自然分层水蓄冷技术

年第 卷第 期 自然分层水蓄冷技术 华东工业大学能源 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 研究所 殷 亮 ☆ 刘道平 提要 简述 了 目前常用 的 种 水蓄冷罐型 式及其蓄冷方 法 , 着重论述 了 自然 分层方式下散流器和蓄水罐的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。 关键词 水蓄冷 散流器 蓄水罐 设计 已丫 丫厂门 左口 , 口沂刁 乙乙了 口口印 门 七 , 阳 火 , , , 水蓄冷的方法 尸 —一一斗认丽而丽丽砰 一 ,水蓄 冷 是 利 用水 的显 热 实 现 冷 量 的储 存 。 因此 , 一个设计合理的蓄冷系统应通过 维持尽可能大的蓄水温差并防止冷水与热水 的混合来获得最大的蓄冷效率 。 在水蓄冷技 术中 , 关键问题是蓄冷罐的结构形式应能 防 止所蓄冷水与回流热水的混合 。 为实现这一 目的 , 目前常用的有以下几种方法 多蓄水罐方法 。 将冷水和热水分 别储 存在不同的罐 中 , 以保证送至负荷侧 的冷水 温度维持不变 。 多个蓄水罐有不同的连接方 式 , 一种是空罐方式 , 如图 圈 , 它保持蓄水 罐系统中总有一个罐在蓄冷或放冷循环开始 时是空的 , 随着蓄冷或放冷的进行 , 各罐依次 倒空 。 另一种连接方式是将多个罐串联连接 或将一个蓄水罐分隔成几个相 互 连通 的分 格 。 如 图 , 图 中仅 示 出蓄冷时 的水 流方 向 。 蓄冷时 , 冷水从第一个蓄水罐的底部人 口进入罐中 , 顶部溢 流的热水送至第二个罐 的底部人 口 , 依此类推 , 最终所有的罐 中均为 冷水 放冷时 , 水流动方 向相反 , 冷水 由第一 个罐的底部流 出 , 回流热水从最后一个罐的 顶部送人民 。 由于在所有的罐中均为热水 在上 、冷水在下 , 利用水温不同产生的密度差 门门乡乡一 毕浦曰曰曰曰 卜 ‘‘一一 二 口口口 ℃℃ ℃℃℃℃℃℃ 引引氛氛氛氛氛氛氛氛氛氛氛氛 ℃℃℃厅厅厅厅厅厅一 、、、 杆℃ 二二孙 , 朴 , 朴沈沈沈 况况况况 一一 ” 一一 一牙牙 一 牙牙 图 多蓄水罐方法原理图 就可防止冷热水混合 。 多罐系统在运行时其 个别蓄水罐可 以从系统中分离 出来进行检修 维护 , 但系统的管路和控制较复杂 , 初投资和 运行维护费用较高 。 迷宫法 。 采用隔板把大蓄水槽分成很 多个单元格 , 水流按照设计的路线依次流过 每个单元格〔‘ , 」。 图 所示为迷宫式蓄水罐 ☆ 上海市军工路 号 号信箱 暖通空调 、 设计参考 · 别 图 迷宫式蓄冷罐中水流路线 图 中水流的路线 。迷宫法能较好地 防止 冷热水 图 所示为蓄冷罐和斜温层 内温度变化 简图 。 斜温层是冷水与热水之间的温度过渡 层 。 明确而稳定的斜温层能防止冷水与热水 的混合 , 但斜 温层 的存在 降低 了蓄冷 效率 。 蓄冷系统能否在高效率下保持正常而稳定的 工作主要取决于顶部和底部散流器的设计和 蓄水罐的设计 散流器用于均布进人罐中的 混合 , 但在蓄冷 和 放冷过 程中 , 水交替地 从顶 部和 底部进 口 进人单元格 , 每 两个相邻的单儿格 中就有 一个是热水从底部进 口进 人或冷水 从顶 部进 日 进 人 , 这样易因 浮力造成混 合 。 另外 , 水 的流 速 过 高 会导致扰动及冷热水的混 合 流速过低会在 单元格 中形成死 区 , 降低蓄冷 系 统的容量 热热 一一蓄蓄水罐罐气气尺 , 弋一 , , , 产 , 丁 、 冷冷 默黔黔万 ⋯ 蓄水罐至负荷 充 夕卜生童旦坚勤鳄兰里二 川 蓄水量百分比 自然分层法 。 利用水在不 同温度下 密 度不同而实现 自然分层 。 系统组成是在常规 的制冷系统中加入蓄水罐 , 如图 所示 。 在 蓄冷循环时 , 制冷设备送 来的冷水 由底部散 流器进人蓄水罐 , 热水则从顶部排 出 , 罐中水 量保持不变 〔 在放冷循环 中 , 水流动 方 向相 反 , 冷水由底部送至负荷侧 , 回流热水从顶部 散流器进人蓄水罐 。 