我国暖通空调新技术的发展和应用设计院

我国暖通空调新技术的发展和应用

陈焰华武汉市建筑设计院WuhanArchitecturalDesignInstitute报告内容引言空调水系统变频变流量技术蓄冷蓄热、低温送风和大温差技术区域冷热电联供和分布式能源技术地源热泵等舒适节能空调技术CFD技术和消防性能化设计制冷空调设备的新技术应用蓄冷空调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，有水蓄冷,冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。蓄冷空调日负荷武汉地区蓄冷工程华美达酒店（冰球蓄冷）武汉国际会展中心（冰盘管蓄冷）

湖北出版文化城（冰球蓄冷）武汉科技会展中心（冰球蓄冷）

湖北剧场（水蓄冷）冰蓄冷与常规电制冷的

经济性比较(示例)江苏广播电视综合大楼工程概况江苏地区分时电价冰蓄冷与常规电制冷的经济性分析冰蓄冷优势：冷水机组容量降低38％空调设备功率减少27％年运行费用节省37.1万元冰浆（IceSlurry）

冰浆——是含有悬浮冰粒子的固液两相溶液，也称流体冰，二元冰。其中冰粒子颗粒为毫米至厘米级。通常为了降低凝固点加入醇类和盐类抑制剂。冰浆微观形态冰粒子微观示意冰晶粒子融冰过程融冰过程中的冰粒子蓄冰槽IceSlurry制取方式几种冰浆制取原理冰浆制取美国PaulMuellerCompany公司冰浆机制取冰浆的过程冰浆制取日本东洋制作所开发的冰浆系统冰浆用途果品冷藏水产品冷藏水产品冷藏运输工艺快速冷却低温环境与灭火超市食品冷藏冰浆空调系统典型的冰浆系统冰浆空调系统系统结构示意空调建筑物冰浆发生器蓄冰室（1）蓄冰室（2）冰浆空调系统应用示例北京嘉里中心酒店（Maximice冰浆技术）商贸综合楼（韩国，sunwell冰浆技术）京都火车战（日本，高砂热学过冷水技术）冰浆技术应用优势巨大的相变潜热，并可利用低温显热（冰的融解热335kJ/kg，水的比热容4.18kJ/kg･℃）较好的流动性，可泵送至任何地方融冰释冷速度，热响应速度快采用蓄冷策略，减少系统运行费用，增强供冷的可靠性国外研究机构国际制冷学会冰浆研究会（IceSlurryWorkshopofIIR）

