四丁基溴化铵水合物在空调蓄冷中的应用研究

R134a气体水合物蓄冷实验

2007年1月重庆大学学报(自然科学版) Jan .2007第30卷第1期Journal of Chongqing University (Natural Science Editi on ) Vol .30 No .1 文章编号:10002582X (2007)0120058203 R134a 气体水合物蓄冷实验 3 李夔宁,刘玉东,吴治娟,唐 娟 (重庆大学动力工程学院,重庆 400030) 摘 要:空调蓄冷是实现电网“移峰填谷”的重要手段.为缩短蓄放冷时间,以R134a 为工质,在气 体水合物蓄冷循环中加入引射器,研究结果表明:引射器增强了水和R134a 气体的混合,在引射器内生成了部分水合物晶核.与无引射循环相比,水合物的成核过冷度降低约2~4℃,水合物的生成时间缩短13%~25%,获得了较好的蓄冷效果.并提出“热势”理论对实验现象进行解释,采用引射器后,水合物形成需要的“热势”降低,从而使水合物的成核过冷度和形成时间有明显降低. 关键词:气体水合物;蓄冷;引射器;热势 中图分类号:TK124 文献标识码:A 空调蓄冷技术是为实现电网电力移峰填谷而兴起的一门新技术,对建设节约型社会具有重要意义.但目前在工程中普遍应用的是冰蓄冷系统和冰-水混合蓄冷系统,压缩机运行在蒸发温度-5℃的制冷工况,而不是5℃左右的空调工况,降低了压缩机的运行效率.为使蓄冷系统在空调工况运行,要求蓄冷工质的相变温度在8~12℃,相变潜热大,传热性能好,传统的蓄冷工质水已不能满足要求.研究表明,氟利昂气体水合物具有以上特点,此外,这种高温相变蓄冷材料还具有很好的化学稳定性,长期使用也不会老化失效,腐蚀性低,安全性较好,因此被认为是理想的新一代空调蓄冷介质[1] .目前,强化传热传质,缩短蓄放冷时间是气体水合 物蓄冷技术研究的主要方向[223] .笔者以R134a 为气体水合物工质,在蓄冷循环中加入引射器,对气体水合物的成核过冷度和生成时间进行了实验研究和理论分析. 1 实验装置 实验装置按照非直接接触蓄冷和直接接触放冷方式设计[4] ,如图1所示,主要由蓄冷系统、放冷系统、制 冷系统、循环动力系统和数据采集系统5部分组成.引射器结构如图2所示.蓄冷罐体采用不锈钢管制做,内部尺寸为<200mm ×600mm ,在蓄冷罐的上部和下部设有观察窗,用以观察水合物的生成现象.在蓄冷罐内布置了15对铜-康铜热电偶测量温度,分别布置在高 度不同的5个层面上,每个层面布置3对热电偶其相对罐底的位置如表1所示. 图1 实验装置系统简图 图2 引射器结构示意图表1 蓄冷罐内的热电偶分布表热电偶位置/mm 数量/对 15032150332503445035 550 3 3 收稿日期:2006209212 作者简介:李夔宁(19702),男,重庆大学副教授,博士,主要从事制冷与低温工程方向的研究, 电话(Tel .):023*********;E 2mail :leekn@cqu .edu .cn .

水蓄冷方案汇总

第一章工程概况简述 1.工程概况及主要工程内容 工程概况:本项目位于广东省清远市清新区太平镇万邦鞋业办公大厦,总建筑面积约:15000m2,空调面积:10000m2,建筑总高15m,其中楼层主要为研发室,办公室、制模室、空调设备房等等。 本项目主要工程内容为:中央空调机房冷源系统,冷冻水管立管、每楼层预留水管到管井口、蓄水槽防水、保温及布水工程等。 2.设计概况 本次设计采用大温差水蓄冷中央空调系统,夏季设计日总尖峰冷负荷为875KW。 冷源配置:整体规划主机选用1台250RT螺杆机及1台114RT螺杆式,该设备为甲方提供.主机夜间水蓄冷,即夜间为蓄冷工况:供回水温度为 4.5℃/12.5℃,白天为空调工况:供回水温度为7℃/12℃,冷却水供回水温度为32℃/37℃。两台主机在夜间可同时蓄冷或单独蓄冷,把一个蓄冷水池蓄满为止. 本项目一个蓄冷水池的总容积 800m3,按容积利用率0.95计算,蓄冷水池的可利用容积大于760m3。 本项目蓄冷工况运行时,水池进/出水温度为 4.5/12.5 ℃;放冷工况运行时,水池进/出水温度为12.5/4.5 ℃,均采用8 ℃温差。 考虑到水池中冷热水间的热传导和斜温层等因素影响,蓄冷水池的完善度一般取0.90~0.95;考虑到保温层传热的影响,冷损失附加率一般取1.01~1.02。因此,本项目实际蓄冷量约为3200kWh(即915RT)。

第二章制冷系统技术方案 1.设计依据 本方案设计依据如下: 业主提供的设计资料 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003) 《蓄冷空调工程技术规程》 (JGJ 158-2008) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50242002) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调?动力》(2003版) 《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水》(2003版) 《蓄冷空调工程实用新技术》方贵银教授编著 2.负荷计算 水蓄冷空调系统的负荷计算采用国家现行《采暖通风与空气调节规范》(GB50019-2003)的有关规定,求得蓄冷—放冷周期内逐时负荷和总负荷,并绘制出负荷曲线图,作为确定系统形式、运行策略和设备容量的依据。采用系数法对逐时冷负荷进行估算。其中设计日各时段冷负荷值如下表:一期设计日尖峰冷负荷为1156RT,采用逐时负荷系数法,设计日逐时冷负荷分布如下: 表设计日各时段负荷值情况

