低温蓄冷系统设计与应用分析(2)
3.2.2 缺液区 25
3.2.3 总结 26
3.3 释冷阶段计算 26
3.4 翅片管排布方式及性能分析 28
结论 31
致谢 32
参考文献33
1 引言
1.1 课题研究背景
蓄冷技术就是在制冷负荷率较低的期间，利用制冷机制冷，把冷量以显热、潜热或化学反应中的反应热的形式储存起来。然后在制冷负荷较高的期间，将储存起来的冷量再释放出来，以满足温控系统或生产工艺的需要。
蓄冷技术最初主要用于为负荷集中的场所供冷。但是由于蓄冷装置成本高、耗电量大，其技术在相当长一段时间内处于停滞状态。蓄冷技术的再度崛起源于全球性能源危机的爆发，由于发达国家电力负荷急剧增长，峰谷差也随之迅速拉大，蓄冷技术又重新成为了关注热点并得到快速的普及和提高。最初诞生的是直接蒸发式管外结冰为基础的冰蓄冷空调，随后其他各种形式的冰蓄冷系统也被积极开发，实际用于工程中的冰蓄冷空调系统也越来越多。
美国在蓄冷设备上的发展很迅速，其蓄冰筒、蓄冰槽技术日趋完善，外融冰蓄冰槽向内融冰蓄冰槽方向扩展，动态蓄冰系统也被广泛应用。
日本在蓄冷技术上起步也很早，1990年之前以水蓄冷发展为主，之后冰蓄冷空调系统也迅速发展，大型蓄冷系统陆续建成。到目前为止，日本共有五千多个蓄冷空调系统。
韩国从1991年起开始在使用中央空调的场所安装蓄冷设备。之后在建设蓄冰工程的同时，也开发自己的产品，我国上海能源中心就采用了韩国MTC公司的冰板。
我国台湾1984年从国外引进冰蓄冷技术，并建成第一个冰蓄冷空调系统,随后蓄冷空调技术也迅速发展。
我国大陆地区的蓄冷技术起步相对较晚。发展之初，我国通过引进国外先进技术来学习，同时不断开拓创新。虽然只经历了短短十几年的工程实践，但是已经有不少规模和蓄冷量比较大的工程进入了世界先进行列。随后蓄冷工程建设速度非常之快,各种方式的蓄冷系统都建有工程实例，如水蓄冷、完全和不完全冻结式盘管、直接蒸发式冰盘管和冰球式等等。到2006年，我国水蓄冷空调工程中采用了十几项自己的专利技术，使蓄冷密度大大提高，从而使蓄冷槽的容积大大减小，造价也大幅降低，传热损耗和载冷剂的输送功耗也随之减小。我国冰蓄冷空调工程中不仅采用了很多国外的先进蓄冰设备，也开发了有自己特色的蓄冰设备。
1.2 蓄冷系统简介及现状综述
蓄冷系统工作时主要包括制冷、蓄冷和释冷三个过程。
1.2.1 制冷
制冷就是指通过人为的方式，在某一个固定的时间段内使某固定区域或物体的温度低于周围环境，并使其保持在这一温度加以利用。
1.2.1.1 制冷循环及设备
在工农业生产以及日常生活的制冷中，使用较多的为气体压缩式制冷。气体压缩制冷一般都要经过压缩、冷凝、节流膨胀和蒸发四个过程。制冷系统由制冷剂和四大机件组成，所谓四大机件就是压缩机，冷凝器，节流阀和蒸发器。如图1.1所示：
图1.1 压缩式制冷原理
气体压缩式制冷的原理为：当完成蒸发的气态制冷剂进入压缩机后被压缩为高温、高压的蒸汽；压缩蒸汽随后进入冷凝器中冷凝，蒸汽温度降低后逐渐变为液态，直到全部液化；然后常温高压的液体进入节流阀膨胀，同时温度下降，节流后的制冷剂中会有部分的液体转变成蒸汽。然后低温液体和蒸汽一起进入蒸发器中吸热蒸发。当液体全部蒸发为蒸汽后，温度逐渐升高，最后蒸汽全部进入压缩机并开始下一轮的循环。