丹麦国际冰浆研究中心（InternationalIceSlurryCentreofDenmark）

国际能源署（InternationalEnergyAgency）

研究冰浆的学术机构美国阿尔贡国家实验室美国橡树岭国家实验室加拿大多伦多大学应用化学系新西兰西新西兰应用科计大学丹麦科技研究院荷兰代夫特大学机械系瑞典皇家技术学院英国埃克塞特大学机械系日本东京工业大学过冷水替冰浆制讲取的原栏理水的过池冷特性营曲线过冷河水中开冰晶膨的形余成过窑程过冷待现象痒：水溶族液在完冷却望时，董最初版温度爹逐渐代下降略，容易贱产生雕过冷已现象隐，达犁到一迁定过应冷度后，旺由于饰晶核执形成翁，冰瓣晶迅饺速长狂大。实验构乘想：采取某牛些措施灯，防止压过冷水浮过早的消除过摄冷态，托而在蓄场冰槽中逝消除过冷，冰多晶就会嫂在蓄冰序槽中连拐续生成。冰浆盖制取观过程带原理冰浆制葬取过程过冷却臂（热交为换）器实验写系统摧图过冷水过冷拒却器蓄冰槽过冷蜓解除实验娇目的临：获得便办捷，高翁效节能和重环保的动态优制冰竞装置实验系链统图片三个锻循环搬介质制冷鼠循环R22载冷孕剂循决环聋氯化员钙溶悄液制冰呈循环造乙葬二醇戚溶液载冷某剂及用温控盖系统载冷末剂桶载冷祝剂可调加叨热温控族装置压缩机腥电压调网幅装置可调侍节电统压150岂-30抚0v制冷做压缩华机温度数凭据采集傍系统采集系汗统结构究图温度计一次猜显示飘仪表显示玻屏上讨系统住温度迹实时灰监测（1咐）显示炕屏上渗系统污温度肯实时斧监测（2）过冷姑却（得热交屑换）认器过冷却攀器图片热交换名原理过冷械水及喜冰浆惊制取冰浆生察成（实验汪结果）纯净返水过炸冷生项成的璃冰晶乙醇溶号液溶液妄（7%糠）过冷伸生成的汤冰晶乙二土醇溶起液（些6%怎）过怠冷生殃成的劝冰浆自来水功过冷生炉成的冰垫山系统稳宽定性分呀析过冷电器出融口温群度的拾变化碍曲线过冷厨器冰铸堵模成型冰堵中虫柱状冰驴条1)白管壁奇温度别较低勺，溶妨液经参过圆筑形管职道后烟，温贯度逐蛙渐降抚低，弃如左览图，掌前段震液体乖温度晴高于棉对应寺的凝蛙固温同度，叼而后宰段壁谱面温聪度达溪到冰梯点，歪溶液筹会在郑壁面月附着邀，形溉成冰铸层。2)及由于秋液体兆响应扔相变寸速率内较慢垮，管偶中心肿液体童会出茫现过排冷现迟象。3)察实验续中由贺于液谊体含肾有较榆多杂谷质粒尝子，李而且鬼壁面屈条件掠利于虫冰晶肢的形雁成，摘故过扔冷水生实验指中容偿易出捆现图巡寿中的追冰堵赴现象获。冰堵分暮析实验哥结果喉分析影响系夸统稳定保运行的赴主要因怪素杂质粒书子对系统肥稳定运骂行的影大响进口温利度对过冷卵度的影炼响冷却速张率对管碑内冻惧结的偷影响流动脸速率对管提内冻牙结的事影响杂质搏粒子惨的影役响杂质婆粒子乏的存叼在，帜在一录定程蚂度上铃起到详了成织核剂柿的作悟用。享由于父过冷忍器中细壁面膊附近这温度惧梯度适较大盒，而哗异质逐成核存要求盲的过爬冷度做要比束均质原成核蚂低很利多，竹所以史，冰缓晶和逢杂质员粒子语进入伯过冷基器，摆极容桥易诱诱发管顶内大杯量的涨冰晶姑形成脉，从狱而造湿成管寄内冻仔结。实验罪发现真，在轻蓄冰计槽底趋部增盏加冰都晶过瞧滤装盾置，堵能够锤大大屠提高衔系统端稳定颈运行贝的时竖间。祥在蓄铜冰槽呼底部椅回水胃口设森置标驴准筛吧（2车00纠目）刚后，粗出口坑过冷肝度变讨大，熊过冷艰段维沙持的零时间菌也相钻应变过长。进口铺温度师对过企冷度丑的影倒响在过篮冷器秋出口徒液体臭达到隐过冷述状态跪时，祥进出女口温躁差较寺大，孔乙二设醇为投1℃以，自掠来水垒甚至群接近鲁2℃当管概内出陵现冻车结，铺温度肉突变睁后，笑温差彼才明准显变那小进口励温度他太高掘，出然口的忌过冷印度不舅可能同太大乙二醇连溶液进同出口温玻度变化熄曲线进口焦温度出口凯温度冷却速满率对管捧内冻结雾的影响冷却速蔑率越大用，过冷才持续时底间越短倒，但过会冷器出沈口最大抬过冷度归相差不课大。如果冷京却速率白太高，部壁面温钥度梯度所太大，吧过冷水楼极容易杜过早消壮除过冷释状态，倾在管内稳形成冰衔晶，而幅冰晶的宜形成又滔进一步补诱发管辫内大量刚晶核的窑形成从敏而产生蜓管内冻兽结。（自来矿水）不惠同冷却女速率下旋过冷器科出口温夜度流动呈速率组对管指内冻呜结的拼影响在冷灰却速葱率相寸同的纽奉情况深下，墓流速础越大叠，出匆口最电大过秀冷度他越小刺，温度出附现突变垮所需的口时间与纳流速几界乎成正任比在相同何的冷却半速率时糖，流速距较小，薯温度突兔变的时乞刻也会纯提前综合考浇虑流速踢与冷却尝速率的量影响，稼可以认剃为冷却相速率对询过冷器峰管内冻壤结影响核最大。纯净水丸的出口偏温度乙二编醇溶劫液出姻口温帅度过冷拖器管霞内防搞冻结值策略（1恰）换热农器基族底壁佛面处锅理表面薯处理宿的目秆的是专为了截提高妈冰晶木与基丧底材疑料之霞间的挡表面塌能垒勺，使烟得晶溜核不橡容易雅在壁疤面产塑生。壁面泻处理从一般步方法诸：金群属壁撕面电斥解抛筛光；倒精加嫂工提炎高表净面的毙光滑话度；痒采用冬特殊盐的壁狮面涂宁层材芒料。涂层览材料祸可以耀采用却聚四航氟乙诞烯、叹酚醛闹树脂年、清蓝漆和架其他粘高分黄子材既料。（2吩）添加如抗冻范剂在过冷赠水消除洁过冷形盼成冰晶眠时，冰自晶长大嫌并发生蝇二次结特晶现象撒，为了花防止冰愤晶尺寸刻过大，黎影响冰掀浆低温座蓄冷的水能力，爷必须采槐取措施惹阻止冰品晶的再亿生长。使用暗抗冻记蛋白岂如（AF忍P-绝I）可以叙有效夸的阻科止冰觉浆的嘱再结悔晶现今象，辽提高循冰浆析的可枝流动钉性能过冷器暴管内防坦冻结策为略（3）体消除结尖晶核均匀成脚核,要引求有较仓大的过疯冷度。判对比异槽质成核决,所要于求的过多冷度比瓦均匀成桌核要小希得多，渐因此，么消除晶挽核与杂岁质粒子猎，可以叉降低异啄质成核物的可能石性，提域高水的胳过冷度罚。（4辉）减蹈小管州内温阔度梯齐度流动松处于攻湍流榨区，见扰动测增加批，换续热系扶数较找大，谷使得转流体岔温度谱场均在匀，咏避免串管内仔冻结暑。由巴于管萍壁温掀度较委低，名管内垫边界三层低哗温区都转移防到中再心区俩