直接蒸發式三套管蓄能換熱器的蓄冷特性

牛福新，倪 龍，姚 楊，馬最良

(哈爾濱工業大學市政環境工程學院，150090哈爾濱，fuxinniu@163.com)

隨著經濟的快速發展，商業用電大幅度增加，每年增加幅度約10%～20%.近年來的總裝機容量不斷增長，截至2008年底全國發電裝機容量達到7.1億kW［1］.為緩解高峰電力嚴重不足，蓄冷空調是電力需求實現“移峰填谷”最有效手段之一.目前，國內外蓄冷技術主要集中在對冰蓄冷的研究與設備開發［2-3］，利用水的相變蓄冷，相變溫度為0℃，因此要求制冷劑蒸發溫度較低，影響機組效率，而且該系統只能蓄冷，不能蓄熱，有時為了蓄熱不得不采用另外一套裝置，系統復雜.為此，本文采用相變溫度為6℃的有機相變材料，結合三套管蓄能換熱器，能同時解決空調系統夏季常規冷機蓄冷、冬季太陽能蓄熱、將多源熱泵與蓄能有機結合.通過三套管蓄能換熱器可以組成三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統［4］.雖然眾多研究者對相變換熱器開展了深入研究［5-11］，但由于三套管蓄能換熱器結構的特殊性，其換熱機理研究還未見報道.

1 三套管蓄能換熱器結構

三套管蓄能換熱器單個換熱單元見圖1，其內管為制冷劑，中間層為相變蓄能材料，外管為水，通過制冷劑/相變蓄能材料換熱實現夏季蓄冷，冬季取熱;而相變蓄能材料/水之間的換熱實現夏季釋冷，冬季蓄熱.冬季蓄熱的來源可以是太陽能等低位熱源，這樣通過管路轉換，三套管相變蓄能器既是夏季供冷工況的蓄冷裝置，也是冬季供熱工況……