水合物气资源评

布莱克海台水合物气资源评价 摘要:布莱克海台是全世界天然气水合物研究的热点之一。该区研究程度高、资料丰富,是进行对比研究的典型地区。论述了布莱克海台天然气水合物形成的地质条件和地球化学特征, 综述了该区水合物的研究历史和进展,介绍了对水合物气资源量的评价方法和评价结果。根据不同评价者和不同方法的评价, 布莱克海台区水合物气的资源量在(8~80)×1012m3[其中预测为(50~ 80)×1012m3的资源量包含水合物层之下的游离气]之间。 关键词: 布莱克海台。水合物。资源评价 布莱克海台位于美国卡罗莱纳州南部查尔斯顿以东约400 km 的大西洋大陆性洋脊(图1) , 是一个由等深流沉积物堆积形成的大陆隆, 其东南延伸方向与北美大陆边缘成正交[1,2 ]。深海钻探计划(DSPD) 早就预测到了该台区存在有天然气水合物藏[2]。大洋钻探计划(ODP) 164 和172 航次也对该区进行了专门考察。可以说, 在过去的30多年里, 布莱克海台一直是水合物调查研究的热点区。 图1 布莱克海台的地理位置 1 布莱克海台天然气水合物研究简况 布莱克海台和卡罗莱纳高地是世界最著名的海洋气体水合物的赋存地, 对水合物的研究有着重要的意义。 1.1 研究历史

早在1970 年,DSDP 就开始在布莱克海台进行考察, 由于在采集到的沉积物样品中发现了高浓度的甲烷, 考察人员便把这种甲烷同地震探测数据联系起来 研究, 提出了布莱克海台存在甲烷水合物的假设。到了1980 年,DSDP 在该区采集到了水合物样品, 证实了这一假设。1995 年11 月和12 月,ODP第164 航次 对布莱克海台区气体水合物藏和邻近的卡罗莱纳州高地进行了专项探查[2]。1997 年2 月,ODP 172 航次从南卡罗莱纳州的查尔斯顿出发, 对北大西洋布莱克—巴哈马外海台和卡罗莱纳州一线进行了更深入的调查, 主要目的是获取一个全新 的晚第三纪的沉积物深度剖面, 以便认识北大西洋西部气候和洋流在上新世中 期到更新世的变化情况[3]。另外, 在布莱克—巴哈马外部海台一线上的地震数据都显示了BSR 的存在, 而且孔隙水样品中氯化物的浓度变化也证明了气体水合 物是存在的。 2001年9月, 科学家搭乘Alvin 潜水设备下潜2200 多M, 对布莱克海台进行了一次近距离的观察。除了收集到甲烷水合物的有关信息外, 还第一次观察到了冷泉化学合成生态系统。 1.2 天然气水合物形成机理研究 布莱克海台是由平行于海岸线的两股海底洋流在此的沉积作用而逐渐形成的。在古新世, 墨西哥湾暖流沿着大西洋海岸向北与向南的北冰洋寒流在此相汇, 导致两股洋流速度锐减而发生沉积作用。 较高的沉积速率有利于水合物的形成。已证实布莱克海台含水合物沉积物与海底等深流沉积有密切关系。等深流沉积是海洋沉积物沉积后又被活跃的深水流充分改造过的沉积, 它主要分布在沉积速率较高的地方, 它形成的首要条件是 由于沉积物的压实固结作用不稳定而导致上升流的流动。布莱克海台晚中新世至全新世沉积速率为40~340 cm/Ma, 属于快速沉积区。由于等深流沉积具有颗粒较粗、储集物性好、气源充足和流体运移条件优越等特点, 对水合物的形成相当有利, 因此等深流沉积作用强烈的布莱克海台区有利于水合物的富集[4]。 在布莱克海台, 大量的甲烷被包含在水合物层和以游离气的形式聚集在水 合物层之下。水合物形成和分解、甲烷的释放和重新聚集这一反复过程,是解释 布莱克海台区游离气浓度与气体水合物之间相互关系的依据。 关于布莱克海台主要拗陷过程与甲烷分解和释放之间的关系, 目前还没有 完全弄清楚, 但存在两种解释。一种解释强调气体和沉积物的灾难性爆炸, 如在末次间冰期, 海平面下降导致海底地层压力降低,引起水合物分解和气体释放。 由于布莱克海台沉积物渗透率低和气体不能有效扩散, 致使压力增加、构造隆升、气体喷发。第二种解释认为, 由于沉积物的快速沉积, 使更多的甲烷通过高渗透性通道逐渐逸出, 其中一些高渗透性通道就连接着海底水合物的分解带[5]。 2 布莱克海台区域地质研究 2. 1钻孔站位分布

浅谈流态冰蓄冷系统设计

浅谈 流态冰蓄冷系统设计 (第三代)

目录 说明 (3) 产品特点 (3) 安装事项 (3) 项目经济性分析表 (4) 一、峰谷电价政策 (5) 1、国家电力现状及电力优惠政策 (5) 二、冰蓄冷空调系统简介 (5) 1、冰蓄冷空调原理 (5) 2、实施目的 (6) 3、直接接触式的主要特点 (6) 三、直接接触式设计方案 (6) 1、贵项目基本情况 (6) 2、建设冰蓄冷系统的可行性...................................................................................错误!未定义书签。 3、设计计算依据 (7) 4、冰蓄冷空调系统运行费用表 (8) 5、实施费用................................................................................................................错误!未定义书签。 1﹑冰蓄冷冷站增加设备及工程费用...................................................................错误!未定义书签。 6、结论 (15) 四、直接接触式控制以及主机群控系统 (16) 1、冰蓄冷控制系统 (16) 2、控制功能 (16) 3、主机群控系统 (17)