图 是 蓄冷特性 曲线 图 , 纵坐标为温 度 , 横 坐标 为蓄水 量 的 一 百分 比。 、 分别为放冷循环时蓄水罐的回水 ’ 和出水特性曲线 召 、 月 分别为蓄冷循环时制 冷机的回水和 出水特性曲线 。 一般用蓄冷效 率来描述蓄水罐的蓄冷效果 。 蓄冷效率的定 义是蓄冷罐实际放冷量与蓄冷罐理论可用蓄 冷量之比 , 即 蓄冷效率 曲线 与 之间的面积 曲线 与 之间的面积 一般来说 , 自然分层方法是最简单 、 有效 和经济的 , 如果设计合理 , 蓄冷效率 可以达到 一 , 」 、 图 自然分层 水箫冷系统原理图 水流 , 减少扰动和对斜温层的破环 。 隔板法 。 在蓄 水罐 内部安装 一 个活 动 青锰赢三 匕一 巨竺 卜一 ⋯星星 二二 婴笔缨翌 一蔚温层 一 ℃ 奋 图 自然分层蓄冷罐温度分布 的柔性隔膜 或一个 可移动 的刚性 隔板 , 来实 现冷热水的分离 , 通常隔膜或隔板 为水平布 置 。 这样的蓄 水罐 可以 不 用散流 器 , 但隔膜 或隔板的初投资和运行维护费用 与散流器相 比并不 占优势川 。 散流器的设计 自然分层的蓄水罐需要用散流器将水平 稳地引人罐 中 , 依靠密 度差 而不是惯性 力产 生一个沿罐 底或罐 顶水平分布 的重力 流 , 形 成一个使冷热水混合作用尽量小 的斜温层 。 在 一 ℃范围内 , 水的密度差不大 , 形成的 · 犯 · 设计参考 年第 卷第 期 斜温层不太稳定 , 因此要求通过散流器 的进 出 口水流流速足够小 , 以免造成对斜温层 的 扰动破坏 。 这就需要确定恰 当的 数和散 流器进 口 高度 , 确定合理的 。 数来避免斜 温层 品质的下降 。 数是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示作用在流体上的惯性力 与 浮升力之 比的无 因次准则数 , 等人也证 实 毛 时 , 浮升力大于惯性力 , 可很好地 形成 重 力流 时也能形 成 重 力 流 但 时 , 混合作用 就 已 经很 明显 了 , 并且 斤 数的微小增加就会造成混合作用 的显著 增加【‘〕。 斤 数的定义 由下式给出 仅示出下部散流器管 尹 , 气 、 进 口高度 罐壁 图 散流器管开 口 示意图 种 。 八边式适用于 圆柱体蓄水罐 , 式适用 ⋯丫嘿 、、、 , ‘、、、、、亨,,,,,‘‘,,,,龟、、、、、 矛。 一 。。 扣 。 」’甩 式中 为最大进 口 流量 , 耐 为散流器 有效长度 , 为重力加速度 , 矿 为最 ‘ 小进 口 高度 , 尸, 为进 口 水密度 , 的 凡 为罐内水密度 , 刀 。 对于确定的流量和散流器长度 , 通过 数可以确定所需要 的进 口 高度 。 进 口 高度 的定义参见图 及 图 , 进 口 高度的选择必须 保证 数不大于 。 和 通过试验证明 较低的 进 口 。 数有利于减小斜温层进 口 侧的混合 作用 , 进 口 ‘ 数在 一 时能取得理想 的分层效果川 。 。 数的定义 由下式给出 、 。 式 中 为散流器 单位长度上 的流量 , 时 。 为进 口 水的运动粘度 , 时 。 对于确定的流量 , 可 以通过调整散流器 的有效长度得到所需的 尺 数 。 在设计 中要 注意散流器 的开 口 方 向 , 尽 量减少 进 水对罐 中水 的扰动 。 通 常顶部散 流器的开 口 方 向朝上 , 避免有直接 向下 冲击 斜温层的动量 底部散流器的开 口 方向朝下 , 避免有直接向上的动量 。 散流器管的开 口一 般为 一 ‘ , 参见图 。 常用散流器 的型式有 八边式 、 式 、径 向盘式 和 连续槽式等 。 图 和 图 为 其 中两 、 、 、、、 、一 , 沪 , 一 ’‘ 图 八边式散流器 一 一 一 一 一 一 一 二 ‘ 曰 图 式散流器 于立 方体或长方 体 蓄 水 罐 。 