系統(tǒng)背景
為了均衡用電,削峰填谷,世界各國都實(shí)行了峰谷電價(jià)政策,我國政府和電力部門在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)思想的指導(dǎo)下,大力推廣需求側(cè)管理(DSM),以緩解電力建設(shè)和新增用電矛盾。各地區(qū)也出臺(tái)了促進(jìn)蓄冰空調(diào)發(fā)展的相關(guān)政策,推動(dòng)了蓄冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。特別是逐步拉大峰谷電價(jià)差,多數(shù)地區(qū)峰谷電價(jià)差已達(dá)三倍以上。隨著各地峰谷電價(jià)實(shí)施范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大和峰谷電價(jià)比的加大,為電力蓄能技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了更為有利的條件。
制冷原理
液體汽化制冷是利用液體汽化時(shí)的吸熱、冷凝時(shí)的放熱效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體(制冷工質(zhì))處在密閉的容器中時(shí),此容器中除了液體及液體本身所產(chǎn)生的蒸汽外,不存在其他任何氣體,液體和蒸汽將在某一壓力下達(dá)到平衡,此時(shí)的汽體稱為飽和蒸汽,壓力稱為飽和壓力,溫度稱為飽和溫度。平衡時(shí)液體不再汽化,這時(shí)如果將一部分蒸汽從容器中抽走,液體必然要繼續(xù)汽化產(chǎn)生一部分蒸汽來維持這一平衡。 液體汽化時(shí)要吸收熱量,此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對(duì)象,使被冷卻對(duì)象變冷。為了使這一過程連續(xù)進(jìn)行,就必須從容器中不斷地抽走蒸汽,并使其凝結(jié)成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液體,則所需冷卻介質(zhì)的溫度比液體的蒸發(fā)溫度還要低,我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進(jìn)行,因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。
制冷工質(zhì)將在低溫、低壓下蒸發(fā),產(chǎn)生冷效應(yīng);并在常溫、高壓下冷凝,向周圍環(huán)境或冷卻介質(zhì)放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變?yōu)楦邏阂后w,還需要將其壓力降低到蒸發(fā)壓力后才能進(jìn)入容器。
液體汽化制冷循環(huán)是由工質(zhì)汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個(gè)過程組成。
吸收式制冷機(jī)主要由四個(gè)交換設(shè)備組成,即發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器,它們組成兩個(gè)循環(huán)環(huán)路:制冷劑循環(huán)與吸收劑循環(huán)。左半部是制冷劑循環(huán),屬逆循環(huán),由冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器組成。高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱被凝結(jié)為液態(tài)后,經(jīng)節(jié)流裝置減壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內(nèi),該液體被汽化為低壓氣態(tài),同時(shí)吸取被冷卻介質(zhì)的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷完全相同。右半部為吸收劑循環(huán)(圖2中的點(diǎn)畫線部分),屬正循環(huán),主要由吸收器、發(fā)生器和溶液泵組成,相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷的壓縮機(jī)。在吸收器中,用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑,以達(dá)到維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的目的;吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑-吸收劑溶液,經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器;在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰,其中沸點(diǎn)低的制冷劑汽化形成高壓氣態(tài)制冷劑,進(jìn)入冷凝器液化,而剩下的吸收劑溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。
吸收劑
吸收式制冷機(jī)中的吸收劑通常并不是單一物質(zhì),而是以二元溶液的形式參與循環(huán)的,吸收劑溶液與制冷劑—吸收劑溶液的區(qū)別只在于前者所含沸點(diǎn)較低的制冷劑量比后者少,或者說前者所含制冷劑的濃度比后者低。二元溶液通常有溴化鋰水溶液、氨水溶液等。
中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的選擇,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、能源提供方式、便利程度等多種客觀條件決定。其中活塞式制冷壓縮機(jī)多為中型(標(biāo)準(zhǔn)制冷量60~600KW)和小型(小于60KW),但是由于其噪音大、效率低且容易發(fā)生故障,使用的已不多;渦旋式制冷壓縮機(jī)主要用于小型制冷系統(tǒng),在家用空調(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用;而螺桿機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及操作維護(hù)方便,另外技術(shù)成熟等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于空調(diào)中;離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,運(yùn)動(dòng)件少,工作可靠,經(jīng)久耐用運(yùn)行費(fèi)用低,一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中,并且可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié),使機(jī)組的負(fù)荷在30%~范圍內(nèi)工作。通常情況下,多采用電制冷,在燃?xì)饣蛉济嘿Y源豐富的地區(qū),可采用吸收式制冷。