说明 通过“移峰填谷”,可使*******公司整个空调系统每年节省运行电费109.35万元。 不改动系统和空调主机,冰蓄冷与现有空调系统并联运行,安全可靠。 产品特点 冰蓄冷系统是通过制冰方式,以冰的相变潜热为主蓄存冷量的蓄冰系统,利用夜间电网低价电力运转制冷机制冷并以冰的形式储存起来,在白天用电高峰时(高峰电价约为低谷电价的3~5倍)将冰融化供冷,以达到降低运行费用的目的。我司自主研发的独特冰蓄冷技术,突破了传统冰蓄冷的概念,效益更高。 ⑴.自主设计定指标生产的高效二次蓄冰主机,蓄冰COP可达到10; ⑵.直接蒸发式的蓄冰方式,蒸发温度可控制在-1℃; ⑶.外融冰设计,采用冷水直灌,融冰效率极高。 安装事项 ⑴.安装过程简单快捷、占地面积小,可利用建筑物外绿化带面积等,蓄冰罐可以放置室外。 ⑵.不改动原有空调系统,安装过程基本不影响生产; ⑶.安装调试共需约4个星期。

冰蓄冷空调系统的优点和缺点

冰蓄冷空调系统的优点和缺点: (1)优点: ①平衡电网峰谷荷,减缓电厂和供配电设施的建设,对国家而言,是节能的; 对于大城市的商业用电而言,均会出现用电的峰谷时段,在用电的峰段,常常会出现供电不足的状况,而在用电的谷段,又常常会出现电量过剩的状况,如果将低谷电的电能转化为冷能应用到峰值电时的空调系统中去,则可以缓解电网压力,平衡电网; 对国家电网而言,要满足用户1kwh的用电需求,必须要发电站发出超过1kwh 的电量便于抵消电在运输过程中的损耗,而用户对电的需求和利用程度在实际过程中却是不定的,是随机的,尤其是对建筑内的空调而言,其使用程度往往同当天的室外天气条件密切相关,不定性特点尤为突出,倘若国家电网发出的余电无法被用户使用,一来是对能源的浪费,二来对国家电网的安全也存在着隐患,于是,冰蓄冷技术在空调系统中的应用便大大地减缓和减少了以上问题; ②能使制冷主机的装机容量减少; 冰蓄冷空调系统按运行策略可分为两类,一类是全部蓄冷模式,另一类是部分蓄冷模式。对于第一类,通俗地说就是建筑的所有冷负荷(注:蓄冰装置是无法作为热源使用的)全由蓄冰装置承担,而制冷机组(通常是双工况制冷机组)只扮演为蓄冰装置充冷制冰的角色,在空调系统运行的时候,制冷机组处于停机状态,而蓄冰装置则全时段运行,为用户提供冷量。对于第二类,也是实际工程中常用的运行方式,即蓄冰装置只承担建筑冷负荷的一部分,而另一部分则由制冷机组(双工况)承担。因此,由上述可知,不论哪种运行方式,蓄冰装置总是要承担一部分冷负荷的,我们所说的减少了制冷主机的装机容量,实质上就是蓄冰装置承担了制冷机组本应该要承担的一部分负荷,这部分负荷值的大小也就是蓄冰装置的蓄冷量大小; ③目前各地供电部门对用电限制较严,征收的额外费用也名目繁多,建筑业主与用户的经济负担较重,还常常受到限电、拉闸停电种种束缚。若发展冰蓄冷空调技术,就能较好的缓解空调用电与城市用电供应能力的矛盾; ④由于采用了冰蓄冷与低温大温差供冷送风相结合的技术,在初投资费用方面,既可减少空调处理设备、输配设备的大小,输送管网的粗细,还可减少机房管井的占用面积,压低建筑层高,从而不但可节省空调的初投资费用,而且还可降低建筑造价;在运行费用方面,由于送风温度低,风机、水泵的输配功率大幅度降低,制冷空调系统的整体能效得到提高,再加上分时电价的优惠,从而使建筑业主与用户支付比常规空调更少的运行费用; ⑤由于采用了低温大温差供冷送风,使空调处理与输送过程均在较低温度下进行,有利于抑止细菌、病菌的繁殖;较低的室内温度,可进一步改善室内空气品质与热舒适水平。 (2)缺点:

