了保证冰蓄冷器在该时刻能够释放出所要求的冷量,即使设计所要求的冰蓄冷器的额定释冷量选用的冰蓄冷器一般也应具有不同的额定蓄冷量。注意这一点对于冰蓄冷空调设计是非常必要的 ,也是非常重要的。否则,冰蓄冷空调工程设计就具有一些盲目性。作为一个简单例

9、子本文引用文献3 中给出的Calmac1190A逐时可释冷量的关系式(改用本文的相应符号) 来对上述讨论予以说明Qksj = 177. 81 -(1/ 563)6j - 1j = 1Qsj= 177. 8 1-(1/ 563)- 1)s(j如果假定 18 时为冰蓄冷器释冷(或空调 ) 过程结束时刻 ,如果取在 18 时的逐时释冷量Qs18= Qks18= 0 时 ,此冷蓄冷器在18时之前可获得的有效释冷量为563 ,加上 18 时的释冷量 (为零) ,则此种情况下 ,该冰蓄冷器在释冷(或空调 ) 过程的总有效释冷量为563 + 0= 563 (也是该冰蓄冷器的最大有效释冷量) ; 如果取在 1

10、8时的逐时释冷量Qs18 = Qks18 = 15 时 ,此冰蓄冷器在 18 时之前可获得的有效释冷量为51515 ,加上 18 时的释冷量 15 ,则此种情下 ,该冰蓄冷器在释冷 (或空调 )过程的总有效释冷量为51515 + 15 = 53015 ; 如果取在 18时的逐时释冷量 Qs18 = Qks18 = 30 时 ,此冰蓄冷器在18时之前可获得的有效释冷量为468 ,加上 18时的释冷量 30 ,则此种情况下 ,该冰蓄冷器在释冷(或空调 ) 过程的总有效释冷量为468 + 30=498。通过该简例的几个简单计算数据, 大家不难看出 , 对于同一台 (Calmac1190A) 冰蓄冷器

11、 ,当设计要求其在释冷(或空调 ) 过程结束时刻 (或结束时刻前 1 小时内 ) 供出不同的释冷量时 ,其在释冷 (或空调 )过程中的有效释冷量分别为563 ,53015,498。而这三个数据之间的差值在定程度上表明了冰蓄冷器在三种情况下设计残余蓄冷量的差别。另一方面 ,如果要求冰蓄冷器在上面三种情况下的有效释冷量相同,由于设计残余蓄冷量不同,就应选择不同额定蓄冷量的冰蓄冷器(具体方法可参见文献1 等 ) 。3 结论综上所述 ,从冰蓄冷器的工作特点分析,冰蓄冷器存在设计残余蓄冷量残余蓄冷量与具体设计方案有关,在进行冰蓄冷空调工程设计时,这是一个不容忽视的问题。冰蓄冷器设计残蓄冷量的大小主要取决

12、于冰蓄冷器在设计条件下的释冷性能和设计所要求的冰蓄冷器在释冷结束时刻的释冷量,所以 ,在进行冰蓄冷空调工程设计时冰蓄冷器在设计条件下的释性能和设计所确定的冰蓄冷器在释冷结束时刻的释冷量比较准确地确定其设计残余蓄冷量,才有可能比较准确地确定冰蓄冷器的额定蓄冷量,也才可能比较准确地选用冰蓄冷器。如果不清楚这些或忽视了这些,在选用冰蓄冷器时没有考虑冰蓄冷器的设计残余蓄冷量 ,而以冰蓄冷器的额定释冷量作为选择冰蓄冷器的依据,就会产生所选用的冰蓄冷器蓄冷量偏小的问题,而在设计时靠设计者的主观意志,在冰蓄冷器额定释冷量的基础上附加一个百分比后作为其额定蓄冷量,并据此来选用冰蓄冷器的做法因而具有盲目性 ,此前的一些工程设计事例已经证明了这一点。以上为笔者管见,意在抛砖引玉。希望以上资料能够给您帮助。上海蓝门制冷设备有限公司提供制冷暖通行业的一站式采购服务，专