在 应 用 中 , 也 可 以根 据 具 体 的 情 况 , 采用其他形状 的 散流器来满 足实 际 要 求 。 例 如 广东新 北 江制药 厂 的制冷系统 中 蓄水罐所用 的外 壁 全 周 配 水 装 置 , 配 水 口 设 置 在 蓄 水 罐 的 外 壁 , 配 水 流 道 采 用近外壳状 的变 截 面 流 道 结 构 。 人 口 水 斤 数 为 , 蓄 水 分 层 稳定可靠川 。 自然分层蓄水罐的设计 蓄水罐设计考虑的因素有 形状 、安装位 置 、材料和结构等 。 形状 最适合 自然分层的蓄水罐的形状为直立 的平底圆柱体 。 与立方体或长方体蓄水罐相 比 , 圆柱体在 同样的容量下 , 面积容量 比小 。 蓄冷罐的面积容量 比越小 , 热损失就越小 , 单 位冷量的基建投资就越低 。 其他形状的蓄冷 罐也可以用于 自然分层 , 但必须采取 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 防 暖通空调 设计参考 · 另 · 止由罐壁的斜坡或曲面所带来的进 口 水流的 垂直运动 。 球状蓄水罐的面积容量 比最小 , 但分层效果不佳 , 实际应用较 少 。 立方体和 长方体的蓄水罐可 以与建筑物一体化 , 虽 然 热损失较大 , 但可以节省一个单独的蓄水罐 , 从而节省基建投资 。 蓄水罐的高度直径 比是设计时需要考虑 的一 个形状参数 , 一般通过技术经济 比较来 确定 。 斜温层 的厚度 与蓄水罐的尺 寸无关 , 提高高度直径 比降低了斜温层在蓄水罐中所 占的份额 , 有利于提高蓄冷的效率 , 但在容量 相同的情况下增加 了蓄水罐的投资 。 提高高 度直径比限制 了散 流器的 长度 , 给散流器 的 设计带来一定的难度 。 安装位置 由于水蓄冷采用的是显热储存 , 蓄水罐 的体积较用于相 变储存的罐要大得多 , 因此 安装位置是蓄水罐设计时 所 考 虑 的重 要 因 素。 如空间有 限 , 可 在地下或半地下 布 置蓄 水罐 。 对于新的项 目 , 蓄水罐与建筑物 的一 体化能降低投资 , 这 比单独新 建一个蓄水罐 要合算 。 材料和结构 常用的蓄水罐为焊接 钢罐 、 装 配式预应 力水泥罐和现场浇筑水泥罐 。 钢罐 良好的导 热性能会影 响蓄冷效率 , 对于体积较小 的蓄 水罐这种影响较明显 。 水泥罐的绝热性能较 好 , 地下布置时热损失不会很大 , 但水泥罐的 绝热性能同时会造成斜温层品质的下降 。 选 择蓄水罐材料需要考虑的因素有 初投资 、泄 漏的可能性 、 地下 布置 的可能性和现场 的特 定条件 。 应用实例 文献〔」和仁 介绍 了一个在原有制冷系 统上增加 自然分层蓄冷罐的改造项 目 , 它位 于美国得克萨斯一家光 电子制造厂 , 年 月蓄冷系统开始运行 。 蓄水罐为圆柱形预 应力水泥罐 , 体积 耐 , 地下布置 , 其蓄 冷容量为 叫 · 。 罐 内采 用八边散流器 , 如图 所示 。 散 流器管开 口 角度 。 冷水温度 ℃ , 冷热水温差为 ℃ , 蓄冷效率达到 。 图 是整个系统的 连接图 , 新系统利用了原有的 台制冷机 , 其 图 制冷系统的连接图 中两 台 , 两 台 。 系统投人运行后 , 与改造前相 比第 一年降低制冷用电量为 , 第 二 年 降低了 。 整个蓄冷改造项 目 的总投资包括设计 、安装 、 调 试 、 水处理等在 内共 万美元 。 除去当地 电力公 司给予该 项 目的补贴 万美元 , 净投 资为 万美元 。 投运后能源 费用第一年节约 万美元 , 第二年节 约 巧 万美元 预计不 超过 就可 以收回净投资 。 参考文献 灭 日 , 邵 』〕 即 , 〔渝 一 尔 、 邓 溯 〕 , 坟刃 , 杨伟成 空调工程 的蓄冷水池技术应 用 暖通 空 调 , , 徐威 外壁 全周配水 自然分层蓄冷调荷装置的研 究 制冷 , , 一 , 铝 屯入 〕 一 伪 邓 习之八汪 , , 一 山 一 、 罗 , , 一