水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析

水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析 发表时间:2019-03-21T15:47:56.907Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:丁岳峰 [导读] 在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务,从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种,即水蓄冷、冰蓄冷。 中冶华天南京工程技术有限公司江苏南京 210000 引言 蓄冷技术,简而言之,是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷,并通过介质将冷量储存起来,在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务,从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种,即水蓄冷、冰蓄冷。 正文 随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛,其耗电量也越来越大,一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上,使得电力系统峰谷负荷差加大,电网负荷率下降,电网不得不实行拉闸限电,严重制约着工农业生产,对人们正常的生活带来不少影响。解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术,将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期,均衡城市电网负荷,达到多峰填谷的目的,蓄冷技术的原理,简而言之,是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷,并以冰的形式储存起来,在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务,从而避免中央空调争用高峰电力,最常用的蓄冷方式主要有两大类:冰蓄冷和水蓄冷。 一、冰蓄冷 顾名思义蓄冷介质以冰为主,不同的制冰开式,构成不同的蓄冷系统。蓄冷系统的思想通常有两种,完全蓄冷与部分蓄冷。因为部分蓄冷方式可以削减空调制冷系统高峰耗电量,而且初投资夜间比较低所以目前采用较多,在确定部分负荷蓄冷系统的装置容量时,一般有两种情况, 1、空调系统夜间不运行,仅白天运行,或者夜间运行的空调负荷较小,在这种情况下,选择制冷机的最佳平衡计算公式应为 qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc, 式中qc:以空调工况为基点时的制冷机制冷量,kw,Qs:蓄冰槽容量,KWH; N1:白天制冷主机在空调工况下的运行小时数,由于白天制冷机不一空均为满载运行,计算时该值可取(0.8-1.0)n. N2:夜间制冷主机在蓄冷工况下的运行小时数。 Cf:冷水机组系数,即冷水机组蓄冰工况制冷能力与空调工况制冷能力的比值,一般活塞式与离心式冷水机组约为0.65,螺杆式冷水机组约为0.7.它取决于工况的温度条件和机组型号。 根据这个公式,我们结合具体的工程,就可得出应配置的冷水机组的制冷能力与蓄冰槽容量。 2、空调系统部分夜间运行,而且所需的冷负荷比较大。在这种情况下,我样一般以夜间所需的冷负荷为依据。选择基载主机。然后从总负荷中扣除基载主机所承担的负荷,再按第一种情况合理配制冷水机与蓄冰槽。 二、水蓄冷 水蓄冷是利用3-7°C的低温水进行蓄冷,可直接与常规系统区配,无需其它专门设备。 其优点是:投资省,维修费用少,管理比较简单。但由于水的蓄能密度低,只能储存水的显热,故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池,在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时,可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量,然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。 三、冰蓄冷与水蓄冷的对比 水蓄冷系统不仅从节能而且从节省初投资方面都具有很大的优越性,它充分利用了建筑的消防水池,不再占用建筑面积,节省了机房面积,但我们不能因此而完全肯定水蓄冷,否定冰蓄冷,他们各用各自的适用范围,下面我们来分析一下:根据公式qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc 我们可得出蓄冷比率: η=Qs/Q=(N2Cfqc)/Q=(N2Cfqc)/[(N1+CfN2)×(N2Cfqc)/Q] =1/[1+(N1/(CfN2)) 对于一般的办公建筑来说,N1、Cf、N2均为确定值,分别为8.5,8,0.7,则η=1(1+8.5/0.7×8)=39.7% 在这个比率下,制冷机与蓄冷槽容量配置为最佳,对冰蓄冷而言,因蓄冰槽可根据蓄冷量的大小来配置,不受任何限制,我们就可根据这一比率来确定蓄冷量,从而配置出相应的制冷机与蓄冰槽,但对水蓄冷而言,因为它利用的是消防水池,而建筑物消防水池的容积只与建筑物的性质及使用功能有关,与建筑面积没有关系,那么在这一条件下限制下,对于空调面积只与建筑物的性质及使用功能有关,与建筑面积没有关系,那么在这一条件下,对空调面积较小的建筑物来说,水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接近于39.7%,则我们建议采用冰蓄冷系统,对空调面积较小的建筑物来说,水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接于39.7%,甚至高于39.7%,则我们应采用水蓄冷系统,同时,应与水系统的分区结合起来。 造价方面,同等蓄冷量的水蓄冷系统造价约为冰蓄冷的一半或更低。冰蓄冷需要的双工况制冷机组价格高,装机容量大,增加了配电装置的费用,且冰槽的价格高,使用有乙二醇数量多,价格贵,管路系统和控制系统均较复杂,因此总造价高。 蓄冷系统装机容量方面,水蓄冷的蒸发温度与常规空调相差不大,且可采取并联供冷等方式使装机容量减小。冰蓄冷工质的蒸发温度较低,制冷机组在蓄冰工况下的制冷能力系数Cf为0.6~0.65(制冰温度为-6℃时),其制冷能力比制冷机组在空调工况下低0.4~0.35。相同制冷量下,冰蓄冷的双工况制冷机组容量要大于常规空调工况机组。 移峰量上看在同等投入的情况下,水蓄冷系统一般设计为全削峰,节省电费大大多于冰蓄冷系统。冰蓄冷为降低造价,一般为1/2或1/3削峰,节省电费少于水蓄冷系统。

