1　实验系统原理

    实验中温度用T型灵敏热电偶测量, T型热点偶由廉价金属铜- 康铜制成,误差为±0. 5℃,将热电偶连接到美国惠普公司生产的Agilent34970A 数据采集/开关单元数据采集系统的模块中可以对温度进行连续采集。冷媒水流量从智能流量显示仪中直接读出,用户负荷侧用一台超级恒温槽来模拟。有实验发现[5],在其它条件相同时,由于受水密度随温度变化规律的影响,冷媒水上进下出方式比下进上出方式的平均取冷水温高2℃,所以本实验采用冷媒水下进上出方式,蓄冷槽上部和下部分别设置布水器,保证在取冷过程中融冰的均匀性。

    在取冷过程中,冷媒水经过恒温槽, 将水温控制在12℃, 通过智能流量显示仪后,从蓄冰槽底部的布水器进
入蓄冷槽内,和其中的冰进行热交换,降温后从蓄冰槽顶端的布水器由水泵抽出,再次进入恒温槽,如此循环。在模拟实验中,三种冰盘管密度下,进入蓄冰槽的冷媒水流量均为350L /h。

    2　实验结果及其分析

    2. 1　不同盘管密度下取冷温度随时间变化的实验结果及其分析

    取冷过程可以分为两个阶段:以潜热为主的主取冷段,这一阶段取冷水温上升缓慢,低密度冰盘管的取冷水温保持在
1℃～3℃的低温取冷时段约120min,中密度冰盘管取冷水温保持在1℃～3℃的低温取冷时段约160min,较低密
度冰盘管的低温取冷时段延长了约33. 3% ,而高密度冰盘管取冷水温保持在1℃～3℃的低温取冷时段达到近
200min,较低密度冰盘管的低温取冷时段延长近66. 7%;后一阶段为潜热取冷和显热取冷同时进行的混合取冷
阶段,这一阶段由于显热取冷的比例越来越大,三种密度冰盘管的取冷水温上升速度加快。可见随着蒸发器冰盘
管密度的增大,取冷水温逐渐降低,稳定取得低温冷媒水的时间逐步延长,这为冰蓄冷系统与低温送风空调系统
相结合提供了有利条件。

    2. 2　不同盘管密度下取冷速率随时间变化的实验结果与分析

    在相同的取冷条件下,取冷速率随冰盘管密度的增加明显增大。在整个取冷过程中,低密度冰盘管的平均取冷速率仅为3.4kWh /h,中密度冰盘管的平均取冷速率约4. 5 kWh /h,较低密度冰盘管的平均取冷速率提高约32. 3% ,而高密度冰盘管的平均取冷速率达到6. 7 kWh /h,较低密度冰盘管的平均取冷速率提高近97% ,可见随着冰盘管密度的增大,取冷速率明显增大。这是由于随着冰盘管密度的增大,蒸发器冰盘管的表面积相应增大,在取冷过程中冷媒水和冰层外表面的接触面积也增大,使得单位时间的取冷量明显增大,从而更好地满足电力高峰时段的供冷需求。

    3　结论

    通过对三种不同密度下的冰盘管取冷特性的实验研究可以得出以下结论:

    (1) 增大蒸发器盘管的密度,可获得更低的取冷温度,而且密度越大,稳定取得低温冷媒水的时间就越长;

    (2) 增大蒸发器盘管的密度,可以获得较高的取冷速率,更好地满足白天电力高峰负荷时期的供冷需求。

    研究结果表明,与传统的直接蒸发式冰盘管相比,高密度直接蒸发冰盘管在取冷过程中,可以长时间保持较低的取冷水温和较高的取冷速率,为直接蒸发式盘管冰蓄冷系统的进一步优化提供了实验依据。

    参考文献

    1　严德隆,张维君. 空调蓄冷应用技术. 北京:中国建筑工业出版社, 1997.

    2　周光辉,王雷岗,刘寅,等. 高密度直接蒸发冰盘管蓄冰过程实验研究. 2006年全国暖通空调制冷年会论文集, 2006.

    3　郭庆堂. 实用制冷工程设计手册. 北京:中国建筑工业出版社, 1996.

    4　刘寅. 高密度直接蒸发冰盘管蓄冷过程实验研究. 西安:西安建筑科技大学, 2005.
5　王宝龙,李先庭,吕先志,等. 盘管式外融冰槽融冰过程试验研究( Ⅰ) ———取冷特性. 太阳能学报, 2003, 24 (5) : 611 - 615.http://www.shpingxuan.com