丙烷气体水合物合成实验的设计与研究

丙烷气体水合物合成实验的设计与研究 摘要针对高中化学和大学化学中有关气体水合物的内容,设计了丙烷气体水合物的教学实验。该实验采用简单的方法合成丙烷水合物,操作简单、安全,实验重复性高,可以调动学生的学习兴趣。通过实验,便于学生了解丙烷水合物的物理化学性质、水合物相图的构成及作用。 关键词丙烷水合物合成冰粉教学实验气体水合物 气体水合物是水与甲烷、乙烷、丙烷、CO2及H2S等小分子气体形成的一种外观似冰的笼形晶体化合物[1]。现行高中化学课本中所说的“可燃冰”——天然气水合物就是其中的一种。气体水合物中,水分子通过氢键相连形成一些多面体笼,尺寸合适的客体分子可填充在这些笼中。 气体水合物的研究历史可追溯到1810年,Davy发现氯气可使水在0℃以上变成固体,这种固体就是氯气水合物[2]。到1934年,Hammersdhmidt在天然气管道中发现水合物堵塞管道,水合物的研究得到快速发展。近二十年来在海洋和冻土带发现储量巨大的天然气水合物资源,使得天然气水合物被认为是21世纪重要的后续能源,气体水合物的研究受到世界范围内的高度重视。 气体水合物的结构与冰相似,基本结构特征是主体水分子通过氢键在空间相连,形成一系列大小不同的多面体孔穴。空的水合物晶格可以认为是一种不稳定的冰,当这种冰的孔穴被客体分子填充后,就变成稳定的气体水合物。其孔穴被客体分子填充的百分数越大,水合物越稳定。目前已发现的水合物晶体结构有I型,II 型和H型[3]。客体分子在水分子形成的笼形孔穴中的分布是随机的,只有当客体分子达到一定的孔穴占有率时水合物晶格才能稳定存在。至于形成哪种水合物结构主要由客体分子大小决定,另外也受客体分子形状、温度、压力、是否有水合物促进剂等因素影响。 为了使课本知识与最新的科研动态相结合,激发学生兴趣,使学生在学习过程中对气体水合物有更加感性的认识,设计了适合高中及大学化学的丙烷气体水合物合成实验,让学生可以自己动手合成气体水合物,以便学生可以更好地认识、了解气体水合物的性质。 选择丙烷作为客体分子原因:一是丙烷气体与水是不互溶的,将2种不互溶的物质混合形成一种稳定物质,可以提高学生对实验的兴趣;二是丙烷气体水合物的相平衡条件比较温和,易于学生在实验室实现。图1为丙烷水合物相平衡[3]和饱和蒸气压曲线[4],在冰点附近,丙烷的饱和蒸气压为0.5 MPa,而丙烷水合物的生成压强为0.2 MPa,故很容易实现丙烷水合物的形成条件;三是合成后的丙烷水合物可以通过简单的方法进行检测,如点燃或放在水中观察是否有气泡产生。

布莱克海台水合物气资源评价

文章编号:167221926(2003)0620514205 收稿日期:2003210210;修回日期:20032102161 基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40272066)资助1 作者简介:官宝聪(19792),男,福建将乐人,硕士生,主要从事海洋地质研究1 布莱克海台水合物气资源评价 官宝聪,雷怀彦,郭占荣,孙爱梅 (厦门大学海洋与环境学院,福建厦门 361005) 摘 要:布莱克海台是全世界天然气水合物研究的热点之一。该区研究程度高、资料丰富,是进行对比研究的典型地区。论述了布莱克海台天然气水合物形成的地质条件和地球化学特征,综述了该区 水合物的研究历史和进展,介绍了对水合物气资源量的评价方法和评价结果。根据不同评价者和不同方法的评价,布莱克海台区水合物气的资源量在(8~80)×1012m 3[其中预测为(50~80)×10 12 m 3 的资源量包含水合物层之下的游离气]之间。 关键词:布莱克海台;水合物;资源评价 中图分类号:T E 155 文献标识码:A 布莱克海台位于美国卡罗莱纳州南部查尔斯顿以东约400km 的大西洋大陆性洋脊(图1),是一个由等深流沉积物堆积形成的大陆隆,其东南延伸方向与北美大陆边缘成正交[1,2]。深海钻探计划(D SPD )早就预测到了该台区存在有天然气水合物藏[2]。大洋钻探计划(OD P )164和172航次也对该区进行了专门考察。可以说,在过去的30多年里,布莱克海台一直是水合物调查研究的热点区。 图1 布莱克海台的地理位置 1 布莱克海台天然气水合物研究概况 布莱克海台和卡罗莱纳高地是世界最著名的海洋气体水合物的赋存地,对水合物的研究有着重要 的意义。1.1 研究历史 早在1970年,D SD P 就开始在布莱克海台进行考察,由于在采集到的沉积物样品中发现了高浓度的甲烷,考察人员便把这种甲烷同地震探测数据联系起来研究,提出了布莱克海台存在甲烷水合物的假设。到了1980年,D SD P 在该区采集到了水合物样品,证实了这一假设。1995年11月和12月,OD P 第164航次对布莱克海台区气体水合物藏和邻近的卡罗莱纳州高地进行了专项探查[2]。1997年2月,OD P 172航次从南卡罗莱纳州的查尔斯顿出发,对 北大西洋布莱克—巴哈马外海台和卡罗莱纳州一线进行了更深入的调查,主要目的是获取一个全新的晚第三纪的沉积物深度剖面,以便认识北大西洋西部气候和洋流在上新世中期到更新世的变化情况[3]。另外,在布莱克—巴哈马外部海台一线上的地震数据都显示了BSR 的存在,而且孔隙水样品中氯化物的浓度变化也证明了气体水合物是存在的。 2001年9月,科学家搭乘A lvin 潜水设备下潜2200多米,对布莱克海台进行了一次近距离的观 察。除了收集到甲烷水合物的有关信息外,还第一次观察到了冷泉化学合成生态系统。1.2 天然气水合物形成机理研究 布莱克海台是由平行于海岸线的两股海底洋流 第14卷第6期 2003年12月 天然气地球科学 NA TU RAL GA S GEOSC IENCE V o l .14N o .6D ec . 2003

中国蓄冷空调项目汇总(1995~2004)

中国蓄冷空调工程汇总(1995~2004) 中国从70年代起,在体育馆建筑中多处采用水蓄冷空调系统。在90年代初,开始建造、并投入运行的冰蓄冷空调系统以来,截止到2002年底,已建成和正在建的水蓄冷和冰蓄冷空调系统共计259项,取得了初步成效,在某些方面具有自己特点和经验。 中国在90年代初,建造和投入运行的蓄冷空调系统有下列四例: (1)深圳电子科技大厦,建筑面积6.5万m2,设计冷负荷3,200RT,蓄冷量8,750RTH,采用法国Cristopia冰球,CIAT单螺杆冷水机组,1993年5月投入运行。 (2)北京日报社,建筑面积1.52万m2,综合办公楼,设计冷负荷560RT,蓄冷量1,280RTH,采用北京西冷工程公司的"有压罐式齿球蓄冷器",卧式蓄冷罐Φ2,400×6,000三台,1993年6月投入运行。 (3)广东清远市新北江制药有限公司,工艺用冷,发酵所产生的热量由10℃的冷水吸收。正常生产时,耗冷496RT,利用低谷电蓄存冷水,贮水槽容积1,083m3,占地110 m2,蓄冷密度达6.09RT/m3,蓄(调荷)冷量达6,600RTH,1992年5月投入运行。(徐威高工设计) (4)广州黄埔区红山街供电承装公司二层办公楼,建筑面积210m2,北京西冷冰球,小系统进行蓄冷运行。 1995年建成和投入运行的项目: (1)广东东莞生化药厂,水蓄冷系统,空调用冷,贮水槽750m3,蓄冷密度3.3 RT/m3(10,000大卡/m3),蓄冷量达2475RTH,1995年4月投入运行。(徐威高工设计) (2)北京京信大厦,水蓄冷系统,利用原有有效容积998m3消防水池兼作蓄冷池,蓄冷密度1.59 RT/m3,蓄冷量为1,587RTH,减少了一台原打算增添的60万大卡/时的冷水机组。(清华设计) (3)烟台大酒店,改建成水蓄冷式中央空调系统,水泥蓄冷水池400m3(消防水池),冷水温度4-6℃。(华源总承包) (4)浙江肖山城乡镇政府大楼,建筑面积5,000m2,办公楼,设计冷负荷165RT,蓄冷量为433RTH,采用CIAT冰球,立式蓄冷罐26m3,CIAT双螺杆冷水机组。

冰蓄冷设计

东华大学环境学院冰蓄冷设计 姓名:何燕娜 班级:建筑1202 学号: 121430205 2014年12月

1.1 项目概述 本项目为浙江某办公楼建设项目的双工况冰蓄冷系统应用。 1.2 冰蓄冷系统在本项目中的应用 冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量,它代表着当今世界中央空调的发展方向。 本文就对冰蓄冷系统设计进行详细阐述,并和传统的风冷系统进行初投资和运行成本的综合比较。 1.3 冰蓄冷系统的工作模式 冰蓄冷系统的工作模式是指系统在充冷还是供冷,供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行,以满足供冷负荷的要求,常用的工作模式有如下几种: (1)机组制冰模式

在此种工作模式下,通过浓度为25%的乙二醇溶液的循环,在蓄冰装置中制冰。此间,制冷机的工作状况受到监控,当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭。此种工作模式的示意图如图1-2所示。 图1-2 机组制冰工作模式示意图 (2)制冰同时供冷模式 当制冰期间存在冷负荷时,用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要,乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度。一般情况下,这部分的供冷负荷不宜过大,因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的。蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的,因此,只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用,就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷,该工作模式示意图如图1-3所示。 图1-3 制冰同时供冷模式示意图 (3)单制冷机供冷模式: 在此种工作模式下,制冷机满足空调全部冷负荷需求。出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置,而直接流至负荷端设定温度有机组维持。该工作模式示意图如图1-4所示。

冰蓄冷中央空调技术原理及经济性分析

冰蓄冷中央空调技术原理及经济性分析 江苏安厦工程项目管理有限公司□卢义生 摘要:由于冰蓄冷中央空调系统具有节能环保等诸多优点,近几年在我国得到了迅速发展。以滁州第一人民医院为例,通过冰蓄冷中央空调系统与常规中央空调系统的经济性分析对比,可以看出冰蓄冷中央空调系统在实际应用中的优势。 关键词:冰蓄冷空调系统常规空调系统经济性分析 国外利用机械制冷机的蓄能空调最早出现在二十世纪三十年代,但随着机械制造业的进步,蓄能技术的发展很快停滞下来。直到二十世纪八十年代初期,蓄能空调在美国、日本等发达国家再次得到研究推广。到九十年代中后期,美国、日本、欧洲等国家和我国台湾地区的蓄能空调系统已得到广泛的应用,并取得了良好的经济效益。我国于九十年代中期正式引入冰蓄冷空调系统,近年来国家及地方电力部门相继制定了峰谷电价政策及优惠措施以促进冰蓄冷空调的发展。2000年,国家电力公司国电财[2000]114号文件明确要求加大峰谷电价推广力度,为此,全国多个省市纷纷出台了分时电价政策,一般低谷电价只相当于高峰电价的1/2甚至1/5,而且有取消电力增容费、电贴费等不同程度的优惠,在政策上支持冰蓄冷空调的发展。近两年来,随着我国节能减排政策的不断推广,冰蓄冷空调技术得到了迅猛发展。中国建筑设计研究院机电专业设计研究院总工程师、北京制冷学会常务理事宋孝春表示:“冰蓄冷空调系统是人类在面对能源危机时优化资源配置、保护生态环境的一项技术革新,能产生良好的社会效应和经济效益……。我国冰蓄冷空调市场已走向成熟,全国范围内,近两年的工程几乎等于前十年的总和。未来一段时间内,这个数字仍以几何级数字向上递增……” 1冰蓄冷技术介绍 1.1冰蓄冷系统原理 冰蓄冷中央空调是在夜间利用制冷主机制冰,将冷量以冰的形式蓄存起来,然后在白天根据空调负荷要求释放这些冷量,这样在电力低谷段蓄冰,在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。这样就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用,从而利用峰谷电价政策,达到为用户节约电费的目的。 在一般大楼中,空调系统用电量占总耗电量的35%~65%,而制冷主机的电耗在空调系统耗电量中又占65%~75%。在常规空调设计中,冷水主机及辅助设备容量均按尖峰负荷来选配,这不仅使空调系统的电力容量增大,而且使得主机等空调设备在大部分情况下都处于低效率的部分负荷状态运行,设备利用率也低,投资效益低。

冰蓄冷系统的设计与施工

冰蓄冷系统的设计与施工 一、工程概述 XXXX位于XX东侧,建设单位是XXX房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公,酒店,银行办公的综合大厦,总建筑面积11.6万平方米。是全 国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由XXXX安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水,冷冻站在地下3层;机房建筑 面积1200m2蓄冰槽520m2)。冷冻站采用蓄冰空调系统,充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量,补充在电力高峰期的空调冷负荷需要,节约系统运行成本。 二、设备配置 (一)冷源 1. 双工况螺 杆式冷水机组3台(YSFAFAS55CNE约克(合资) 2.基载 离心式冷水机组2台(YKFBEBH55CPE勺克(合资) (二)冷却塔:大连斯频得 冷却塔共计5台,CTA-600UFW两台,CTA-450UFW三台。 (三)板式换热器:丹麦APV 板式换热器共计3台,选用APV板式换热器J185-MGS16/16 (四)蓄冰槽(现场加工) 蓄冰槽共有六台,最大蓄冰量31787.2KW(9040RT。(见表1) (五)乙二醇循环水泵:德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台,其中1台备用,并配4台变频器。 (六)冷却水循环泵:德国KSB

冷却水循环泵选用卧式离心泵4台,其中1台备用 三、运行策略: (一)负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果,整幢大楼的尖峰冷负荷为 11428KW(3250RT。由于气温变化,空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化,根据负荷分布情况,出100獗荷情况逐时空调负荷:(见表2) 蓄冰的模式可采用全部(全量)蓄冰模式或部分(分量)蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下:最大小时冷负 荷:11428KW( 3250RT 设计日冷负荷:151705KWH( 43144RTH 最大小时基载冷负荷:2286KW( 650RT 扣除基载冷负荷后的最大小时冷负荷:9142.33KW (2600RT 扣除设计日基载冷负荷后冷负荷:96852.4KWH (27544RTH (二)系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备,系统选用串联单循环回路方式,在循环回路中,乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台,每台换热量为用3961KW( 1126RT,用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开,保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动,而不流经各空调负荷回路,可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9根据冷负荷变化,通过电动调节阀 CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量,保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量,保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时,空调冷

冰蓄冷空调原理

冰蓄冷空调原理 冰蓄冷空调技术是指在用电低谷时用电制冰并暂时蓄存在蓄冰装置中, 在需要时( 用电高峰) 把。由此可以实现对电网的“移峰填谷”, 有利于降低发电装机容量, 维持电网的安全高效运行。 一、蓄冰空调系统组成部分 (1)制冷主机。 ①作用:制冷主机(双工况机组)负责对载冷剂(乙二醇)降温,输出冷源。 ②工作原理:制冷剂经过压缩机变成液态,在蒸发器气化吸热把冷量传递到盘管系统。(2)蓄冷设备。 ①作用:蓄冷设备(蓄冰罐、槽)主要功能是储存冷源并阻隔与外界冷热交换。 ②工作原理:蓄冰罐、槽外壁采用保温隔热材料层,隔绝与外界冷热交换,保持罐、 槽内的温度 (3)用户风机盘管系统。 ①作用:把冷源送到需要制冷房间。 ②工作原理:水经过换热板吸收冷量,经过冷冻泵输送到需要制冷的房间。 ③④⑤⑥二、蓄冰空调系统工作原理 (1)制冷机组(双工况机组)运行,将载冷剂(20%浓度的乙二醇液)流经主机降温,再输送至蓄冰罐对蓄冰罐中的水降温,降温一般降至-3℃左右,于此同时蓄冰罐的另一侧管道把乙二醇输送出,经过冷冻泵回流主机中,就这样低温的乙二醇对蓄冰罐的水进行循环降温。 (2)另一方面,经过主机降温的乙二醇液流经融冰式换热板,向风机盘管输送冷量,进入换热板前3.5℃,通过换热板后载冷剂温度上升到10.5℃,载冷剂通过冷冻泵回流制冷机组。

三、夜间蓄冰 夜间,用户风机盘管系统停止运行,前段只运行工况机组,打开V3、V1节流阀,关闭V2、V4、V5节流阀,让-3~-3.5℃低温20%浓度的乙二醇溶液被主机运送到蓄冰罐,在蓄冰罐中吸收热量,然后通过冷冻泵回流工况机组,一直循环,让蓄冰罐中的水冰化90%以上,白天高峰负荷时,储冰罐中0℃的水被输送到融冰板式换热器,换热后的高温水回流到储冰罐,被洒在冰上直接进行融冰,只要罐中有冰就可以一直保持出水温度在3.5℃左右,为融冰板式换热器的另一侧提供5-7℃的冷冰用于供冷

制冷剂气体水合物相平衡分解条件预测

第37卷第5期 2016年10月制冷剂气体水合物相平衡分解条件预测Vol.37,No.5October,2016 文章编号:0253-4339(2016)05-0033-06 doi:10 3969/j issn 0253-4339 2016 05 033 制冷剂气体水合物相平衡分解条件预测 杨行一李璞一张龙明一李娜 (西安交通大学化工学院热流科学与工程教育部重点实验室一西安一710049) 摘一要一本文从理论方面探究制冷剂气体水合物的相平衡分解条件,应用经典的vanderWaals?Platteeuw水合物热力学模型预测了R22,R23,R125和R143a水合物的分解条件三在模型预测过程中,应用SRK状态方程对气相和液相进行了模拟计算三该模型预测结果与实验数据误差分别为1 21%,2 84%,2 23%和1 02%,并得到了制冷剂水合物相平衡图及四相平衡点三同时对制冷剂水合物分解热进行了计算,对比发现Ⅱ型制冷剂水合物的分解热大于Ⅰ型三 关键词一气体水合物;制冷剂;相平衡;热力学模型 中图分类号:TB61+1;TB61+2文献标识码:A ThermodynamicModelforPredictingPhaseEquilibriumof RefrigerantGasHydrates YangHang一LiPu一ZhangLongming一LiNa (SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,KeyLaboratoryofThermo?fluidScienceandEngineering,MinistryofEducation,Xi?anJiaotongUniversity,Xi?an,710049,China) Abstract一Thisstudyaimstoinvestigatethephaseequilibriumofrefrigerantgashydratesbasedonthermodynamictheory.Athermody?namicmodelbasedonthevanderWaals?Platteeuwmodelisusedtopredictthehydratedissociationconditions.RefrigerantsmodeledinthisstudyincludeR22,R23,R125andR143a.TheSRKequationofstateisemployedformodelingthevaporandfluidphases.Thede?viationvaluesbetweenmodelpredictionsandtheexperimentaldataare1.21%,2.84%,2.23%and1.02%,respectively.Thephasee?quilibriumdiagramofrefrigeranthydratesandquadruplepointsareobtained.Decompositionheatofrefrigeranthydratesiscalculated.ItisfoundthatthedecompositionheatoftypeⅡrefrigeranthydratesishigherthanthatoftypeⅠ. Keywords一gashydrate;refrigerant;phaseequilibrium;thermodynamicmodel 基金项目:国家自然科学基金(51176154)资助项目三(TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.51176154).)一一收稿日期:2016年3月15日 一一随着经济的快速发展,电力系统的供需矛盾日趋严重,白天用电高峰期电力资源紧缺,夜晚用电低谷期电力资源过剩,电力资源得不到有效利用三电力供需矛盾的问题为蓄冷空调技术提供了广阔的发展前景,蓄冷工质的研究对蓄冷空调技术的发展至关重要,常用的蓄冷工质如冰二共晶盐和水等,它们的缺点分别是蓄冷效率低二蓄冷密度低和热交换效率低[1-2]三研究发现,制冷剂气体水合物在冰点以上发生相变(5 12?),具有较大的蓄冷能力(蓄冷密度与冰相近)三自从被提出应用于蓄冷空调技术以来,制冷剂气体水合物作为一种理想的蓄冷工质而受到广泛的关注和研究[3]三气体水合物是一种笼型包合物,由水分子(主体分子)与其他气体分子(客体分子)组成三水分子由于氢键作用在高压二低温条件下形成大小不同的多面体空穴,气体分子如甲烷二乙烷及其他碳氢化合物作为客体分子填充在空穴之中,形成一种稳定的水合物结构[4-5]三根据水分子的空间分布特征以及客体水合物分子的大小可以把目前已发现的气体水合物晶体结构分为三类,即Ⅰ型二Ⅱ型和H型[6]三 相平衡热力学是制冷剂气体水合物研究的一个重要领域,热力学研究的主要目标是获得水合物的相平衡数据及其稳定存在的条件范围,故相平衡热力学的研究有助于制冷剂气体水合物应用于基于水合物蓄冷的蓄冷空调技术三图1所示为制冷剂气体水合物相平衡示意图[7],图中R,W和H分别表示制冷剂二水二水合物三种物质,G,L和S分别表示气二液二固三种相态,三平衡线的交点Q1 33 万方数据

冰蓄冷空调系统原理及应用

冰蓄冷空调系统原理及应用 1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点 冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷,将水在专门的蓄冰槽冻结成冰以蓄存冷量;在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组,直接将蓄冰槽的冷能释放出来,满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小,而夜间制冷因气温较低可使效率更高,完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点: (1)利用低谷段电力,具有平衡峰谷用电负荷,缓解电力供应紧; (2)冰水主机的容量减少,节省增容费用; (3)总用电设施容量减少,可减少基本电费支出; (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费; (5)冰水温可低至1~4℃,减少空调设备风管的费用; (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少; (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少; (8)室相对湿度低,冷却速度快,舒适性好; (9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行,效率高,机器损耗小; (10)充分利用24h有效时间,减少了能量的间歇耗损;

(11)充分利用夜间气温变化,提高机组产冷量; (12)投资费用与常规空调相当,经济效益佳。 冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点,如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。 2系统的组成及制冰方式分类 2.1系统组成 冰蓄冷空调系统一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。冰蓄冷空调系统设计种类多种多样,无论采用哪种形式,其最终的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。另外,系统还应达到能源最佳使用效率,节省运转电费,为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。 2.2制冰方式分类 根据制冰方式的不同,冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。此外还有一些特殊的制冰结冰,冰本身始终处于相对静止状态,这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆生成,且处于运动状态。每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。 3运行策略与自动控制 3.1运行策略

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